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精馏塔的三种平衡操作

       精馏塔是一种塔式气液接触蒸馏装置液相轻组分(低沸点物质)转移到气相,气相重组分(高沸点物质)转移到液相,达到分离的目的精馏塔也是石油化工生产中广泛应用的一种传质传热装置。

  精馏塔的操作应掌握物料平衡、气液相平衡和热量平衡。

  物料平衡是指单位时间内进塔物料的数量应等于出塔物料的总和物料平衡反映了塔的生产能力,主要由塔顶和塔底的进料量和出料量来调节在运行过程中,物料平衡的变化反映在塔底的液位上当塔的运行不符合物料总平衡时,可以通过塔压差的变化来反映例如,如果进多出少,塔压差就会上升对于固定式精馏塔,塔压差应在一定范围内,塔压差过大,塔内上升蒸汽速度过大,雾沫夹带严重,甚至因水淹损坏正常运行;塔压差过小,速度过快塔内上升蒸汽量过小,气液两相传质对塔板的影响减小,甚至发生液体泄漏,大大降低了塔板的效率如果物料平衡得不好,整座塔的运行就会处于混乱状态掌握物料平衡是塔架运行的关键如果破坏了正常的物料平衡,就会影响到另外两种平衡,即气液相平衡不能达到预期的效果,热平衡也会受到破坏,需要重新调整。

  气液平衡主要反映产品的质量和损耗它是通过调整塔的操作条件(温度、压力)和塔板上的气液接触来实现的只有当温度和压力一定时,才能确定气液平衡的组成当温度和压力变化时,由气液平衡所确定的组分会发生变化,产品的质量和损耗也随之变化气液相平衡与物料平衡密切相关掌握物料平衡后,塔内蒸汽上升速度适当,气液接触良好,传热传质效率高,塔板效率也高当然,温度和压力也会随着物料平衡的变化而变化。

  热量平衡是指进入塔内的热量与离开塔内的热量之间的平衡,反映在塔顶温度上热平衡是物质平衡和气液相平衡的基础,而物质平衡和气液相平衡又依赖于热平衡没有热气相和冷回流,整个精馏过程就无法实现;随着操作压力和温度的变化(即气液平衡组成的变化),各塔板上气相冷凝放热和液体蒸发吸热也会发生变化,具体体现在进料加热和塔顶加热的变化。

  掌握物料平衡、气液相平衡和热量平衡是精馏操作的关键这三种平衡相互影响、相互制约在操作中,通常是控制物料平衡,相应地调整热平衡,最终实现气液相平衡。