




按精馏段指标的控制方案
如果对塔顶出料的成分要求高于釜底出料时,或者全部为气相进料时,或当塔底提馏段板上的温度不能很好地反映产品组分变化时,则可采用精馏段控制。精馏段温度也是衡量质量指标的间接指标,它是以改变回流量作为控制手段的方案,称为精馏段温控。
除了上述主要控制系统外,精馏段温控还设有若干个辅助控制系统。对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液的控制方案,与提馏段温控时相同。在精馏段温控时,再沸器加热量应维持一定,而且足够大,以使塔在1大处理量时,仍能保持塔底产品的质量。
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。当精馏段恒定后,能较好地保证塔顶产品的质量。对于动态气相进料时,其进料量的变化过程也比较快,采用精馏段温控就比较及时。
提馏段和精馏段温控方案,分别以塔底和塔顶的温度作为被控变量。当要分离的产品纯度较高时,由于塔顶或塔底的温度变化及其相邻塔之间的温度相差均很小,这就要求有非常灵敏的测温装置,同时对温控的调节精度都有很高的要求,但实际上却很难做到。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。解决这一问题的方法,是取精馏塔的灵敏板的温度作为被控变量。
所谓灵敏板,是指当塔的操作受到扰动或控制作用时,各板上的物料组分和温度变化1大的那块塔板。当产品组分变化时,在灵敏板处可获得1大的的温度变化值,所以,以灵敏板温度进行控制时,塔的产品纯度可以得到保证。
按产品成分或物性指标的直接控制方案
精馏塔的质量控制1好能选择表征塔顶和塔底产品的质量指标,即产品的成分作为被控变量,即直接控制方案。上述的温度、温差或双温差控制都是间接控制产品质量的方法。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的,首先必须分析它的静态规律,即研究其静态特性。利用产品分析器,例如色谱仪、红外分析器、密度计、干点、闪点及初馏点分析器等,分析出塔顶(或塔底)的产品成分并将其作为被控变量,而将回流量或再沸器的加热量等作为控制变量,就可以组成成分控制,实现按产品成分的直接指标控制。
采用色谱仪可以测量多组分的浓度,并可以通过测量其他含量较少的杂质组分之和来决定产品的纯度。精馏工艺上通常采用工业色谱仪进行在线的成分分析,并以关键组分的浓度比进行控制。由于色谱仪也是根据吸收和解吸原理工作的,在精馏塔中很难进行的分离在色谱仪中也是困难的。对进料量、塔压、塔底采出量与塔顶馏出液的控制方案,与提馏段温控时相同。同时分析仪需要采样系统且其测量滞后影响了控制系统的动态响应。这是在使用时应予注意的。在精馏塔的操作中,当干扰产生时,多个塔板中灵敏板的变化量明显。因此,可选择测量灵敏板上的成分,并作为被控变量进行控制。
与温度控制的情况类似,塔顶或塔底产品的成分是能体现产品的质量指标。但是当分离的产品较纯时,在邻近塔顶、塔底的各板间,成分差很小,而且每块板上的成分在受到干扰后变化也很小,这就要求检测成分的仪表灵敏度很高。但是,在一个连续的生产过程中,精馏塔的处理量往往是上一工序的产出量。理论上讲,按产品成分的直接指标控制方案,是直接、1有效的方案。它可为各种基于化工热力学的多变量控制及精1确控制打下基础。但是,就目前测量产品成分的仪表来说,准确度一般较差、滞后时间也很长,因而控制系统的控制质量受到很大影响。但只要不断改善成分分析仪表的性能,按产品成分的直接指标控制方案将得到广泛应用。
醪垢的形成
2.1发酵成熟醪成分
发酵成熟醪是一个复杂的多组分非均相混合液。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物质(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它挥发性物质(6%%-15%%,w/w)构成。
2.2醪垢成分
醪垢的化学成分受各种条件影响很大。
分析结果表明,不同的原料产地、不同的前处理方法、不同的酒精生产工艺,醪垢的成分都不同。由上述分析可以看出,进料流量和进料成分的波动是精馏塔操作的主要干扰,这个干扰往往不可控。即便是同一工厂不同生产时期、不同部位醪垢成分也有一定差别。 醪垢的化学成分为碳酸钙、碳酸镁、磷 酸钙、***钙、有机酸钙、糖、糊精、蛋白质 等,是由多种无机物、有机物构成的,并以无机物为主。
2.3醪垢的成因
2.3.1 微溶或可溶物质在蒸馏过程中达 到过饱和状态而析出发酵成熟醪在蒸馏过程中沿塔板逐层 而下。相对挥发性大的物质在醪塔内沿塔板逐层上升,从顶部排出;干物质和水,还有醇、酸、酯类等相对挥发性小的物质沿塔 板逐层向下,微溶或可溶物质浓度不断增 加,当其浓度超过其溶解度达到过饱和状态后,便会在塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件表面析出。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。在蒸馏过程中首先析出的是溶解度较小的碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙等,而溶解度稍大一些的也逐渐被浓缩沉积,如***钙、有机酸钙等。
发酵成熟醪中的不溶性悬浮物质,如酵母菌体、纤维、淀粉及析出的无机盐形成晶 核,加速了处于饱和状态下的无机盐、有机盐、糖、糊精、可溶性蛋白质等的析出。在某些考虑前后工序关系的整个生产过程的控制中可以采用逆流向物料平衡控制方案。众所周知,国内大部分酒精厂采用了离心清液回配技术。离心清液的回配进一步提高了发酵成熟醪中干物质含量,加剧了微溶或可溶物质在醪液输送、换热、蒸馏过程中的析出和结垢概率。
回收原理
酒精回收塔的工作原理是利用旋转产生的离心力场代替常规重力场,极大地强化气液传质过程。(5)冷却剂入口温度及阀前压力的变化冷却剂量的变化会影响到回流量或回流温度,它的变化主要是由于冷却剂的压力或温度变化引起的。这种利用超重力技术研发出的新型精馏设备在实际应用当中能使空气与酒精、等溶液两相的相对速度大大提高,相界面更新加快,生产强度成倍提高,达到增加回收效率、缩小设备尺寸和降低能耗的目的,有着“化学工业的晶体管”的美誉。
其具体实现过程是:作为连续相的气体由进气口2进入壳体,在压差的作用下从转子外侧沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中心流动,后经出气口5离开床体;作为分散相的溶液由进液口6进入至动盘中心,随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈,后在壳体内收集后由出液口9引出回收。采用色谱仪可以测量多组分的浓度,并可以通过测量其他含量较少的杂质组分之和来决定产品的纯度。液相在其间经历了多次加速—抛出—撞击的过程,在此过程中,液体与气体以极大的相对速度逆流接触,液体以极其细微的液滴甩离动圈的筛孔,高速运动的液滴在动静圈上被碰撞、剪切和飞溅,形成细小的液滴、液丝、液膜,从而获得了比表面积极大而又不断更新的气液界面,使气液接触相当充分,因此具有极高的传质速率。