精馏塔的干扰因素
和其他化工过程一样,精馏是在一定的物料平衡和能量平衡的基础上进行的。一切因素均通过物料平衡和能量平衡影响塔的正常操作。影响物料平衡的因素包括进料量和进料成分的变化,顶部馏出物及底部出料的变化。在精馏操作中,质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。影响能量平衡的因素主要是进料温度或热焓的变化,再沸器加热量和冷凝器冷却量的变化,此外还有塔的环境温度等变化。同时,物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的,首先必须分析它的静态规律,即研究其静态特性。从而分析上述因素对精馏塔的动态影响。
1.精馏塔中静态关系的分析
图15为精馏塔的物料流程图,可简单地视其于为二元精馏。则从物料平衡和能量关系出发,可得出它的总的物料平衡关系为
F=D+B (9)
轻组分的物料平衡关系为
Fz=Dy+Bx (10)
式中,F、D和B分别为进料量、顶部馏出物量和塔底产品;z、y和x分别为进料、顶部馏出物和底部产品中轻组分的含量。由以上两式,可明显看出进料量F在产品中的分配量(即D/F)是决定顶部和底部产品中轻组分含量y和x的关键因素。
静态下精馏塔的能量关系为
QH+FHF=QC+DHD+BHB (11)
式中,QH为再沸器加热量,QC为冷凝器冷却量,HP、HD和HB分别为进料顶部、底部产品的比热熔。在式中,每一项都影响着塔内上升蒸汽的流量V。对于一个既定的塔来讲,V与F之比与塔的分离度S有关。即V/F一定时意味着塔分离度也一定。
醪垢的形成
2.1发酵成熟醪成分
发酵成熟醪是一个复杂的多组分非均相混合液。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物质(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它挥发性物质(6%%-15%%,w/w)构成。
2.2醪垢成分
醪垢的化学成分受各种条件影响很大。
分析结果表明,不同的原料产地、不同的前处理方法、不同的酒精生产工艺,醪垢的成分都不同。即便是同一工厂不同生产时期、不同部位醪垢成分也有一定差别。塔内上升蒸汽量V,在塔的提馏段是由再沸器加热提供的,在塔的精馏段还受到进料热熔的影响。 醪垢的化学成分为碳酸钙、碳酸镁、磷 酸钙、硫酸钙、有机酸钙、糖、糊精、蛋白质 等,是由多种无机物、有机物构成的,并以无机物为主。
2.3醪垢的成因
2.3.1 微溶或可溶物质在蒸馏过程中达 到过饱和状态而析出发酵成熟醪在蒸馏过程中沿塔板逐层 而下。相对挥发性大的物质在醪塔内沿塔板逐层上升,从顶部排出;干物质和水,还有醇、酸、酯类等相对挥发性小的物质沿塔 板逐层向下,微溶或可溶物质浓度不断增 加,当其浓度超过其溶解度达到过饱和状态后,便会在塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件表面析出。由于采用了精馏段温度作为间接质量指标,因此它能较直接地反映精馏段的产品情况。在蒸馏过程中首先析出的是溶解度较小的碳酸钙、碳酸镁、磷酸钙等,而溶解度稍大一些的也逐渐被浓缩沉积,如硫酸钙、有机酸钙等。
发酵成熟醪中的不溶性悬浮物质,如酵母菌体、纤维、淀粉及析出的无机盐形成晶 核,加速了处于饱和状态下的无机盐、有机盐、糖、糊精、可溶性蛋白质等的析出。众所周知,国内大部分酒精厂采用了离心清液回配技术。按产品成分或物性指标的直接控制方案精馏塔的质量控制1好能选择表征塔顶和塔底产品的质量指标,即产品的成分作为被控变量,即直接控制方案。离心清液的回配进一步提高了发酵成熟醪中干物质含量,加剧了微溶或可溶物质在醪液输送、换热、蒸馏过程中的析出和结垢概率。
酒精精馏塔又称为蒸馏塔,是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。很多人只是听说过精馏塔,可是对于它的内部结构不了解。
冷凝器
在常压酒精精馏塔中,通过放空管使冷凝器与大气接通,使冷凝器压力保持在大气压下。对于非常压精馏,在冷凝器的放空管安装压力控制阀,阀的动作由冷凝器的压力控制。冷凝器冷却水管设置流量集中显示、报警,冷却水流量低低联锁停加热介质。
酒精精馏塔又称为蒸馏塔,是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。很多人只是听说过精馏塔,可是对于它的内部结构不了解。
再沸器
采用蒸汽或其他高温气体加热的再沸器,蒸汽或高温气管道上设置流量集中显示、控制阀,根据釜温调节汽(气)量;立式再沸器壳程走蒸汽时,也可在冷凝水管道上设置控制阀。采用液体加热的再沸器,加热液体的管道上设置控制阀,依据加热液体温度和釜温来调节加热液体流量,在控制阀前设置过滤器。则从物料平衡和能量关系出发,可得出它的总的物料平衡关系为F=D+B(9)轻组分的物料平衡关系为Fz=Dy+Bx(10)式中,F、D和B分别为进料量、顶部馏出物量和塔底产品。
以上信息由专业从事精馏塔生产厂家的无锡宝德金装备于2024/12/25 12:27:32发布
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