精餾塔
關(guān)注創(chuàng)建者：化工交流 創(chuàng)建時(shí)間：2021-07-14
精餾塔的實(shí)例教程
02
回流比的影響
回流比是影響精餾塔產(chǎn)品質(zhì)量和分離效果的重要因素，在精餾塔精餾段生產(chǎn)操作中，常通過(guò)控制回流比來(lái)調(diào)節(jié)、控制塔頂和塔底產(chǎn)品質(zhì)量。研究表明，對(duì)于同一個(gè)精餾塔，當(dāng)增大回流比時(shí)，所需板數(shù)減少，精餾產(chǎn)品質(zhì)量得到提高，但是回流比過(guò)大，會(huì)出現(xiàn)塔淹，導(dǎo)致精餾塔不能正常操作；當(dāng)減小回流比時(shí)，所需板數(shù)增多，產(chǎn)品質(zhì)量下降。回流量增大會(huì)使塔壓增大，能夠提高塔頂產(chǎn)品純度，反之，回流量減小，塔壓隨之變小，塔頂產(chǎn)品純度降低。
為了控制好精餾塔回流比，提高產(chǎn)品質(zhì)量，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)：
①適當(dāng)降低塔頂采出量，使回流比增大；
②對(duì)于塔頂采用分凝器作為冷凝器的，可以適當(dāng)增加塔頂冷卻劑用量，使凝液量增加，從而提高回流比；
③對(duì)于精餾塔有回流液中間儲(chǔ)槽的，可以采取強(qiáng)制回流來(lái)增大回流量，使回流比增大。
03
進(jìn)料量的影響
在精餾塔操作中，當(dāng)進(jìn)料量發(fā)生變化，要相應(yīng)地調(diào)節(jié)加熱劑和冷凝劑用量，在這個(gè)過(guò)程中，塔頂溫度和塔釜溫度不會(huì)有明顯變化，但是會(huì)影響塔內(nèi)蒸汽上升的速度，具體表現(xiàn)為：
①當(dāng)進(jìn)料量增大時(shí)，蒸汽上升速度接近液泛速度，傳質(zhì)效果較好，分離效率高，但要注意蒸汽上升速度不能超過(guò)泛液速度，否則會(huì)影響精餾塔正常操作；
②當(dāng)進(jìn)料量降低時(shí)，蒸汽上升速度降低，傳質(zhì)效果不好，甚至?xí)斐陕┮呵闆r出現(xiàn)，導(dǎo)致分離效率降低。進(jìn)料量的變化范圍不易過(guò)大，否則超過(guò)塔頂冷凝器和塔釜再沸器的負(fù)荷，造成精餾塔內(nèi)溫度變化，從而影響氣液平衡，導(dǎo)致塔頂和塔底產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量不合格，造成物料損失。
展開(kāi) 第6次從乙烯精餾塔進(jìn)料線注甲醇，注入量2000L/h，注入時(shí)間15min，塔釜液位94.7%。注甲醇完成全塔壓差39.90kPa，裝置提負(fù)荷至100%。
注甲醇期間，取樣分析乙烯精餾塔塔頂乙烯產(chǎn)品甲醇含量，分析結(jié)果均小于1mL/m3；塔釜循環(huán)乙烷中甲醇含量升高，停止注甲醇4h后分析塔釜甲醇含量為4199.6mL/m3，6h后分析甲醇含量合格。將乙烯精餾塔乙烷由排火炬切至裂解爐進(jìn)料。12h后全塔壓差達(dá)到設(shè)計(jì)值37kPa。
編 輯 | 化工活動(dòng)家
作 者 | 李延海
等
來(lái) 源 | 煉油技術(shù)與工程
關(guān)鍵詞 | 苯乙烯 精餾塔 堵聚
共 2498 字 | 建議閱讀時(shí)間 10 分鐘
導(dǎo) 讀
苯乙烯是重要的化工原料，應(yīng)用非常廣泛，常用來(lái)生產(chǎn)EPS，ABS，SBS以及丁苯膠乳等化工產(chǎn)品。苯乙烯有一個(gè)不飽和雙鍵，很容易發(fā)生聚合反應(yīng)或與其他物質(zhì)共聚，造成苯乙烯裝置在生產(chǎn)過(guò)程出現(xiàn)聚堵現(xiàn)象。目前，苯乙烯的生產(chǎn)工藝主要是乙苯脫氫法，經(jīng)過(guò)苯乙烯精餾得到苯乙烯純品。
某公司80kt/a苯乙烯裝置在大檢修期間更換了苯乙烯精餾塔底再沸器，之后的生產(chǎn)運(yùn)行中，苯乙烯精餾塔運(yùn)行出現(xiàn)了很多問(wèn)題，導(dǎo)致苯乙烯精餾系統(tǒng)運(yùn)行異常，甚至出現(xiàn)了苯乙烯精餾塔嚴(yán)重聚合堵塞的情況，清理聚合的填料、更換填料與格柵以及集油箱總共用時(shí)15d，經(jīng)濟(jì)損失較大。
苯乙烯精餾流程簡(jiǎn)述
苯乙烯精餾系統(tǒng)流程示意見(jiàn)如下。
該裝置苯乙烯精餾系統(tǒng)采用順序分離工藝。粗苯乙烯塔將脫氫液中所含的苯、甲苯、乙苯與苯乙烯等初步分離，為有效防止苯乙烯在精餾過(guò)程中聚合，采用了真阻聚劑與緩聚劑配合使用的方式，兩種阻聚劑的注入點(diǎn)均在粗苯乙烯塔進(jìn)料線上。乙苯回收塔將粗苯乙烯塔頂物料中的苯、甲苯與乙苯分離，塔底回收的乙苯返回乙苯蒸發(fā)器繼續(xù)參與脫氫反應(yīng)生成苯乙烯。苯/甲苯塔將苯與甲苯分離，甲苯產(chǎn)品去甲苯罐，回收的苯返回苯罐作為制乙苯的原料。苯乙烯精餾塔是將苯乙烯產(chǎn)品提純的關(guān)鍵設(shè)備，塔頂苯乙烯產(chǎn)品經(jīng)過(guò)深冷達(dá)到15℃以下，送至產(chǎn)品罐區(qū)儲(chǔ)存。精餾塔底物料去薄膜蒸發(fā)器進(jìn)一步將苯乙烯回收，薄膜蒸發(fā)器產(chǎn)生的焦油去焦油罐。
展開(kāi) 存水過(guò)多對(duì)開(kāi)車(chē)的害處
精餾塔內(nèi)存水過(guò)多對(duì)開(kāi)車(chē)有什么害處？
分離與水互不相溶的有機(jī)化合物的精餾塔在開(kāi)車(chē)時(shí)，如果釜內(nèi)存水過(guò)多，將會(huì)使精餾塔的釜溫偏低，如丁二烯、苯乙烯、苯酚的精餾塔都有這種現(xiàn)象。
有時(shí)，即使釜溫已經(jīng)升起來(lái)，也會(huì)因塔板上的水分逐漸回流至塔釜而造成釜溫的下降。這是，必須排水才能使釜溫升至正常。
萃取精餾塔在開(kāi)車(chē)前，如果塔內(nèi)水多，又未及時(shí)排除，待萃取劑加入后，將會(huì)降低萃取劑的濃度，因此在開(kāi)車(chē)前塔內(nèi)也是不允許有水存在的。
釜溫偏低的原因，可以從水蒸氣蒸餾的原理來(lái)考慮。即在塔釜，水和物料形成互不相溶的兩相。加熱時(shí)，混合物的沸點(diǎn)將比任一組分的沸點(diǎn)都低，由于混合物的沸點(diǎn)下降，所以塔釜溫度就不能升到預(yù)期的工藝指標(biāo)。
展開(kāi) 反應(yīng)A←→C，若反應(yīng)物比產(chǎn)物易揮發(fā)αA ＞αC，進(jìn)料位置在塔上部或塔頂。
反應(yīng)A←→C＋D 或A→C→D，C 為目的產(chǎn)物，相對(duì)揮發(fā)度αC＞αA ＞αD。
反應(yīng)A+B←→C+D，反應(yīng)物的揮發(fā)度介于兩產(chǎn)物之間，αC＞αA＞αB ＞αD。
反應(yīng)A+B←→C+D，相對(duì)揮發(fā)度，αA＞αB ＞αC＞αD。
工業(yè)上一個(gè)典型的催化精餾過(guò)程，甲醇和異丁烯在強(qiáng)酸性離子交換樹(shù)脂上催化反應(yīng)生成甲基叔丁基醚（簡(jiǎn)寫(xiě)為MTBE）:
幾種催化精餾流程的反應(yīng)段位置：
a-異戊烯醚脫醚；b-苯烷基化；c-合成MTBE
注：催化劑填充段應(yīng)放在反應(yīng)物含量最大的區(qū)域
精餾操作中怎樣調(diào)節(jié)塔的壓力？
影響塔壓變化的因素是什么？
塔的壓力是精餾塔主要的控制指標(biāo)之一。任何一個(gè)精餾塔的操作，都應(yīng)把塔壓控制在規(guī)定的指標(biāo)內(nèi)，以相應(yīng)地調(diào)節(jié)其它參數(shù)。塔壓波動(dòng)過(guò)大，就會(huì)破壞全塔的物料平衡和氣液平衡，使產(chǎn)品達(dá)不到所要求的質(zhì)量。所以，許多精餾塔都有其具體的措施，確保塔壓穩(wěn)定在適宜范圍內(nèi)。
對(duì)于加壓塔的塔壓，主要有以下兩種調(diào)節(jié)方法。
①塔頂冷凝器為分凝器時(shí)，塔壓一般是靠氣相采出量來(lái)調(diào)節(jié)的。在其它條件不變的情況下，氣相采出量增大，塔壓下降；氣相采出量減小，塔壓上升。
②塔頂冷凝器為全凝器時(shí)，塔壓多是靠冷劑量的大小來(lái)調(diào)節(jié)，即相當(dāng)于調(diào)節(jié)回流液溫度。在其它條件不變的前提下，加大冷劑量，則回流液的溫度降低，塔壓降低；若減少冷劑量，回流液溫度上升，塔壓上升。
對(duì)于減壓精餾塔的壓力控制，主要有以下兩種方法。
展開(kāi) 
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精餾塔的最新內(nèi)容
國(guó)產(chǎn)自研- ERT/ECT工業(yè)電阻/電容層析成像系統(tǒng)
應(yīng)用于多相流過(guò)程可視化與測(cè)試，在石油、化工、冶金、能源等領(lǐng)域的各種氣液混合器和分離器；各種熱交換設(shè)備、精餾塔、化學(xué)反應(yīng)設(shè)備和核反應(yīng)堆冷卻等過(guò)程。
1.基于CPCI工業(yè)總線標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)主板為6U板卡，可與現(xiàn)有工業(yè)級(jí)測(cè)試總線系統(tǒng)靈活兼容。
然后進(jìn)入冷凝器,在2.0 MPa、-18~-20 ℃條件下液化,之后進(jìn)入提純塔精餾提純,再經(jīng)后冷器降溫后進(jìn)入產(chǎn)品罐儲(chǔ)存,最后可由裝車(chē)泵裝車(chē)外運(yùn)。液體二氧化碳也可由干冰機(jī)制成干冰后裝箱回用。預(yù)冷、液化、提純和后冷等所需冷源由制冷機(jī)提供。
板式精餾塔原理圖
我們繼續(xù)回歸本體，精制塔塔釜液位過(guò)低，到底有什么危害？仔細(xì)看一下PID圖紙，可以知道底部再沸器的進(jìn)口和塔釜泵的入口都是和塔釜底部封頭中間部位進(jìn)行開(kāi)孔連接的，也就是說(shuō)，是和整個(gè)塔釜設(shè)備的液位最低點(diǎn)連接的，什么意思呢，只要這個(gè)塔內(nèi)哪怕有少量的液位，泵和再沸器都是可以正常運(yùn)行的，為什么呢？
例如，可能經(jīng)常在陽(yáng)光照射下的泵入口的液化烴管道：精餾塔頂餾出線（塔至冷凝器的管道）塔頂回流管道以及經(jīng)分液后的燃料氣管道等宜保溫；
2）介質(zhì)凝固點(diǎn)或冰點(diǎn)高于環(huán)境溫度（系指年平均溫度）的設(shè)備和管道。例如凝固點(diǎn)約30℃的原油，于年平均溫度低于30℃的地區(qū)的設(shè)備和管道；在寒冷或嚴(yán)寒地區(qū)，介質(zhì)凝固點(diǎn)雖然不高，但介質(zhì)內(nèi)含水的設(shè)備和管道在寒冷地區(qū)，可能不經(jīng)常流動(dòng)的水管道等。
從而預(yù)測(cè)旋流器或水力旋流器內(nèi)部的流場(chǎng)預(yù)測(cè)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)
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精餾塔
塔設(shè)備的分類(lèi)
塔設(shè)備的種類(lèi)很多，為了便于比較和選型，必須對(duì)塔設(shè)備進(jìn)行分類(lèi)，常見(jiàn)的分類(lèi)方法有：
① 按操作壓力分有加壓塔、常壓塔及減壓塔；
② 按單元操作分有精餾塔、吸收塔、解吸塔、淬取塔、反應(yīng)塔、干燥塔等；
③ 按內(nèi)件結(jié)構(gòu)分有板式塔、填料塔。
改造后丙烯制冷壓縮機(jī)三段主要冷劑用戶(hù)低壓脫丙烷塔冷凝器的負(fù)荷大幅減少，而用于三段氣相回收冷量的乙烯精餾塔再沸器的負(fù)荷卻明顯提高，這樣三段用戶(hù)返回的所有氣相量不能滿(mǎn)足乙烯精餾塔再沸器需要的回收冷量的氣相量，解決措施是將原三段吸入改為三段抽出，抽出氣去乙烯精餾塔再沸器用于回收冷量，同時(shí)為了保護(hù)壓縮機(jī)，相應(yīng)增加三返一石墻線。
萃取精餾，從塔頂可得一個(gè)純組分，萃取劑與另一組分從塔底排出。萃取劑的選擇是過(guò)程的關(guān)鍵。
萃取劑應(yīng)具備：
（1）選擇性好，加入少量萃取劑能使溶液相對(duì)揮發(fā)度顯著提高；
（2）揮發(fā)性小且不與原組分起反應(yīng)，便于分離回收;
（3）安全，無(wú)毒，無(wú)腐蝕，熱穩(wěn)定性好以及價(jià)格便宜等。
（3）在原油精餾塔中，除了采用塔頂回流時(shí)，通常還設(shè)置 1~2 個(gè)中段循環(huán)回流，即從精餾塔上部的精餾段引出部分液相熱油， 經(jīng)與其它冷流換熱或冷卻后再返回塔中，返回口比抽出口通常高 2~3層塔板。
中段循環(huán)回流的作用是，在保證產(chǎn)品分離效果的前提下，取走精餾塔中多余的熱量，這些熱量因溫位較高，因而是價(jià)值很高的可利用熱源。
填料塔與板式塔的比較
在化工操作中，精餾塔分為板式塔和填料塔兩種主要類(lèi)型。對(duì)于操作要求、設(shè)備行性能、設(shè)備維修、試用場(chǎng)合都有各自的特點(diǎn)。
