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-℃丙烷沸点为- ℃,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