精馏设备安全技术——危险分析及安全运行

1、精馏设备安全技术危险分析及安全运行 (1)危险状态分析 1)鼓泡接触状态  当上升蒸汽流量较低时，气体在液层中吹鼓泡的形式是自由浮升，塔板上存在大量的返混液，气液比较小，气液相接触面积不大。 2)蜂窝状接触状况  气速增加，气泡的形成速度大于气泡浮升速度，上升的气泡在液层中积累，气泡之间接触，形成气泡泡沫混合物。因气速不大，气泡的动能还不足使气泡表面破裂，因此，是一种类似蜂窝状泡结构。因气泡直径较大，很少搅动，在这种接触状态下，板上清液会基本消失，从而形成以气体为主的气液混合物，又由于气泡不易破裂，表面得不到更新，所以这种状态对于传质、传热不利。 3)泡沫状接触状态

2、0; 气速连续增加，气泡数量急剧增加，气泡不断发生碰撞和破裂，此时，板上液体大部分均以膜的形式存在于气泡之间，形成一些直径较小、搅动十分激烈的动态泡沫，是一种较好的塔板工作状态。 4)喷射接触的状态  当气速连续增加时，由于气体动能很大，把板上的液体向上喷成大小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作用落回到塔板上，直径较小的液滴，被气体带走形成液沫夹带，也是一种较好的工作状态。 泡沫接触状态与喷射状态均为优良的工作状态，但喷射状态是塔板操作的极限，液沫夹带较多，所以多数塔操作均控制在泡沫接触状态。 (2)安全运行控制 1)漏液  当气速较低时，液体从塔板上的开孔处下落，这种现象

3、称为漏液。严重漏液会使塔板上建立不起液层，会导致分离效率的严重下降。 2)液沫夹带和气泡夹带  当气速增大时，某些液滴被带到上一层塔板的现象称为液沫夹带。产生液沫夹带有两种情况：一种是上升的气流将较小的液滴带走；另一种是由于气体通过开孑l上的速度较大。前者与空塔气速有关，后者主要与板间距和板开孔上方的孔速有关。气泡夹带则是指在一定结构的塔板上，因液体流量过大使溢流管内的液体的流量过快，导致溢流管中液体所夹带的气泡来不及从管中脱出而被夹带到下一层塔板的现象。3)液泛现象  当塔板上液体流量很大，上升气体的速度很高时，液体被气体夹带到上一层塔板上的流量猛增，使塔板间充满气液混合

4、物，最终使整个塔内都充满液体，这种现象称为夹带液泛。还有一种是因降液管通道太小，流动阻力大，或因其他原因使降液管局部地区堵塞而变窄，液体不能顺利的通过降液管下流，使液体在塔板上积累而充满整个板间，这种液泛称为溢流液泛。液泛使整个塔内的液体不能正常下流，物料大量返混，严重影响塔的操作，在操作中需要特别注意和防止。 精馏装置的辅助设备主要是各种形式的换热器，包括塔底溶液再沸器、塔顶蒸汽冷凝器、料液预热器、产品冷却器等，另外还需管线以及流体输送设备等。其中再沸器和冷凝器是保证精馏过程能连续进行稳定操作所必不可少的两个换热设备。 再沸器的作用是将塔内最下面的一块塔板流下的液体进行加热，使其中一部分液体

5、发生汽化变成蒸汽而重新回流人塔，以提供塔内上升的气流，从而保证塔板上气、液两相的稳定传质。 冷凝器的作用是将塔顶上升的蒸汽进行冷凝，使其成为液体，之后将一部分冷凝液从塔顶回流人塔，以提供塔内下降的液流，使其与上升气流进行逆流传质接触。 再沸器和冷凝器在安装时应根据塔的大小及操作是否方便而确定其安装位置。对于小塔，冷凝器一般安装在塔顶，这样冷凝液可以利用位差而回流人塔；再沸器则可安装在塔底。对于大塔(处理量大或塔板数较多时)，冷凝器若安装在塔顶部则不便于安装、检修和清理，此时可将冷凝器安装在较低的位置，回流液则用泵输送人塔；再沸器一般安装在塔底外部。 安装于塔顶或塔底的冷凝器、再沸器均可用夹套式

6、或内装蛇管、列管的间壁式换热器，而安装在塔外的再沸器、冷凝器则多为卧式列管换热器。 在化工生产中，精馏塔操作，由于生产不同产品的生产任务不同，操作条件多样，塔型也不一样，因此，精馏过程的操作控制也是各不相同的。 准备工作  检查仪器、仪表、阀门等是否齐全、正确、灵活，做好启动前的准备。 预进料  先打开放空阀，充氮置换系统中的空气，以防在进料时出现事故，当压力达到规定的指标后停止，再打开进料阀，打入指定液位高度的料液后停止。 再沸器投入使用  打开塔顶冷凝器的冷却水(或其他介质)，再沸器通蒸汽加热。 建立回流  在全回流情况下继续加热，直到塔温、塔压均达到规定指标，产品质量符合要求。 进料与出产品  打开进料阀进料，同时从塔顶和塔釜采出产品，调节到指定的回流比。  控制调节  精馏塔控制与调节的实质是控制塔内气、液相负荷大小，以保持塔设备良好的质热传递，获得合格的产品。但气、液相负荷是无法直接