精馏塔塔顶压力控制方式.ppt

精馏塔塔顶压力控制方式 精馏塔按压力分类、适用范围、优缺点 精馏塔顶压力控制方式 影响塔压的因素 塔压波动的调节方法 概述 塔的压力是精馏塔控制最重要的操作指标，任何精馏塔的操作，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，就会影响全塔的气液相平衡和热量平衡，影响产品质量，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。 精馏塔按其操作压力不同可分为三种情况，即加压精馏塔、减压精馏塔、常压精馏塔。一般来说，凡通过常压下的精馏操作较易实现分离要求的系统，都采用常压精馏；但若常压下混合物的沸点过低，可采用加压精馏；若常压下混合物的沸点过高，则宜采用减压精馏。 减压精馏 减压精馏的定义 在减压（低于一个大气压）下进行分离混合物的精馏操作称为减压精馏。 采用减压精馏的目的 在减压下，纯物质的沸点较正常压力下要低。减压精馏就是借助降低系统压力，使混合物的泡点下降，在较低的压力下沸腾，以达到降低精馏操作的温度 减压精馏 减压精馏塔的优点： 对某些在高温下精馏时容易分解或聚合而达不到分离目的的物质，就必须采用减压精馏。 减压精馏可以降低混合物的泡点，从而降低分离温度。因此可以减少用于加热的蒸汽消耗和使用较低压力的加热蒸汽。 提高了分离能力。因为被分离混合物之间的相对挥发度越大，越容易分离。在减压下，一般 的说，组分间的相对挥发度将增大，越容易分离。 对于有毒物质的分离，采用减压精馏可防止剧毒物料的泄露，减少环境的污染。 减压精馏 减压精馏的缺点 真空操作对设备的密封要求严格，在技术上带来一定的困难。特别对于易燃易爆物质，当设备内漏入空气时，有爆炸危险。 减压精馏的生产能力低于常压和加压精馏设备 常压精馏 定义：在大气压力（常压）下操作的精馏过程叫常压精馏。如果被分离的混合物在常压下有较大的相对挥发度，并且塔顶物料可以用水来冷凝冷却，塔釜物料可以用水蒸汽加热，这时应采用常压精馏。 例如：从40%乙醇水溶液中提纯乙醇的过程，可采用常压精馏，顶温80℃，可用水冷；釜温108 ℃，可以用蒸汽加热，热剂和冷剂 都容易获得。 加压精馏 定义：通常指塔顶压力高于大气压力下操作的精馏过程叫加压精馏。加压精馏常用于被分离混合物的沸点较低的情况，如在常温常压下混合物为气态的物料。采用加压精馏的同时，希望各组分的相对挥发度的减小不能太多，不至于过分的增加能量消耗和对设备材质的特殊要求。 思考：丙烯精馏塔采用设计压力在18公斤左右的加压精馏塔，为什么不采用常压塔，在常压下丙烯和丙烷的相对挥发度还大？ 答：丙烯丙烷常温常压下为气体，丙烯沸点为-47.4℃丙烷沸点为-42.1 ℃，如果在常压下分离，至少-48 ℃的冷剂才能把丙烯冷凝，跟在18公斤用冷却水相比 冷功耗大大增加，设备材质级别也提高，需要低温设备；常压下操作相同的处理量塔径也会比较大，增加了设备制造、运输、安装成本。 上面说了加压精馏的许多优点，但是操作压力不能过分提高。一方面提高压力后，设备的壁厚增加，钢材的消耗量增加，设备制造的困难程度也增加，能量的消耗也增加。另外，增加压力后，混合物组分间的相对挥发度减小，增加了分离的困难。特别对于容易聚合和不耐高温的材料，提高压力就相应提高精馏操作的温度容易造成物质易聚合或分解，堵塞加热釜，影响操作周期。因此，最合适的塔压是经过计算，实践摸索，各种方法比较，最后确定的。 加压精馏塔顶压力控制类型 有以下四种类型：①气相采出法②冷剂用量调节法③热旁路法④气液相卡脖子法 气相采出法 塔顶冷凝器为分凝器（气液相并存）时，塔压一般是靠气相采出量来调节的，其它条件不变的情况下，气相采出量增大，塔压降低，气相采出量减少，塔压上升。 炼油装置的脱乙烷塔、本装置的C-501的压力控制就是采用的气相采出法。 冷剂调节 精馏塔的气相物料从塔顶排出进入冷凝器，被冷凝成液相后进入回流罐。它的采压点设在塔顶或塔顶汽相管道上,用调节阀调节冷凝器的冷剂用量来调节塔压。本装置典型的例子是C-402和 C-602。 热旁路 精馏塔顶汽相主管线从塔顶经冷凝器冷凝后进入回流罐，在主管线引一支管到回流罐顶部，此管线上设一调节阀，取压点在塔顶或主管线上。因汽相旁路管线没有冷凝器，温度较主管线高，所以称之谓热旁路。 热旁路的作用原理： 调节主付管线内的物料量实现塔顶压力控制。如果塔顶压力小于设定值，调节阀开大，回流罐的压力立即与塔顶压力相等。由于冷凝器位置低于回流罐，回流罐内的物料，从罐底流入冷凝器内，并充满冷凝器，使冷凝器的冷却管不能对精馏塔的气相物料冷凝，精馏塔的气相物料则无处流动而憋压。此时精馏塔的塔底仍在供热而产生大量汽相物料向塔顶流动，因此使塔顶的压力增加。 直到塔顶