影响填料精馏塔操作的因素

影响填料精馏塔操作的因素影响精馏操作的因素有以下几种：（1）回流比的影响；（2）进料状态的影响；（3）进料量大小的影响；（4）进料组成变化的影响；（5）进料温度变化的影响；（6）塔顶冷剂量大小的影响；（7）塔顶采出量大小的影响；（8）塔底采出量大小的影响；（9）进料位置的影响；（10）填料种类的影响；（11）塔的安装对精馏操作的影响；（12）蒸汽速度和喷淋密度的影响；1.回流比的影响操作中改变回流比的大小，以满足产品的质量要求是经常遇到的问题。当塔顶馏份重组份含量增加时，常采用加大回流的方法将重组份压下去，以使产品质量合格。当精馏段的轻组份下到提馏段造成塔下部温度降低时，可以用适当减少回流比的方法以使釜温度提起来。增加回流比，对从塔顶得到产品的精馏塔来说，可以提高产品质量，但是却要降低塔的生产能力，增加水、电、气的消耗。回流比过大，将会造成塔内物料的循环量过大，甚至能导致液泛，破坏塔的正常操作2.进料状态有哪几种，对精馏操作有何影响？进料状态有五种：(1)冷进料。(2)饱和液。(3)气液混和物。(4)饱和气。(5)过热气。对于固定进料的某个塔来说，进料状态的改变，将会影响产品质量和损失。例如：某塔为饱和液进料，当改为冷进料时，料液入塔后在加料板上与提馏段上升的蒸气相遇，即被加热至饱和温度，与此同时，上升蒸汽有一部分被冷凝下来，精馏段塔板数过多，提馏段板数不足，结果会造成釜液中损失增加。这时在操作上，应适当调整再沸器蒸汽，使塔的回流量达到原来量3.进料量的大小对精馏操作有何影响？有两种情况：(l)进料量波动范围不超过塔顶冷凝器和加热釜的负荷范围时，只要调节得当，对顶温和釜温不会有显著变化，而只影响塔内上升蒸汽速度的变化。(2)进料量变动的范围超过了塔顶冷凝器和加热的负荷范围时，不仅影响塔内上升蒸汽速度的变化，而且会改变塔顶、塔釜温度，致使塔板上的气液平衡组成改变，直接影响塔顶产品的质量和塔釜损失。总之，进料过大的波动，将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条件，造成了系列的波动。因此，应平衡进料，细心调节。4.进料组成的变化对精馏操作有何影响进料组成的变化直接影响精馏操作，当进料中重组分增加时，精馏段负荷增加，容易造成重组分带到塔顶，使塔顶产品不合格，若进料中轻组分增加，提馏段负菏就会加重，容易造成釜液中轻组份损失加大。进料组成的变化，还会引起物料平衡和工艺条件的变化。5.进料温度的变化对精馏操作有何影响？进料温度的变化对精馏操作影响是很大的。进料温度低，会增加加热釜的热负荷，减少塔顶冷凝器的冷负荷。反之亦反。进料温度变化过大时，通常会影响整个塔的温度，从而改变汽液平衡。另外，进料温度的改变，会引起进料状态的变化，会影响精馏段、提馏段负荷的改变，使产品质量、物料平衡都会发生改变。因此，进料温度是影响精馏操作的重要因素之一。6.塔顶冷剂量的大小对精馏操作有何影响？塔顶冷剂量的大小会引起回流量和回流温度的变化。冷剂量加大，回流量也加大，塔顶温度下降；冷剂量减小，回流量也减小，会引起顶温上升，因此，塔顶冷剂量要适当。7.塔顶取出量的大小对精馏操作有何影响？塔顶取出量的大小与进料量有着密切关系：进料量增大或减小，取出量也相应增大或减小，这样才能保持搭内固定的回流比，维持塔的正常操作。如果进料不变，增加塔顶取出量，会引起回流比减小，操作压力下降，使重组分带到塔顶，引起产品不合格。减小取出量，会引起回流比增大，塔内的物料增多，上升蒸汽速度增大，塔顶与塔釜压差增大，时间长了会引起液泛，从而导致塔釜产品不合格。8.塔底采出量的大小对精馏操作有何影响？精馏操作中塔釜液面必须保持稳定，而塔底采出量的大小将会引起液面变化。当塔釜液排出过大时，会造成釜液面下降或排空，使通过再沸器的釜液循环量减少，从而导致传热不好，轻组分蒸不出去，使塔顶、塔釜产品均不合格。如果塔底采出量过小，会造成塔釜液面过高，严重时会超过挥发管，增加了釜液循环的阻力，造成传热不好，使釜温下降，影响操作。釜液面太低，一旦排空，会导致泵不上量，磨坏设备，造成事故。道的冻堵，也可引起塔压的变化。9．进料位置对精馏的影响答：如精馏塔进料口有二个以上，通常安装在塔的不同高度上。生产中应根据具体情况，选择适当的进料口，必要时还需进行调整。按照最佳进料板位置的含义可知，对进料温度在泡点或接近泡点时进料的精馏塔，进料口的选择是依据进料的组成与进料板的组成相一致而决定的。一般说来，当被分离混合物中易挥发组份增多时，就选用位置较高的进料口，进料状态改变时也相应地调整进料口，进料温度降低时，用位置较高的进料口；反之，用位置较低的进料口。10.填料种类的影响答：根据装填方式可分为散装填料和规整填料。选用种类不同，分离效果也不一样，如：与同样尺寸的拉西环相比，鲍尔环的气液通量可提高50%，而压降仅为其一半，分离效果也得到提高。其改进为阶梯形鲍尔环，圆筒部分的一端制成喇叭口形状。这样填料间呈现点接触，床层均匀且空隙率大，与鲍尔环相比气体阻力减少25%，生产能力提高10%。11、塔的安装对精馏操作有什么影响？答：不同的物料和不同的工艺过程，对塔设备提出的要求是不同的。但是，一般总希望塔设备的分离能力高，生产能力大，操作稳定。对于一个定型的塔设备来说，由于安装上有问题，就可能会达不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等，在安装时若不符合要求，都有可能对精馏操作带来影响。（1）塔身塔身要求垂直，一般的倾斜度不能超过千分之一，否则将会在塔板上造成死区，对于小直径的精馏塔来说，如果塔板的安装是先分节安装，然后再组装的话，则塔身的不垂直将直接影响全塔的所有塔板的水平度，使塔的效率降低。（2）塔板塔板要求水平，其水平度用水平仪测定不能超过±2毫米。如果塔板不水平，将造成板面上的液层高度不均，塔内上升蒸汽易从液层高度较小的浅处穿过，从而降低塔板的效率。（3）溢流口溢流口与下层塔板的距离，用根据生产能力和下层塔板的溢流堰的高度而定。但必须满足溢流口插入受液盘的液体中，以封住上升蒸汽。如果溢流口与下层塔板的距离太近，则可能造成上层塔板的回流也不能顺利流入下层塔板，使上层塔板的液层增高，下层塔板的压力增大，严重时造成液泛。溢流口过高，超过溢流堰的高度时，上升的蒸汽“走短路”，从溢流管直接上升到上层塔板，起不到液封作用，影响塔板效率。安装时，对于各种具体的塔板类型都有不同程度的要求，如果不按要求去安装，将可能使塔的生产效率大大下降。12、蒸汽速度和喷淋密度的影响答：填料塔的操作中，蒸汽速度的大小，对传质效率有直接的影响。气速小时，接触面仅限于填料的表面，传质效率不高，随气速的增加，传质效率有所提高，但当气速超过了最大允许速度时，将会产生液泛现象，这就是操作中不允许的。喷淋密度的大小对填料塔的精馏效果也有一定的影响。当喷淋密度很小时，填料表面则不能完全被液体所湿润，使精馏效率下降；当喷淋密度过大时，液体又会不经过填料表面而沿塔壁流下，这种现象更为严重，也就是我们常说的壁流或漏液现象，会使精馏效率更低。1、填料塔为操作瓶颈填料塔在设计气液负荷范围内操作可取得所需的分离效率,超过此负荷范围,会导致分离效率下降、压降升高泛塔等现象,多数情况下填料塔操作提高处理能力和分离效率的瓶颈是填料塔本身。(1)填料塔处理能力的提高①增、降压操作若设备及工艺条件允许,适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。在常压附近,提高压力可使处理量提高,低压、相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大时,增压操作对处理量提高最大。压力较高,有时降低压力可提高处理能力,在高压、相对挥发度低及相对挥发度随压力升高而降低很大的场合,降压操作处理量提高较大。②进料的预热填料塔进料以上填料段和进料以下填料段通常并不是在同一泛点百分数下操作,普通精馏通常为泡点进料,若将进料预热或预冷,可以使塔的上下段负荷发生变化,若进料段以下为操作瓶颈,热进料可降低塔釜热负荷和下段气液相负荷,代价为上段气液相负荷有所增加。相反,若上段为瓶颈,冷进料降低了上段的气液相负荷,代价是下段填料负荷有所增加。这种方法提高幅度通常较小,但对进料以下气液比很大的场合,这种方法调节幅度较大,这时对塔的效率影响也大。过热进料影响上段的分离效率,过冷进料影响下段的分离效率,一般认为过冷进料对塔本身的分离效率影响不大,只有一块理论板,但对高效填料塔影响会超过此值,对于液气比很高的场合影响也会超过此值。过冷进料提高进料以上段的处理能力是以降低进料以下段的分离效率为代价的。液相过热进料对塔体本身的分离效率影响很小,气相过热进料降低了进料以上段的分离效率。③增加操作的稳定性填料塔阻力小,持液量低,耐波动性能差。填料塔在接近上限负荷操作,很小的波动就会使塔超过负荷上限,效率下降,一旦效率下降,很难恢复,特别是理论级数多的塔,平衡时间很长,为了能够使填料塔在上限操作,稳定操作,减少外界条件变化至关重要,好的控制系统起很大作用,增强填料塔的操作稳定性,一般可提高5%~10%的处理能力。④降低回收率提高生产能力的另一办法是降低回流比,使回收率下降,这种方法虽不提倡,但工厂在生产能力受限制时或多或少的不自觉地采用了。回收率降到某一数值后,继续降低收率提高处理能力,不再经济。因为收率再降低,产品的生产能力也不再提高。采取以上措施应注意各液体分布器的操作弹性。(2)填料塔分离效率的提高工厂经常会提出提高分离效率,以提高产品质量和收率的要求。与提高处理能力类似,可采用以下方法。①增加回流一个塔的分离效率一定,若不在最大负荷下操作,提高分离效率的最简单方法是增大回流比。②增、降压操作前已叙述,一般物系压力上升,相对挥发度减小,降压操作可增大物系的相对挥发度,因此若填料塔不在最大负荷下操作,可适当降压操作,提高分离效率;若填料塔已在最大负荷下操作,可适当增压并增加回流比操作。③进料的预冷、预热为了提高塔上段的分离效率,可采用预冷进料；相反,为了提高塔下段的分离效率可采用预热进料。④增强塔操作的稳定性增强塔操作的稳定性同样可以提高塔的分离效率,如图2所示,产品中杂质含量低意味着需要较高的分离效率,稳定操作时需要的分离级数较少。从能耗角度看,稳定操作能耗最少。⑤降低收率减小产品采出量,使产品质量提高,但收率降低。