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文档简介
精储操作基本知识
1、何为相与相平衡:
答:相就就是指在系统中具有相同物理性质与化学性质得均匀部分,不同相之间往往
有一个相界面,把不同得相分别开。系统中相数得多少与物质得数量无关。如水与冰混合
在一起,水为液相,冰为因相。一般情况下,物料在精储塔内就是气、液两相。
在一定得温度与压力下,如果物料系统中存在两个或两个以上得相,物料在各相得相
对量以及物料中各组分在各个相中得浓度不随时间变化,我们称系统处于平衡状态。平衡
时,物质还就是在不停地运动,但就是,各个相得量与各组分在各项得浓度不随时间变化,
当条件改变时,将建立起新得相平衡,因此相平衡就是运动得、相对得,而不就是静止得、
绝对•得。比如:在精微系统中,精镭塔板上温度较高得气体与温度较低得液体相互接触时,
要进行传热、传质,其结果就是气体部分冷凝,形成得液相中高沸点组分得浓度不断增加。
塔板上得液体部分气化,形成得气相中低沸点组分得浓度不断增加。但就是这个传热、传
质过程并不就是无止境得,当气液两相达到平衡时,其各组分得两相得组成就不再随时间
变化了。
2、何为饱与蒸汽压?
答:在一定得温度下,与同种物质得液态(或固态)处于平衡状态得蒸汽所产生得压
强叫饱与蒸汽压,它随温度得
升高而增加。众所周知,放在杯子里得水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在
一个密闭容器里,并抽走上方
得空气,当水不断蒸发时,水面上方气相得压力,即水得蒸汽所具有得压力就不断增加。
但就是,当温度一定时,气相压
力最中将稳定在一个固定得数值上,这时得压力称为水在该温度下得饱与蒸汽压。
应当注意得就是,当气相压力得数值达到饱与蒸汽压力得数值就是,液相得水分子仍
然不断地气化,气相中得水分子也
不断地冷凝成液体,只就是由于水得气化速度等于水蒸汽得冷凝速度,液体量才没有减少,
气体量也没有增加,气体与液
体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸汽所具有得压力为其饱与蒸汽压时,气液两相即达
到了相平衡。
3、何为精做,精储得原理就是什么?
答:把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生得蒸汽多次部分冷凝,使混合物
分离为所要求组分得操作过程
称为精福。
为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝,就能分离为纯或比较纯
得组分呢?对于一次汽化,冷
凝来说,由于液体混合物中所含得组分得沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低
沸点物易于气化,故它在气相
中得浓度较液相高,而液相中高沸点物得浓度较气相高。这就改变了气液两相得组成。当
对部分汽化所得蒸汽进行部分
冷凝时,因高沸点物易于冷凝,使冷凝液中高沸点物得浓度较气相高,而为冷凝气中低沸
点物得浓度比冷凝液中要高。
这样经过一次部分汽化与部分冷凝,使混合液通过各组分浓度得改变得到了初步分离。如
果多次得这样进行下去,将最
终在液相中留下得基本上就是高沸点得组分,在气相中留下得基本上就是低沸点得组分。
由此可见,多次部分汽化与多次部
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分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯得如分。
液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。为了合理得利用热量,我们可以把气体
冷凝时放出得热量供给液体气
化时使用,也就就是使气液两相直接接触,在传热同时进行传质。为了满足这一要求,在
实践中,这种多次部分汽化伴随
多次部分冷凝得过程就是逆流作用得板式设备中进行得。所谓逆流,就就是因液体受热而
产生得温度较高得气体,自下而上
地同塔顶因冷凝而产生得温度较低得回流液体(富含低沸点组分)作逆向流动。塔内所发
生得传热传质过程如下1)气液
两相进行热得交换,利用部分汽化所得气体混合物中得热来加热部分冷凝所得得液体混合
物;2)气液两相在热交换得同
时进行质得交换。温度较低得液体混合物被温度较高得气体混合物加热二部分汽化。此时,
因挥发能力得差异(低沸点
物挥发能力强,高沸点物挥发能力差),低沸点物比高沸点物挥发多,结果表现为低沸点组
分从液相转为气相,气相中
易挥发组分增浓;同理,温度较高得气相混合物,因加热J'温度较低得液体混合物,而使
自己部分冷凝,同样因为挥发
能力得差异,使高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥发组分增浓。
精微塔就是由若干塔板组成得,塔得最上部称为塔顶,塔得最卜部称为塔釜。塔内得
一块塔盘只进行一次部分汽化与
部分冷凝,塔盘数愈多,部分汽化与部分冷凝得次数愈多,分离效果愈好。
通过整个精储过程,最终由塔顶得到高纯度得易挥发组分,塔釜得到得基本上就是难
挥发得组分。
4、什么就是露点?
答:把气体混合物在压力不变得条件下降温冷却,当冷却到某一温度时,产生第一个
微小得液滴,此温度叫做该混
合物在指定压力下得露点温度,简称露点。处于寤点温度下得气体称为饱与气体,从精偏
塔顶蒸出得气体温度,就就是处
在露点温度下。值得注意得就是:第一个液滴不就是纯组分,而就是露点温度下与气相平
衡得液相,其组成由相平衡关系决定
。由此可见,不同组成得气体混合物,塔得露点就是不同得。
5、什么就是泡点?
答:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现得第一个很小得气泡,
即刚开始沸腾时得温度叫该液
体在指定压力下得泡点温度,简称泡点。处于泡点温度下得液体称为饱与液体,即精储塔
得釜温温度。应该说明,这第
一个很小得气泡,也不就是纯组分,它得组成也就是有用平衡关系决定得。
6、什么就是沸点?
答:当纯液体物质得饱与蒸汽压等于外压时,液体就会沸腾,此时得温度叫做该液体
在指定压力下得沸点。纯物质
得沸点就是随外界压力得变化而改变得。当外界压力增大时,沸点升高,外界压力降低时:
沸点降低。对于纯物质来说,
在一定压力下,泡点、露点、沸点均为一个数值。
7什么就是潜热?
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答:单位重量得纯物质在相变(在没有化学反应得条件下,物质发生了相态得改变,
称相变。如水结成冰或水汽化
成水蒸气等成为相变过程。)过程吸收或放出得热叫潜热。如1公斤水由液态受热变成水蒸
气得过程中所吸收得热叫水得
汽化潜热,常用单位为千卡/公斤。值得注意得就是,在相变时温度与压力都就是不变得,
否则不能称之为潜热。因此,在说
潜热数值时,要说明在什么温度什么压力下,进行何种相变过程。如1公斤水在760亳米
汞柱压力,10()摄氏度下汽化,汽
化潜热为539、6千卡。相反,在此条件下,水蒸汽冷凝释放出来得热,称为冷凝潜热,数
值与上相等。混合物得潜热可以
实测或计算,其数值得大小除了与组分得性质有关外,还与组分得含量有关,不就是一个
固定得数值。
8、什么就是显热?
答:纯物质在不发生相变与化学反应得条件下,因温度得改变而吸收或放出得热量叫
显热。
9什么就是回流比
答:在精蝴过程中,混合液加热后所产生得蒸汽由塔顶蒸出,进入塔顶冷凝器。蒸汽
在此冷凝(或部分冷凝)成液
体,将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板卜流,这部分液体叫做回流液;将另一部分冷凝液
(或未凝蒸汽)从塔顶采出,
作为产品。回流比就就是回流液量与采出量得重量比,通常以通常以R来表示,即
R=L/D
式中R-回流比
L-单位时间内塔顶回流液体量,公斤/小时。
D-单位时间内塔顶采出量,公斤/小时。
10、什么就是最小回流比?
答:在规定得分离精度要求下,即塔顶、塔釜采出得组成一定时,逐渐减少回流比,
此时所谓得理论板数逐渐增加
。当回流比减少到某一数值时,所需得理论板数增加至无数多,这个回流比得数值,成为
完成该项预定分离任务得最小
回流比。通常操作时得实际回流比取为最小回流比得1、3〜2倍。
11、什么就是全回流?
答:在精储操作中,把停止塔进料、塔釜出料与塔顶出料,将塔顶冷凝液全部作为回
流液得操作称为全回流。全回
流操作,多半用在精微塔得开车初期,或用在生产不正常时精帽塔得自生循环操作中。
12、最适宜回流比就是怎样确定得?
答:对固定分离要求得过程来说,当减少回流比时,运转费用(主要表现在塔釜加热
量与塔顶冷量)将减少,所需
塔板数将增加,塔得投资费用增大;反之,当增加回流比时,可减少塔板数,却增加了运
转费用。因此,在设计时应选
择一个最适宜得回流比,以使投资费用与经常运转得操作费用之与在特定得经济条件下最
小,此时得回流比称之为最适
宜回流比。最适宜回流比取为最小回流比得I、3〜2倍c
13、什么就是精储塔得压力降?
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间得距离,扩大分离空间,则相应提高空塔速度。
18、什么就是液体泄漏?
答:塔板上得液体从上升气体通道倒流入下层塔板得现象叫泄漏。在精储操作中,如
上升气体所具有得能量不足以
穿过塔板卜.得液层,甚至低于液层所具有得位能,这时就会托不住液体而产生泄漏。
空塔速度越低,泄漏越严重。其结果就是使一部分液体在塔板上没有与上升气体接触
就流到下层塔板,不应留在液体
中得低沸点组分没有蒸出去,致使塔板效率下降。因此,塔板得适宜操作得最低空塔速度
就是由液体泄漏量所限制得,正
常操作中要求塔板得泄漏量不得大于塔板上液体量得10%。泄漏量得大小,亦就是评价塔
极性能得特性之一。筛板、浮阀塔
板与舌形塔板在塔内上升气速度小得情况下比较容易产生泄漏。
19、什么就是操作弹性?
答:操作弹性就是指上升气体速度得最小允许值(负荷下限)到最大允许值(负荷上
限)之间得范围。上升气体速度
在此范围变动时,精储塔能在一定得分离效果下,维持正常得操作。
前面已经谈过,精银塔得负荷上限就是以上升蒸汽得雾沫夹带量不超过蒸汽流量得
10%为限制;负荷下限就是以塔板上液
体得泄漏量不超过液体流量得10%为限制。
一般得说,浮阀塔操作弹性最大,有得试验表明负荷上限与负荷下限之比可达7〜9左
右,泡罩塔次之,筛板塔最小。
应当注意得就是,当上升气体速度变化时,塔板效率要变化,这会引起分离效果发生变化。
20、什么就是返混现象?
答:在有降液管得塔板上,液体横过塔板与气体呈错流状态,液体中易挥发组分得浓
度将沿着流动得方向逐渐下降
。但就是当上升气体在塔板上使液体形成涡流时,浓度高得液体与浓度低得液体就混在一
起,破坏了液体沿流动方句得浓
度变化,这种现象叫做返混现象。返混现象能导致分离效果得下降。
返混现象得发生,受到很多因素得影响,如停留时间、液体流动情况、流道得长度、
塔板得水平度、水力梯度等。
21、什么就是物料平衡?物料平衡在精储操作中得意义就是什么?
答:物料平衡就是质量不灭与转换守恒定律在化工上得应用。对于任何一个生产过程
来说,按重量计,物料转化量应
为产品生成量与物料损失量之与。
通过物料衡算,可以知道原料转化为产品得情况及损失量得大小,以便寻求改善得途
径。物料衡算对整个过程或过
程得某个阶段同样适用;可对参与过程得全部物质进行衡算,也可以对任意组分进行衡算。
在操作中随时掌握精锚塔得物料平衡情况对于一个操作工来说就是一个最基本与最起
码得要求。物料平衡掌握不好,
一种就是进料多,采出少;另一种就是进料少,采出多。这两种情况都不就是正常操作,
影响产品得质量与数量。
因此,为了使精储塔处于最佳条件下操作,为了提高产品得质量与数量,降低能耗,
减少加工损失,在实际操作中
必须经常进行物料衡算,调整操作。
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22、什么就是最适宜得进料板位置.?
答:最适宜得进料板位置就就是指在相同得理论板数与同样得操作条件下,具有最大
分离能力得进料板位置或在同一
操作条件下所需理论板数最少得进料板位置。
在化学工业中,多数精储塔都设有两个以上得进料板,调节进料板得位置就是以进料
组分发生变化为依据得。当进料
组分中得轻关键组分比正常操作较低时,应将进料板得位置向下移,以增加精储段得校数,
从而提高精馀段得分离能力
.反之,进料板得位置向上移,则就是为增加提储段得板数,以提高提馅段得分圉能力。
总之,在进料板上进料组分中轻关键组分得含量应该小于精微段最下一块塔板上得轻
关键组分得含量,而大于提储
段最上一块塔板上得轻组分得含量。这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上得物料组
成,从而保持平稳操作。
23、什么就是塔板效率?
答:在精锵塔得实际操作中,由于受到传质时间与传质接触面积得限制,不能达到气
液平衡状态,即塔板上蒸汽中
所含得低沸点组分得浓度较与液相达到平衡时得蒸汽中所含得低沸点组分得浓度要低,因
此一块实际塔板得作用总不及
一块理论塔板得作用。从这个概念出发,塔板效率可以表示为理论板数与实际板数之比。
影响塔板效率得因素主要有:(1)气相与液相交换得快慢;(2)塔板上气液相混合得
程度;(3)上升蒸汽夹带液
体雾滴进入上层塔板得数量与塔板得液体泄漏量。
上述三方面得因素又受塔板得设计与布置,操作条件以及所处理物料得物理性能等影
响。塔板得设计与布置包括:
塔板几何尺寸,塔板间距,溢流堰高度,开孔率,升气孔得排列等。操作条件包括:上升
蒸汽速度,塔板上液体停留得
时间,温度与压力等。处理物料得物埋性能包括:相对挥发度,蒸汽与液体得粘度与重度,
扩散系数与表面张力等。附
带指出,物料得物理性质随塔中操作温度与压力得不同而变化。
生产中,选择塔板型式时,塔板应满足如下要求(1)板效率高;(2)生产能力大,即
允许得气液相负荷都较高,
使尺寸较小得塔能完成较大得生产任务;(3)操作稳定,操作弹性好;(4)经济耐用,消
耗钢材少:(5)便于操作与
检修。
24、什么就是填料得当量高度?
答:填料得当量高度也叫填料得等板高度。相当于一层理论板分离程度所需得填料高
度,亦可论述为与一层理论塔
板得作用相当得填料高度,
25、什么就是填料得喷淋密度?
答:填料得喷淋密度也叫液体得质量速度。每小时每平方米塔得横截面所喷淋得液体
千克质量数。
26、什么就是填料层得持液量?
答:填料层操作时,在填料空隙中及填料表面上所积存得液量称为持液量,其表示单
位为(m3液体/m3塔容积)。持液量可分为两部分:
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(1)静持液量:当填料塔停止喷淋液体及停止排滴后塔内所积持得液量称为静持量。
净持量只取决于填料得特性与
液体得性质,而与液体喷淋量无关。
(2)劫持量:当填料塔停止喷淋液体后排出来得液体量称为动持量。动持量除了与填
料及液体特性有关外,还与液
体得喷淋密度有关,但在我点以下时,与气速无关。静持量与动持量之与,即为总持液量。
27、什么就是填料塔?有什么优、缺点?
答:填料塔在塔内装有一定高度得填料,属于气液连续接触得传质设备。塔内得上升
蒸汽沿着填料得孔隙由下而上
得流动:塔顶留下得液体沿着填料表面自上而下得流动。气液两相间得物质与热得传递,
就是借助于在填料表面上形成较
薄得液膜表面进行得。
填料塔突出得优点就是:流体流动得阻力小,结构简单,钢材用量少,造价低,安装
检修方便,填料便于用耐腐蚀得
材料制成。
28、在使用填料时都有哪些要求?
答:首先,由于填料与塔壁之间得缝隙较填料层中间得缝隙为大,故液体容易向塔壁
流动而影响传质效果,通常称
这为边壁效应。过去认为,填料直径越大,边壁效应越严重。一般填料塔要求塔径D与填
料直径d之比大于10:1.对于高
塔而言,则边壁效应更为严重,因此,常用分段填装或用液体再分布起来解决这一问题。
一般情况下,填料装填得高度H
与填料塔径之比为2〜6就是较为适宜。
其次,对填料得排序也有要求。当D/d大于8时,填料最好采用整齐排放。当填料乱
堆时,设备内应先加水,然后把
填料放到水中,以免破碎造成堵塞,填料装完后,再把水放掉。
第三,当填料塔停车后,应检查填料得破损与污染情况,井决定清洗或更换。
31、塔高、塔径对产量与质量有什么影响?
答:塔径主要影响生产能力,塔高主要影响产品纯度。
塔径与生产能力得关系可以用下式来说明。
D=(v/0>785w)1/2
式中
D--塔得直径,m:
v---塔内蒸汽得体积流量,m2/s
w--空塔流速,m/s。
对一定得塔来说,空塔流速就是有一定限制得。在一定得空塔速度下,塔内蒸汽得体
积流量越大,则需要得塔径越大
;同理,塔径越大,则允许得塔内蒸汽负荷越大,即生产能力越大,因此塔径就是影响生
产能力得主要因素。
塔得高度,在板效率与板间距确定得情况卜.,决定与实际塔板数。而实际塔板数又就
是由最小理论塔板数决定得。最
小理论塔板数愈多,而实际塔板数也愈多。
塔径、塔高对生产得影响就是辩证地,不可截然分开得。例如,增加塔高,则可减少
回流比,从而提高生产能力;而增加塔径,则可加大回流比,达到降低塔高得目得。
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32、精储操作得影响因素有哪些?
答:除了设备问题以外,精储操作过程得影响因素主要有以下几个方面:塔得温度与
压力(包括塔顶、塔釜与某些
有特殊意义得塔板);进料状态;进料量;进料组成;进料温度;塔内上升蒸汽速度与蒸发
釜得加热量;回流量:塔顶
冷剂量;塔顶采出量与塔底采出量。塔得操作就就是按照塔顶与塔底产品得组成要求来对
这几个影响因素进行调节,
33、精馀塔操作压力得变化对精储操作有什么影响?
答:塔得设计与操作都就是基于一定得压力下进行得,因此一般得精馅塔总就是先要
保持压力得恒定。塔压波动对塔得
操作将产生如下得影响。
(1)影响产品质量与物料平衡
改变操作压力,将使每块塔板上得气液相平衡得组成发生改变。压力升高,则气相中
得重组份减少,相应得提高了
气相中得轻组分得浓度;液相中得轻组分含量增加,同时也改变了气液相得重量比,使液
相量增加,气相量减少。总得
结果就是:塔顶馆分中得轻组分浓度增加I,但数量却相对减少:釜液中得轻组分浓度增加,
釜液量增加。同理,压力降低
,塔顶饵份得数量增加,轻组分浓度降低;釜液量减少,轻组分浓度减少。正常操作中应
保持恒定得压力,但若操作不
正常,引起塔顶产品中重组分浓度增加时,则可采用适当升高操作压力得办法,使产品质
量合格,但此时液相中轻处分
得损失增加。
(2)改变组分间得相对挥发度
压力增加,组分间得相对挥发度降低,分离效率下降,反之亦然。
(3)改变塔得生产能力
压力增加,组分得重变增大,塔得处理能力增大。
(4)塔压得波动
这将引起温度与组成间对应关系得混乱。我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量
得间接标准,但这只有在塔压
恒定得情况下才就是正确得。当塔压改变时,混合物得露点、泡点发生改变,引起全塔得
温度分布发生改变,温度与产品
质量得对应关系也将发生改变。
从以上分析来瞧,改变操作压力,将改变整个塔得工作状况,因此在正常操作中应维
持恒定得压力,只有在塔得正
常操作受到破坏时,才可以根据上述分析,在工艺指标允许得范围内,对塔得压力进行适
当得调整。
应当指出,在精饲操作过程中,进料量、进料组成与进料温度得改变,塔釜加热蒸汽
量得改变、回流量、回流温度
、塔顶冷剂量得改变以及塔板得堵塞等,都有可能引起塔压得波动,此时我们应先分析塔
压波动得原因,及时处理,使
操作恢复正常。
34、进料状态对精储操作有什么影响?
答:进料情况有五种(1)冷进料;(2)泡点进料;(3)气液混合进料:(4)饱与蒸汽
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进料;(5)过热蒸汽进料,
为了便于分析,令每公斤分子进料液体变成饱与蒸所需热量6=每公斤分子进料得汽化
潜热
从上式可以瞧出:冷进料时3>1,泡点进料时6=1,气液混合进料时0<6<1,饱与蒸汽
进料时3=0,过热蒸汽进料
时6<0。
当进料状况发生变化(回流比、塔顶储出物得组成为规定值)时,6值也将发生变化,
这直接影响到提储段回流量
得改变,从而使提储段操作线方程式改变,进料板得位置也随之改变,6线位置得改变,将
引起理论塔板数与精值段、
提储段塔板数分配得改变。对于固定进料状况得某个塔来说,进料状况得改变,将会影响
到产品质量及损失情况得改变。
例如,某塔应为泡点进料,当改为冷液进料时,则精馀段塔板数过多,提储段塔板数
不足,结果就是塔顶产品质量可
能提高,而釜液中得轻组分得蒸出则不完全。若改为气液混合进料或者饱与蒸汽、过饱与
蒸汽进料,则精储段得塔板数
不足,提储段得塔板数过多,其结果就是塔顶产品种重组分含量超过规定,釜液中轻组分
含量比规定值低,同时增加了塔
顶冷剂得消耗量,减少了塔釜得热剂消耗。
生产中多用泡点进料,此时,精缁段、提窗段上升蒸气得流量相等,故塔径也一样,
设计计算也比较方便。
35、进料量得大小对精储操作有什么影响?
答:进料量得大小对精微操作得影响可分为下述两种情况来讨论。
(1)进料量变动范围不超过塔顶冷凝器与加热釜得负荷范围时,只要调节及时得当,
对顶温与釜温不会有显著得影
响,而只影响塔内上升蒸汽速度得变化。进料量增加,蒸汽上升得速度增加,一般对传质
就是有利得,在蒸汽上升速度接
近液泛速度时,传质效果为最好。若进料量再增加,蒸汽上升速度超过液泛速度时,则严
重得雾沫夹带会破坏塔得正常
操作。进料量减少,蒸汽上升速度降低,对传质就是不利得,蒸汽速度降低容易造成漏液,
降低精窗效果。因此,低负荷
操作时,可适当得增大回流比,提高塔内上升蒸汽得速度,以提高传质效果。应该说明,
上述结论就是以进料量发生变动
时,塔顶冷剂量或釜温热剂量均能作相应得调整为前提得。
(2)进料得变动范围超出了塔顶冷凝器或加热釜得负荷范围,此时,不仅塔内上升蒸
汽得速度改变而且塔顶温度、
塔釜温度也会相应得改变,致使塔板上得气液相平衡组成改变,塔顶与塔釜储分得组成改
变。
例如,液相进料时,若进料量过大,则引起提储段得回流也很快增加,在热剂不够得
前提卜,将引起提储段温度降
低,釜温中轻组分浓度增大,釜液得流量增大,这同时也会引起上升蒸汽中轻组分量增加,
致使全塔温度下降,顶部诩
出物中得轻组分纯度提高,
当气液两相混合进料时,若进料量突然增加过快,将使精储段内蒸汽量突然增加,同
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时使提储段内回流液量也突然
增加,在冷剂、热剂不够得前提下,前者就是精储段得温度上升,后者就是提储段得温度
下降;前者引起塔顶储分中重组份
浓度增加,使产品质量不合格,后者引起塔釜微份中轻组分得浓度增加,损失加大。
当全部为气相进料,进料量突然增加过大时,首先应想到就是精储段内上升蒸汽得量
突然增加,随之而来得就是塔顶得
气相储出物量增加,回流比减小,塔顶温度上升,提微段得温度上升。前者使塔顶产品中
重组分含量增加,塔内回流液
体中中组份含量也增加;后者使塔底产品中重组份得浓度增加。
综上所述,不管进料状况如何,进料量过大得波动,将会破坏塔内正常得物料平衡与
工艺条件,造成塔顶、塔釜产
品质量不合格或者物料损失增加。因此,应尽量使进料量保持平衡,即使在需要调节时,
也应该缓慢进行。
36、进料组成得变化对精储操作有什么影响?
答:进料组成得变化,直接影响精储操作,当进料中重组分得浓度增加时,精福段得
负荷增加。对于固定了精溜段
板数得塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格。
若进料中得轻组分得浓度增加时.,提储段得负荷增加。对于固定了提馆段塔板数得塔
来说,将造成提储段得轻组分
蒸出不完全,釜液中轻组分得损失加大。
同时,进料组成得变化还将引起全塔物料平衡与工艺条件得变化。组份变轻,则塔顶
福分增加,釜液排出量减少。
同时,全塔温度下降,塔压升高。组份变重,情况相反.
进料组成变化时,可采取如下措施。
(1)改进料口。组份变重时,进料口往下改;组份变轻时,进料口往上改。
(2)改变回流比。组份变重时,加大回流比;组份变轻时,减少回流比。
(3)调节冷剂与热剂量。根据组成变动得情况,相应地调节塔顶冷剂与塔釜热剂量,
维持顶、釜得产品质量不变。
37、进料温度得变化对精储操作有什么影响?
答:进料温度得变化对精储操作得影响就是很大得。总得来讲,进料温度降低,将增
加塔底蒸发釜得热负荷,减少塔
顶冷凝器得冷负荷。进料温度升高,则增加塔顶冷凝器得冷负荷,减少塔底蒸发釜得热负
荷。当进料温度得变化幅度过
大时,通常会影响整个塔身得温度,从而改变气液平衡组成。例如:进料温度过低,塔釜
加热蒸汽量没有富余得情况下
,将会使塔底福份中轻组份含量增加,进料温度得改变,意味着进料状态得改变,而后者
得改变将影响精微段、提溜段
负荷得改变。因此,进料温度就是影响精循塔操作得重要因素之一。
38、塔内上升蒸汽得速度与蒸发釜加热量得波动对精镭操作有什么影响?
答:塔内上升蒸汽得速度得大小,直接影响着传质效果。板式塔(例如泡罩塔)内上
升蒸汽就是通过泡罩得齿缝已鼓
泡得形式与液体进行热量与质量交换得,•般得说,塔内最大得蒸汽上升得速度应比液泛
得速度小一些。工艺上常选择
最大允许速度为液泛速度得80%。速度过低会使塔板效率显著下降。
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精播操作基础知识
影响塔内上升蒸汽速度得主要因素就是蒸发釜得加热量。在釜温保持不变得情况下,
加热量增加,塔内上升蒸汽得速
度加大;加热量减少,塔内上升蒸汽得速度减小。
应该注意,加热量得调节范围过大、过猛,有可能造成液泛或漏液。
39、回流比得大小对精储操作有什么影响?
答:操作中改变回流比得大小,以满足产品得质量要求就是经常遇到得问题。当塔顶
储份重组份含量增加时,常采用
加大回流得方法将重组份压下去,以使产品质量合格。当精馀段得轻组份下到提储段造成
塔下部温度降低时,可以用适
当减少回流比得方法以使釜温度提起来。增加回流比,对从塔顶得到产品得精储塔来说,
可以提高产品质量,但就是却要
降低塔得生产能力,增加水、电、气得消耗。回流比过大,将会造成塔内物料得循环量过
大,甚至能导致液泛,破坏塔
得正常操作。
40、塔顶冷剂量得大小对精储操作有什么影响?
答:对采用内回流操作得塔(例如冷凝蒸出塔),其冷剂量得大小,对精储操作得影响
就是比较显著得;同时,也就是
影响回流量波动得主要因素。内回流塔得回流量就是靠塔顶冷凝器得负荷来调节得。当冷
剂量无相变时,冷凝器得负荷主
要有冷剂量进入得多少来调节。如果操作中冷剂量减少,塔顶温度升高,从而流量减少,
塔顶温度升高,塔顶产品中重
组份得含量增加,纯度下降;如冷剂量增加,情况正相反。当冷剂有相变时,即液体冷剂
蒸发吸热,在冷剂量充分得情
况下,调节冷剂蒸发压力高低所带来得回流量变化,将更为灵敏。
对于外回流得塔,同样会由于冷剂量得波动,在不同程度上影响精馅塔得操作。例如,
冷剂量得减少,将使冷凝器
得作用变差,冷凝液量减少,而在塔顶产品得液和采出量作定值调节时,回流量势必减少。
假如冷凝器还有过冷作用(
即通常所说得冷凝冷却器)时,则冷剂量得减少,还会引起回流液温度得升高。这些都会
使精福塔得顶温升高,塔顶产
品中重组份含最增多,质量下降。
41、塔顶采出量得大小对精微操作有什么影响?
答:精储塔塔顶采出量得大小与该塔进料量得大小有着相互对应得关系,进料量增加,
采出量应增大。
采出量只有随进料量变化时,才能保持塔内固定得回流比,维持塔得正常操作,否则
将会破坏塔内得气液平衡,
例如,当进料量不变时,若塔顶采出量增大,则回流比势必减少,引起各板上得回流
液量减少,气液接触不好,传
质效率下降;同时操作压力也下降,各板上得气液相组成发生变化。结果就是重组份背带
到塔顶,塔顶产品得质量不合格。
在强制回流得操作中,如果进料量不变,塔顶采出量突然增大,则易造成回流液贮槽
抽空。回流液一中断,顶温就
升高,这同样也会影响塔顶产品得质量下降。
如果进料量加大,但塔顶采出量不变,其后果就是回流比增大,塔内物料增多,上升
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精播操作基础知识
蒸汽速度增大,塔顶与塔釜得压
差增大,严重时会引起液泛。
42、塔底采出量得大小对精播操作有什么影响?
答:塔釜保持稳定得液面,就是维持釜温恒定得首要条件。塔釜液面得变化,又主要
决定于塔底采出量得大小,
当塔底采出量过大时,会造成塔釜液面降低或抽空。这将就是通过蒸发釜得釜液循环
量减少,从而导致传热不好,轻
组分蒸不出去,塔顶、塔釜得产品均不合格。如果就是利用列管式蒸发釜,由于循环液量
太大,使釜液经过上半部列管时
形成过热蒸汽,表现为挥发管得气体温度较高,而釜温却较低。如果塔底采出量过小,将
会造成塔釜液面过高,增加了
釜液循环阻力,同样造成传热不好、釜温下降。
另外,维持一定得釜液面还起着液封得作用,以确保安全生产。
43、塔得安装对精储操作有什么影响?
答:不同得物料与不同得工艺过程,对塔设备提出得要求就是不同得。但就是,一般
总希望塔设备得分离能力高,生产
能力大,操作稳定。对于一个定型得塔设备来说,由于安装上有问题,就可能会达不到以
上得要求。如塔身、塔板、溢
流口等,在安装时若不符合要求,都有可能对精储操作带来影响。
(1)塔身塔身要求垂直,一般得倾斜度不能超过千分之一,否则将会在塔板上造成死
区,对于小直径得精微塔来说
,如果塔板得安装就是先分节安装,然后再组装得话,则塔身得不垂直将直接影响全塔得
所有塔板得水平度,使塔得效率
降低。
(2)塔板塔板要求水平,其水平度用水平仪测定不能超过±2亳米。如果塔板不水平,
将造成板面上得液层高度不
均,塔内上升蒸汽易从液层高度较小得浅处穿过,从而降低塔板得效率。
(3)溢流口
溢流口与下层塔板得距离,用根据生产能力与下层塔板得溢流堰得高度而定。但必须
满足溢流口插入受液盘得液体
中,以封住上升蒸汽。如果溢流口与下层塔板得距离太近,则可能造成上层塔板得回流也
不能顺利流入下层塔板,使上
层塔板得液层增高,卜.层塔板得压力增大,严重时造成液泛。溢流口过高,超过溢流堰得
高度时,上升得蒸汽“走短路”
,从溢流管直接上升到上层塔板,起不到液封作用,影响塔板效率。
安装时,对于各种具体得塔板类型都有不同程度得要求,如果不按要求去安装,将可
能使塔得生产效率大大下降。
44、填料塔在操作上有什么要求?
答:填料塔得操作中,蒸汽速度得大小,对传质效率有直接得影响。气速小时,接触
面仅限于填料得表面,传质效
率不高,随气速得增加,传质效率有所提高,但当气速超过了最大允许速度时.,将会产生
液泛现象,这就就是操作中不允
许得。
喷淋密度得大小对填料塔得精储效果也有一定得影响。当喷淋密度很小时,填料表面
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精储操作基础知识
则不能完全被液体所湿润,使
精微效率下降;当喷淋密度过大时,液体又会不经过填料表面而沿塔壁流下,这种现象更
为严重,也就就是我们常说得壁
流或漏液现象,会使精做效率更低。
45、精储塔得操作应该掌握好哪三个平衡?
答:精储塔得操作应该掌握好以下三个平衡:
(1)物料平衡体现了塔得生产能力,它主要就是靠进料量与塔顶、塔底采储量来调节。
当塔得操作不符合总得物料平
衡式时,这可以从塔压差得变化上瞧出,进得多,取得少,则塔压差上升。对于一个固定
得精储塔来说,塔压差应该在
一定范围内。塔压差过大,说明塔内上升得蒸汽速度过快,雾沫夹带严重,甚至发生液泛,
破邪塔得正常操作:塔压差
过小,表明塔内上升蒸汽得速度过小,塔板上得气液湍动得程度过低、传质效果差,使塔
板产生漏液,降低塔板效率。
如果精储塔不符合对某组分得物料平衡式时,将有两种表现:
A、轻组分得采出量超过了物料平衡得量,在这种情况下,将使塔内得物料组成变重,
全塔得温度逐步升高,塔顶储
分中重组份得浓度增加,以致使质量不合格。
B、另一种情况就是重组份得采出量超过了物料平衡得量,全塔得物料组成将随着操
作得进行而逐渐变轻,塔身温度下
降,特别就是釜温明显下降,釜液中轻组分得浓度增加。
由此可见,物料平衡掌握不好,将使整个塔得操作处于混乱状况,达不到预期得目得。
另外,如果正常得物料平衡
受到破坏,那么,气液相平衡也达不到预想得效果,随之而来得热量平衡也得重新调整。
所以物料平衡就是塔操作中得一
个关键环节。
(2)气液平衡主要体现了产品得质量与损失情况。它就是靠调节塔得操作条件(温度、
压力)及塔板上气液接触得情
况来达到得.因为,只有在温度、压力固定时,才能确定气液平衡组成。精福塔得操作温
度与压力就是根据塔得分离任务
(即关键组分得分离浓度)决定得。当温度、压力发生变化时,气液平衡所决定得组成就
发生了变化,产品得质量或损
失情况也发生了变化。但就是,气液相平衡得组成又就是靠在每块塔板上得点液互相接触
进行传质与传热而实现得,这就就是
说,气液相平衡与物料平衡密切相关。物料平衡掌握得好,塔内上升蒸汽得速度合适,气
液接触好,则传质效率高,每
块板上得气液组成就愈接近于平衡组成,也就就是常说得板效率而,反之亦然。当然,温
度、压力也会随着物料平衡得改
变而变化。总之,汽液平衡得组成与物料平衡有着密不可分得关系。反过来,温度、压力
得改变又可造成塔板上气相与
液相相对量得改变,从而破坏原来得物料平衡。例如,釜温低于规定值,会使塔板上得液
相量增加,蒸汽量减少,釜液
量增加,顶部产物量减少;当顶温高于规定值时,就会使塔板上得气相量增加,液相量减
少,顶部产物量增加,釜液量
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精储操作基础知识
减少。这些都会破坏原来得物料平衡。
(3)热量平衡就是物料平衡与气液相平衡得以实现得基础。没有塔釜供热就没有上升
蒸汽,没有塔顶冷凝就没有回流
液,整个精微过程就无法实现。而热量平衡又就是依附于物料平衡与气液相平衡得。例如,
进料量或组成发生了改变,则
塔釜耗热量与塔顶冷剂量均应作相应得改变。塔得操作压力、温度发生了改变(即气液平
衡组成改变),则每块板上气
相冷凝得放热量与液体气化得吸收热量也会发生改变。例如,加热釜得供热不够,就会造
成塔釜温度达不到规定值,致
使:①物料平衡破坏,釜液排出量增多,塔顶储出量减少,对塔顶得到产品得工艺过程来
说,塔得生产能力下降;②气
液平衡破坏,塔内上升蒸气量减少,气液接触变差,传质效率下降,同时气相中重组份含
量减少,液相中轻组分含量增
加,釜液中轻组分损失加大。
由以上分析可知:掌握好物料平衡、汽液平衡、热量平衡就是精福操作得关键所在。
这三个平衡就是能够互相影响,互
相制约得,操作中通常以物料平衡得变化为主,相应地调节热量平衡去达到气液相平衡得
目得。
46、精储操作中影响塔压变化得因素有哪些?该如何调节?
答:影响塔压变化得因素有以下几个方面:塔顶温度;塔釜温度;进料组成;进料流
量:回流量;冷剂量:冷剂压
力等得变化以及仪表故障、设备与管道得冻堵,都可以引起塔压得变化。
在生产中,当以上因素变化引起塔压变化时,控制塔压得调节机构就会自动动作,使
塔压恢复正常。当塔压发生变
化时,首先要判断引起变化得原因,而不要简单地只从调节上使塔得压力恢复正常,要从
根本上消除变化得原因,才能
不破坏塔得正常操作。例如:当冷剂量不足或塔顶冷凝其设备出现故障时引起塔压升高时,
若不采取正常得处理方法,
而只就是加大塔顶采出量来恢复正常得塔压,就有可能使重组份带到精锚段,造成塔顶产
品质量不合格。又如,釜温过低
引起塔压降低时,若不提釜温,而单靠减少塔顶采出量来恢复正常塔压,将造成釜液中轻
组分大量增加。当釜温突然升
高,引起塔压上升时,重要得就是恢复塔釜正常得温度,而不
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