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影响精馏操作的主要因素及精馏节能技术浅析

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影响精馏操作的主要因素及精馏节能技术浅析 科技论坛
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影响精馏操作的主要因素及精馏节能技术浅析
于红光
(四川省德阳市东方汽轮机有限公司,四川德阳618000)
摘要:在工业生产中,尤其是在化工生产和石油行业,精编都是主要的生产单元,精编是用来分高均相液体混合物的主要手段。影响精馏操作的主要固素包括压力、温度、液体成分组成和回流比等,在本文中还针对儿大图素说明了精馏节能技术。
关键词:精编:主要固素:节能
1精馏的工作原理
精是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作,其实
量服从能量守恒,其量并不减少,但不能直接返回塔项再使用。其原因是其品位下降。所以说用能过程是能量策值的过程,是有效能损
质是多级精溜,即在一定压力下,利用互溶液体混合物各组分的沸
失的过程.而不是能在量上的减少。
点或饱和蒸汽压不同.使轻组分(沸点较低或蒸汽压较高的组分)汽化,经多次部分波相汽化和部分气相冷凝,使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高,从而实现分离,
该过程中,传热、传质过程同时进行,属传质过程控制。原料从塔中部适当位置进塔,将塔分为两段,上段为精馏段,不含进料,下段含进料板为提留段,冷凝器从塔顶提供液相回流,再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精留重要特点,
精溜塔是提供混合物气、液两相接触条件、实现传质过程的设备。该设备可分为两类,一类是板式精溜塔,第二类是填料精留塔。
2影响精馏的操作的主要因素
2.1奔液量是控制精留塔的物料平衡的主要因素根据精溜塔全塔物料衡算公式:
F=D+W,FxF=DxD+WxW在精留塔的操作中,需维持塔顶和塔底产品的稳定,保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件,通常塔底液的多少是控制精溜塔的物料平衡的主要因素,
2.2进料温度的影响
精留的原理就是利用各组分挥发性能的不同,使原来的混合液达到预计的某种程度的分离过程,而进料温度的不同会直接影响各组分的挥发性能.而且对塔项冷凝器和塔底再沸器的负荷都会有所变化,从而破坏气液平衡
2.3压力的影响
3.2增添中间再沸器和中间冷避器
利用精馏塔提馏时的某一塔板就如一个热量,替代一部分底部热量,这种方式跟多出进料的方式相类似,可以提高精缩操作过程的热力效率。再有就是底部温度本来较低,底部再沸就是利用一种回收手段,可以回收温度更低的冷凝量,是冷热资源能够得到回收利用的效果,降低了能耗也起到了节约成本的作用。
3.3操作条件的优化
3.3.1回流比优化。回流比R与塔理论板数N共同决定塔的分离能力和产品分离的总成本。所以,在设计时就应选择适宜回流比 R决定的理论板数N,使总成本最低。在操作中,则应在适宜的近料位置和适宜的采出量条件下,在保证分离要求的前提下,尽可能减小回流比R,或操作时应避免过高的过度分离,以减小能耗。回流比 R对能耗的影响如下式所示
Q=Vrg=(V+(1-g)F)
= (D(R+I) +(1-g)F)r
r-塔内液相的汽化潜热kJ/kmol
可见,随回流比增加,其再沸器热流量Q随之增大。
3.3.2适宜进料位置。在适宜进料位置条件下操作,可以避免本来提纯的物流与浓度不同的进料混合,即返混合。使塔其有更高的分离能力,可在完成相同的分离任务时,回流比最小,能耗最低。为避免返混,进料应选择塔板上关键组分之比最接近的塔板为适宜的
压力发生变化时,会打破原来精馏塔的气液平衡。当压力升高
进料板。
时,物质沸点越高,需要的热剂量越大气相中重组份减少,相应地提高了气相中轻组份的浓度,液相中轻组份浓度较前增加,同时也改变了气液相的重量比,使液相量增加,气相量减少。同理,压力降低,物质沸点越低需要的热剂量越小塔项镐份的数量增加,浓度减少,塔底釜液量减少,轻组份浓度减少。另外,压力增加,组分间的相对挥发度降低,分离效果下降,但处理能力增大,反之情况相反,
2.4回流比的影响
在精馏操作中,回流比是一个对产品的质量和产量有重大影响而又便于调节的参数。当蒸汽的最大流率V和进料的流率、组成、热状况不变,增大回流比的影响是:由于D=V/(R+1),敬塔项产品量
3.4工作压力
操作压力选择对于采用高品冷剂的塔更为重要,这些冷剂低于常温,需要通过制冷获得,故其成本较高。若能适当提高压力,使塔项温度升至40℃以上,采用冷却水代替冷剂,则可使能耗下降。
有时使塔项蒸气满足其用户要求,也必须选择适宜压力,使塔项温度升至所需温位,作为某用户的热源,实现精增过程的能量集成。
参考文献
[1]莫贤婦.影响精馅操作的主要素及精馅节能技术浅析]化学工程与装备,2011(1)
D相应减少;但产品的纯度XD将提高。若回流比过小,则塔板液相
目[2]修昊,董守亮.影响精箱操作的主要图素及精馅节能技术浅析[]
减少,气液传质不好,造成塔底重组份带到塔项,严重时造成塔项产
中国石油化工标准与质量,2012(12)
品质量不合格
3精馏节能技术
3.1精馏是耗能较高的单元操作,在产品生成成本中占有较大的比重.降低生产过程中的能耗是精馈节能技术的关键之一
用能过程,尤其是热能的使用过程,对热能不仅有量的要求,面且有质或品位的要求.理,当热量驱动精溜过程,使釜液部分气化,蒸气上升到塔顶时,由于塔的操作条件、体系的相平衡关系,蒸气的温度一股低于塔釜温度。精馏要求将蒸气全部或部分冷凝,故需要将热量通过冷凝器取出。然而,冷凝所需冷剂温位必低于塔项蒸气露点温度,全凝时则低于其泡点温度,才能将热量从塔移出。移出热
[3]谭天恩.化工原理,第三版下册[M]北京:化学工业出航社
作者简介:于红光(1986,11,26-),女,汉族,黑龙江省大庆市肇州县,现工作在东方汽轮机有限公司,于2008年毕业于兰州理工大学化工学院,并于2011年就读四川大学化学工程专业在职工程硕士,现为助理工程师,
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