01 物料平衡
將精餾塔看成一個封閉的整體,比如一個水池,在任何一個單位時間,精餾塔全部進塔的物料量V0,與精餾塔出塔的所有物料量之和V1相等,即V0=V1。物料平衡展現了塔的生產能力,它主要依靠進料量和塔頂、塔底出料量來調整的。操作過程中,物料平衡上的變化實際反應在塔底液面上。當塔的實際操作不符總的物料平衡式時,可以通過塔壓差上的變化上反映處來。比如進的多,出的少,則塔壓差升高。對于一個固定的精餾塔來講,塔壓差應在一定的范圍之內。塔壓差過大,塔內升高蒸汽的速度過大,霧沫夾帶嚴重,甚至引起液泛而破壞正常的操作;塔壓差過小,塔內升高蒸汽的速度過小,塔板上汽液兩相傳質效果降低,甚至引起漏液而大幅度降低塔板效率。物料平衡掌握不好,會使整個塔的實際操作處于混亂狀態,把握物料平衡是塔操作過程中的一個關鍵。如果正常的物料平衡受到損壞,它可能會影響另兩個平衡,即:汽液相平衡沒有達到預期的效果,熱平衡也被破壞而需要重新作出調整。
02 汽液相平衡
氣液相平衡主要體現了產品品質及損失狀況。這是靠調節塔的操作條件(溫度、壓力)及塔板上汽液接觸的情況來實現的。唯有在溫度、壓力固定時,才會有確定的汽液相平衡組成。當溫度、壓力發生變化時,汽液相平衡所決定的組成就發生改變,產品的質量和損失狀況也會跟著發生改變。汽液相平衡與物料平衡息息相關,物料平衡把握好了,塔內升高蒸汽速度合適,汽液接觸良好,則傳熱傳質效率高,塔板效率亦高。當然,溫度、壓力也會隨著物料平衡的變化而改變。熱量平衡是指進塔熱量和出塔熱量的平衡,實際反應在塔頂溫度上。
03 熱量平衡
熱量平衡是物料平衡和汽液相平衡能夠實現的前提,反過來又依附于它們。沒有熱的氣相和冷的回流,一整個精餾過程就難以實現;而塔的操作壓力、溫度的改變(即汽液相平衡組成改變),則每塊塔板上汽相冷凝的放熱量和液體汽化的吸熱量也會發生改變,表現在進料供熱和塔上取熱產生變化上。掌握好物料平衡、汽液相平衡、和熱量平衡是精餾操作的關鍵因素,三個平衡之間相互作用、互相制衡。在操作中一般是以控制物料平衡為主,相對應調整熱量平衡,終達到汽液相平衡的目的。要保持穩定的塔底液面的平衡必需穩定:①進料量和進料溫度;②塔上、側線及塔底抽出量;③塔上壓力。要保持穩定的塔上溫度,必需穩定:①進料量和進料溫度;②頂回流、循環回流各中段回流量及溫度;③塔上壓力;④汽提蒸汽量;⑤原料及回流不帶水。
只要是密切關注塔上溫度、塔底液面,解析波動緣故,及時進行調整,就掌握了塔的三個平衡,確保塔的正常使用。
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