精馏塔常用一些控制方案.doc

精馏塔常用的一些控制方案 塔的作用是在同一个设备中进行质量和热量的交换，是石油化工装置非常重要的设备。塔的型式有板式塔（泡罩塔、浮阀塔、栅板塔等）、填料塔（高效填料、常规填料、散装填料、规整填料等）、空塔。塔由筒体和内件组成。 蒸馏塔由精馏段和提馏段组成，进料口以上是精馏段，进料口以下是提馏段。 精馏塔的控制方案主要从塔压、釜温、顶温、塔釜液面四个方面来说明： 1．精馏操作中塔压的控制调节方法 塔的压力是精馏塔主要的控制指标之一。任何一个精馏塔的操作，都应当把塔压控制在规定的指标内，以相应地调节其它参数。塔压波动过大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，使产品达不到所要求的质量。所以，许多精馏塔都有其具体的措施，确保塔压稳定在适宜范周内。 对于加压塔的塔压，主要有以下三种调节方法 （1）塔顶冷凝器为分凝器时，塔压一般是靠气相采出量来调节的，如图6-1所示。在其它条件不变的情况下，气相采出量增大，塔压下降，气相采出量减小，塔压上升。 （2）塔顶冷凝器为全凝器时，塔压多是靠冷剂量的大小来调节，即相当于调节回流液温度，如图6-2所示。在其它条件不变的前提下，加大冷剂量，则回流液的温度降低，塔压降低，若减少冷剂量，回流液温度上升，塔压上升。 （3）热旁通(浸没式)法调节塔压。 对于常压塔的压力控制，主要有以下三种方法 （1）对塔顶压力在稳定性要求不高的情况下，无需安装压力控制系统，应当在精馏设备（冷凝器或回流罐）上设置一个通大气的管道，以保证塔内压力接近于大气压。 （2）对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能和空气接触时，塔顶压力的控制可采用加压塔塔压的控制方法，如图6-1、图6-2。 （3）用调节塔釜加热蒸汽量的方法来调节塔釜的气相压力，如图6-6所示。 2．精馏操作中塔釜温的控制调节方法 釜温是由釜压和物料组成决定的。精馏过程中，只有保持规定的釜温，才能确保产品质量。因此釜温是精馏操作中重要的控制指标之一。 当釜温变化时，通常是用改变蒸发釜的加热蒸汽量，将釜温调节至正常，见图6-7a、图6-7b。当釜温低于规定值时，应加大蒸汽用量，以提高釜液的汽化量，使釜液中重组分的含量相对增加，泡点提高，釜温提高。当釜温高于规定值时，应减少蒸汽用量，以减少釜液的汽化量，使釜液中轻组分的含量相对增加，泡点降低，釜温降低。其它的釜温控制方法分别见图6-8、图6-9。 3．精馏操作中塔顶温的控制调节方法 塔顶温度是决定塔顶产品质量的重要因素。在塔压不变的前提下，顶温升高，塔顶产品中的重组分含量增加，质量下降。 塔顶温度的调节方法，主要为两种：一种是固定回流量，调节回流温度；一种是固定回流温度，调节回流量。由于生产装置日趋大型化，考虑到生产的稳定性，调节回流量的方法得到了广泛采用。具体的调节方法如下。 （1）用回流量拉制顶温，见图6-10。回流量加大，顶温降低，这种调节方法多在塔顶为全凝器时采用。 （2）当塔顶使用的冷剂在传热过程中有相变化时，可用冷剂的蒸发压力与顶温串级调节来控制顶温，见图6-11。蒸发压力降低，对应的蒸发温度也降低，引起顶温降低。这种方法在塔顶冷凝器为分凝器时可以改变回流量；在塔顶冷凝器有过冷作用时，又可以用来改变回流温度。 （3）当塔顶的冷剂在传热过程中无相变化时，可用冷剂流量与顶温串级调节来控制顶温，见图6-12。如流量加大，顶温降低。这种方法既可改变回流量，又可改变回流温度，情况同(2)。 （4）用塔顶冷凝器的换热面积调节顶温，见图6-13。提高冷剂液面，换热面积增大，顶温降低。这种方法既可改变回流量，叉可改变回流温度，情况同(2)。 （5）当精馏段的物料浓度比较高时，可用某两板间的温差来调节顶温，见图6-14。温差增大，回流液量加大，顶温降低。 4．精馏操作中釜液面的控制调节方法 塔釜液面的稳定是保证精馏塔平稳操作的重要条件之一。 只有塔釜液面稳定时，才能保证塔釜传热稳定以及由此决定的塔釜温度，塔内上升蒸汽流量、塔釜液组成等的稳定，从而确保塔的正常生产。 釜液面的调节，多半是用釜液的排出量来控制的。釜液面增高，排出量增大，釜液面降低，排出量减少，如图6-15所示。也有用加热釜的热剂量来控制釜液面的，见图6-16，釜液而增高，热剂量加大。