




精馏塔工艺要求和约束条件
要对精馏塔实施有效的自动控制,必须首先了解精馏塔的控制目标。精馏塔的控制目标一般从质量指标、产品产量和能量消耗三方面考虑。任何精馏塔的操作情况同时受约束条件的制约,因此,在考虑精馏塔控制方案时一定要把这些因素考虑进去。
1.质量指标
质量指标(即产品纯度)必须符合规定的要求。对于***的或位于整个生产过程的起点的精馏塔控制可采用定值控制,则可使进料流量保持恒定。一般应使塔顶或塔底产品之一达到规定的纯度,要求另一个产品也应该维持在规定的范围之内,或者塔项和塔底的产品均保证一定的纯度要求。如果产品质量不合格,它的价值就将远远低于合格产品。但决不是说质量越高越好。由于质量超过规定,产品的价值并不因此而增加;而产品产量却可能下降,同时操作成本主要是能量消耗会增加很多。因此,总的价值反倒下降了。由此可见,除了要考虑使产品符合规格外,还应同时考虑产品的产量和能量消耗。
2.产品产量指标
在达到一定质量指标要求的前提下,应得到尽可能高的产量,从而使产品的回收率提高。这对于提高经济效益显然是有利的。
产品的回收率定义为产品量与进料中该产品组分的量之比。即:
Ri=P/Fzi (8)
生产效益除了产品纯度与产品回收率之间的关系,还必须考虑能量消耗因素。由精馏原理可知,用精馏搭进行混合物的分离是要消耗一定能量的;要使分离的产品质量越高,产品产量越多,所需的能量也就越大。
对于一个精馏塔来讲,在进料成分Z一定时,只要保持V/F和D/F一定(或者在F一定时保持D和V一定),这个塔的分离结果也就是产品成分y和x将被完全确定。而当进料成分变化时,为了保持产品成分不变,可以相应调节D/F,以补偿进料成分变化的影响。塔内上升蒸汽量V,在塔的提馏段是由再沸器加热提供的,在塔的精馏段还受到进料热熔的影响。当冷凝器冷却量Q增加时,必然会使更多的气相变为液相,从而降低了塔压;同时使塔内相同组分的平衡温度下降,增加了再沸器两侧间的温差,使再沸器提供的加热量QH增加。正因如此,在进料热熔变化不大或可以忽略时,一般总把V的变化或V/F的变化,看作是由再沸器加热量QH提供的。由于采用了精馏段温度作为间接质量指标,因此它能较直接地反映精馏段的产品情况。在多元精馏中,影响关系要复杂得多,当进料中某一组分的浓度变化时,必然使其他组分的浓度变化;从而使顶部及底部产品中各组分的浓度发生变化。当进料中几个组分浓度同时变化时,情况将更为复杂。克服这些扰动的控制手段却只有靠D/F和V/F。此时仅有两个关键组分可以控制,其余组分在产品中的分配情况主要由进料浓度确定。
酒精精馏过程的生产方法及特点是什么?
酒精精馏与化工精馏过程不同点就在于它不仅是一个将酒精浓缩的过程,而且还担负着把粗酒精中50多种挥发性杂质除去的任务,所以浓缩酒精和除去杂质的过程在酒精工业中称为精馏.物料中的杂质基本上是在发酵过程中生成的,只有很少数的杂质是在蒸煮和蒸馏过程中生成的. 工业上生产酒精主要有两种方法:发酵法和化学合成法. 工业上用得广的是发酵法. 所谓发酵法就是指微生物细胞,在无氧条件下,进行无氧呼吸,将吸收的营养物质(淀粉质,糖质)通过细胞内酶的作用,进行一系列的生***学反应,把复杂的有机物分解为比较简单的生化中间产物,同时放出一定能量的过程,简单地说,就是在无氧条件下,微生物将复杂的有机物转变为简单的产物的过程.
精馏流程和塔型的选择
乙醇和水混合料经预热器加热至泡点后,送至精馏塔,塔顶采用全凝器冷凝后,一部分作回流,其余为塔顶产品经冷却后送贮槽,塔釜采用直接蒸汽供热,塔底产品经冷却后送至贮槽,流程图如下图: 根据生产任务,若按每天开动设备24小时计算,产品流量为1.67t/h,由于产品粘度较小,流量较大,为减少造价,降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响,提高生产效率,选用浮阀塔。 塔设备的高度与直径之比,因情况不同,差别很大,塔外壳用钢板焊制,也可用铸铁铸造,每层塔板为一节,并用法兰连接。由此可见,除了要考虑使产品符合规格外,还应同时考虑产品的产量和能量消耗。 塔体材料和踏板材料均选用TiNiCr918,因这种不锈钢具有高的强度极限,较低的屈服极限,的塑性和韧性,他的焊接性能和冷弯成形等工艺性也很好,是目前制造容器、塔的广泛的一类不锈钢,又因为这种钢在乙醇介质中有很好的耐腐蚀性,所以选用TiNiCr918。