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超重力精餾工藝分析

更新時間:2023-03-13      點擊次數:1413
  化工生產中,超重力精餾設備 超重力精餾——塔設備是應用較廣泛的非定型設備。由于用途不同,操作原理不同,所以塔的結構形式、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:按揮發度遞減的順序采用餾分的流程;按揮發度遞增的順序采用餾分的流程;按不同揮發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計和精餾塔的設計都是非常關鍵的。一個好的分離方案應當具備合理利用能量、降低能耗,設備的投資少,生產能力大、產品質量穩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,優點是占地面積少,節省冷凝器封頭。缺點是塔頂結構復雜、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)強制循環式。將冷凝器裝在離塔頂較遠的低處,用泵向塔內提供回流,在冷凝器和泵之間設置回流罐。大規模生產中多采用這種形式。
 
  分凝與全凝,采用分凝或全凝依據下列因素確定:
 
  1)塔頂出料的狀態如果塔頂產品在后續加工中以氣態使用,同時,也能滿足其他工藝要求,此時應采用分凝形式以氣相出料。反之,若要求得到液態產品時,應采用全凝形式以液態出料。
 
  2)內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決定于采用的操作壓力,所以要從投資費用和操作費用的經濟角度考慮,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,加大熱量通人導致再沸器發生爆炸。
 
  立式再沸器(立式熱虹吸循環型)。傳熱效果好;釜液通過管內容易清洗,釜液在加熱區停留時間短;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,基礎簡單;塔釜到再沸器之間的管道可安裝流量計,易于調節。因一個塔在操作中不可能同時用幾個再沸器,使釜液循環平均分配難,所以傳熱面積受到限制;為了使釜液具有能循環的壓頭,需使塔的裙座增高很多;再沸器蒸發效率高時體積膨脹率大,壓力損失增加,所以限制蒸發率在30%以下;為了保證熱虹吸所需的壓力平衡,塔底要裝設堰板,以保持塔底部有一定的液面。需防止液面調節閥工作失靈;當循環量大時,再沸器可相當于一塊理論板。
 
  臥式再沸器(臥式熱虹吸循環型)。傳熱面積比立式再沸器大;有效壓頭增大,循環量增大。另外,塔釜與再沸器之間管道可安裝流量計,調節流量容易。缺點:占地面積大,基礎和附加費用高:釜液通過管間清洗困難,所以在釜液有污染和黏結性質時采用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;蒸發率限于30%以下;當循環量大時,再沸器可相當于一塊理論板。
 
  強制循環型再沸器。適用于不能自然循環的高黏度液體或液壓頭不足的情況實行強制循環;能起到沖刷、抑刷改善由結垢、聚合、結焦的釜液而惡化再沸器傳熱系數的作用,大規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均勻分配;還可以在低蒸發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,只有在自然循環不能操作的情況下才能強制循環。
 
  內插式再沸器。不需要再沸器的筒體和循環系統的配管;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;塔內部需裝管束架,為了方便安裝、拆卸管束必須設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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