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公司基本資料信息
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對于一個(gè)精餾塔來講,在進(jìn)料成分Z一定時(shí),只要保持V/F和D/F一定(或者在F一定時(shí)保持D和V一定),這個(gè)塔的分離結(jié)果也就是產(chǎn)品成分y和x將被完全確定。而當(dāng)進(jìn)料成分變化時(shí),為了保持產(chǎn)品成分不變,可以相應(yīng)調(diào)節(jié)D/F,以補(bǔ)償進(jìn)料成分變化的影響。塔內(nèi)上升蒸汽量V,在塔的提餾段是由再沸器加熱提供的,在塔的精餾段還受到進(jìn)料熱熔的影響。當(dāng)冷凝器冷卻量Q增加時(shí),必然會(huì)使更多的氣相變?yōu)橐合啵瑥亩档土怂海煌瑫r(shí)使塔內(nèi)相同組分的平衡溫度下降,增加了再沸器兩側(cè)間的溫差,使再沸器提供的加熱量QH增加。正因如此,在進(jìn)料熱熔變化不大或可以忽略時(shí),一般總把V的變化或V/F的變化,看作是由再沸器加熱量QH提供的。在多元精餾中,影響關(guān)系要復(fù)雜得多,當(dāng)進(jìn)料中某一組分的濃度變化時(shí),必然使其他組分的濃度變化;(5)冷卻劑入口溫度及閥前壓力的變化冷卻劑量的變化會(huì)影響到回流量或回流溫度,它的變化主要是由于冷卻劑的壓力或溫度變化引起的。從而使頂部及底部產(chǎn)品中各組分的濃度發(fā)生變化。當(dāng)進(jìn)料中幾個(gè)組分濃度同時(shí)變化時(shí),情況將更為復(fù)雜。克服這些擾動(dòng)的控制手段卻只有靠D/F和V/F。此時(shí)僅有兩個(gè)關(guān)鍵組分可以控制,其余組分在產(chǎn)品中的分配情況主要由進(jìn)料濃度確定。
精餾塔的控制方案
在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后,余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。首先簡述設(shè)置精餾塔控制方案的基本觀點(diǎn)。為簡化討論,只談及頂部和底部產(chǎn)品均為液相的且沒有側(cè)線采出的情況。由于精餾塔的控制方案繁多,只按這些基本觀點(diǎn)選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。2.產(chǎn)品產(chǎn)量指標(biāo)在達(dá)到一定質(zhì)量指標(biāo)要求的前提下,應(yīng)得到盡可能高的產(chǎn)量,從而使產(chǎn)品的回收率提高。
1.設(shè)置精餾塔控制方案的基本觀點(diǎn)
(1)按物料及能量平衡關(guān)系進(jìn)行控制
對于一個(gè)實(shí)際操作的二元精餾塔,在進(jìn)料成分一定時(shí),只要把D/F和V/F調(diào)節(jié)一定;且頂部回流罐液位調(diào)節(jié)以保證回流按照L=Vr-D的關(guān)系保持一定;任何精餾塔的操作情況同時(shí)受約束條件的制約,因此,在考慮精餾塔控制方案時(shí)一定要把這些因素考慮進(jìn)去。底部產(chǎn)品流量B在液位調(diào)節(jié)作用下也可以保證B=F-D的物料平衡關(guān)系,那么該塔的產(chǎn)品質(zhì)量就能得到控制。需指出,由于能量關(guān)系因素V主要取決于再沸器加熱量,但也取決于進(jìn)料和回流的熱焓。當(dāng)回流溫度恒定時(shí),只須考慮進(jìn)料設(shè)置溫度或熱焓自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。于是可保持再沸器的蒸汽量一定,就相當(dāng)于塔內(nèi)上升蒸汽量V一定了。考慮到因冷凝器冷卻量和環(huán)境等擾動(dòng)因素而使能量平衡可能破壞,從而使塔壓變化,因此在塔頂設(shè)置壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對于D/F和V/F的控制,由頂部產(chǎn)品量D、再沸器加熱蒸汽量和進(jìn)料量F分別組成比值控制系統(tǒng)。若考慮到動(dòng)態(tài)關(guān)系,可添加補(bǔ)償環(huán)節(jié),一般采用超前-滯后環(huán)節(jié)。
按產(chǎn)品成分或物性指標(biāo)的直接控制方案
精餾塔的質(zhì)量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo),即產(chǎn)品的成分作為被控變量,即直接控制方案。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法。利用產(chǎn)品分析器,例如色譜儀、紅外分析器、密度計(jì)、干點(diǎn)、閃點(diǎn)及初餾點(diǎn)分析器等,分析出塔頂(或塔底)的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量,而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量,就可以組成成分控制,實(shí)現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制。為維持塔壓恒定,在塔頂設(shè)置壓力控制系統(tǒng),控制手段是控制冷凝器的冷卻量。
采用色譜儀可以測量多組分的濃度,并可以通過測量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。精餾工藝上通常采用工業(yè)色譜儀進(jìn)行在線的成分分析,并以關(guān)鍵組分的濃度比進(jìn)行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的,在精餾塔中很難進(jìn)行的分離在色譜儀中也是困難的。同時(shí)分析儀需要采樣系統(tǒng)且其測量滯后影響了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。這是在使用時(shí)應(yīng)予注意的。在精餾塔的操作中,當(dāng)干擾產(chǎn)生時(shí),多個(gè)塔板中靈敏板的變化量明顯。因此,可選擇測量靈敏板上的成分,并作為被控變量進(jìn)行控制。分析結(jié)果表明,不同的原料產(chǎn)地、不同的前處理方法、不同的酒精生產(chǎn)工藝,醪垢的成分都不同。
與溫度控制的情況類似,塔頂或塔底產(chǎn)品的成分是能體現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。但是當(dāng)分離的產(chǎn)品較純時(shí),在鄰近塔頂、塔底的各板間,成分差很小,而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小,這就要求檢測成分的儀表靈敏度很高。理論上講,按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案,是直接、1有效的方案。它可為各種基于化工熱力學(xué)的多變量控制及精1確控制打下基礎(chǔ)。但是,就目前測量產(chǎn)品成分的儀表來說,準(zhǔn)確度一般較差、滯后時(shí)間也很長,因而控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能,按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案將得到廣泛應(yīng)用。一般附著在成熟醪預(yù)熱器、塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件上,常常造成進(jìn)料溫度降低,塔底各板間溫差加大,塔頂真空度升高,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塔底跑酒,終導(dǎo)致生產(chǎn)不能正常進(jìn)行。
酒精精餾塔是石油及化工生產(chǎn)中重要的設(shè)備之一,通過氣(或汽)液或液液兩相的緊密接觸,達(dá)到相間傳質(zhì)和傳熱的目的,實(shí)現(xiàn)混合物系的分離提純。酒精精餾塔工藝操作中的物料平衡關(guān)系、回流比、進(jìn)料工況、塔壓、塔溫、組分配比及內(nèi)部水力學(xué)現(xiàn)象均直接關(guān)系著精餾操作的穩(wěn)定性,影響整個(gè)生產(chǎn)裝置的產(chǎn)量、質(zhì)量、生產(chǎn)能力、消耗定額及環(huán)保等各個(gè)方面。因此,為了節(jié)省能量,減少有用功的損失,應(yīng)使調(diào)節(jié)閥前后壓降盡可能減少,這是控制方案的選擇中一個(gè)值得注意的問題。