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超重力精餾工藝分析

更新時間:2023-03-13      點擊次數(shù):2582
  化工生產(chǎn)中,超重力精餾設(shè)備 超重力精餾——塔設(shè)備是應(yīng)用較廣泛的非定型設(shè)備。由于用途不同,操作原理不同,所以塔的結(jié)構(gòu)形式、操作條件差異很大。這里主要以精餾塔為例介紹塔的類型、性能、選型原則等。
 
  (1)多組分溶液精餾方案的選擇 多組分溶液精餾方案按精餾塔中組分分離的順序不同可以分為:按揮發(fā)度遞減的順序采用餾分的流程;按揮發(fā)度遞增的順序采用餾分的流程;按不同揮發(fā)度交錯采用餾分的流程。最佳分離方案的選擇對于工藝流程的設(shè)計和精餾塔的設(shè)計都是非常關(guān)鍵的。一個好的分離方案應(yīng)當(dāng)具備合理利用能量、降低能耗,設(shè)備的投資少,生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及操作安全等特點。
 
  (2)冷凝器的流程與形式? 常用冷凝器布置形式,主要有以下三種。
 
  1)整體式。將冷凝器和塔連成一體,優(yōu)點是占地面積少,節(jié)省冷凝器封頭。缺點是塔頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修不便,多用于冷凝器較小或凝液難以用泵輸送以及用泵輸送有危險的場合。
 
  2)自流式。將冷凝器裝在塔頂附近的臺架上,其特點與整體式相近,凝液自流入塔,靠改變臺架高低來獲得回流和采用所需的位差。
 
  3)強制循環(huán)式。將冷凝器裝在離塔頂較遠的低處,用泵向塔內(nèi)提供回流,在冷凝器和泵之間設(shè)置回流罐。大規(guī)模生產(chǎn)中多采用這種形式。
 
  分凝與全凝,采用分凝或全凝依據(jù)下列因素確定:
 
  1)塔頂出料的狀態(tài)如果塔頂產(chǎn)品在后續(xù)加工中以氣態(tài)使用,同時,也能滿足其他工藝要求,此時應(yīng)采用分凝形式以氣相出料。反之,若要求得到液態(tài)產(chǎn)品時,應(yīng)采用全凝形式以液態(tài)出料。
 
  2)內(nèi)回流控制在采用分凝條件下,一般回流液的溫度是泡點,也是蒸氣出料的露點,此時需要較多的回流液循環(huán)以增加回流。如果采用全凝,回流液是作為過冷液體送回塔內(nèi)的,這時回流量的多少可由回流液溫度來控制。
 
  3)分凝與全凝的比較冷凝方式?jīng)Q定于采用的操作壓力,所以要從投資費用和操作費用的經(jīng)濟角度考慮,對分凝和全凝進行比較。
 
  (3)再沸器的流程與形式? 在精餾過程中,再沸器的安全運行十分重要,影響安全運行的條件也比較復(fù)雜。硝基苯精餾過程中,由于過早破壞真空,在較高的溫度條件下空氣進入系統(tǒng)硝基酚鈉引起爆炸,由于同時采用降低液位,加大熱量通人導(dǎo)致再沸器發(fā)生爆炸。
 
  立式再沸器(立式熱虹吸循環(huán)型)。傳熱效果好;釜液通過管內(nèi)容易清洗,釜液在加熱區(qū)停留時間短;加熱劑通過管間,如采用不污染的加熱劑,則可以用固定管板式換熱器以降低換熱器造價;再沸器與塔釜的配管短,配管中壓力損失小,裝置布置緊湊;占地面積小,基礎(chǔ)簡單;塔釜到再沸器之間的管道可安裝流量計,易于調(diào)節(jié)。因一個塔在操作中不可能同時用幾個再沸器,使釜液循環(huán)平均分配難,所以傳熱面積受到限制;為了使釜液具有能循環(huán)的壓頭,需使塔的裙座增高很多;再沸器蒸發(fā)效率高時體積膨脹率大,壓力損失增加,所以限制蒸發(fā)率在30%以下;為了保證熱虹吸所需的壓力平衡,塔底要裝設(shè)堰板,以保持塔底部有一定的液面。需防止液面調(diào)節(jié)閥工作失靈;當(dāng)循環(huán)量大時,再沸器可相當(dāng)于一塊理論板。
 
  臥式再沸器(臥式熱虹吸循環(huán)型)。傳熱面積比立式再沸器大;有效壓頭增大,循環(huán)量增大。另外,塔釜與再沸器之間管道可安裝流量計,調(diào)節(jié)流量容易。缺點:占地面積大,基礎(chǔ)和附加費用高:釜液通過管間清洗困難,所以在釜液有污染和黏結(jié)性質(zhì)時采用U型管插入臥式再沸器,以便能把管束從再沸器中抽出清洗;蒸發(fā)率限于30%以下;當(dāng)循環(huán)量大時,再沸器可相當(dāng)于一塊理論板。
 
  強制循環(huán)型再沸器。適用于不能自然循環(huán)的高黏度液體或液壓頭不足的情況實行強制循環(huán);能起到?jīng)_刷、抑刷改善由結(jié)垢、聚合、結(jié)焦的釜液而惡化再沸器傳熱系數(shù)的作用,大規(guī)模裝置的一個塔如同時使用幾個再沸器時,通過泵控制流量可使釜液能在各再沸器內(nèi)均勻分配;還可以在低蒸發(fā)率的操作條件下運行。因為要增加泵,所以固定費用和檢修費用都較高,只有在自然循環(huán)不能操作的情況下才能強制循環(huán)。
 
  內(nèi)插式再沸器。不需要再沸器的筒體和循環(huán)系統(tǒng)的配管;釜液無泄漏問題;小塔徑可用蛇管束。只限再沸器熱負荷較小的情況采用;塔內(nèi)部需裝管束架,為了方便安裝、拆卸管束必須設(shè)有大口徑人孔或手孔;更換再沸器管束時必須停工,而塔外再沸器可在操作中更換不必停車。
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