精馏塔工艺操作影响因素分析

2016-03-14黄殿举周郑龙赵洲浙江巨化集团公司氟聚合物事业部浙江衢州34004布拉格化工技术大学捷克4000

化工管理 2016年12期

关键词：板间差压精馏塔

黄殿举周郑龙赵洲（.浙江巨化集团公司氟聚合物事业部，浙江衢州34004；.布拉格化工技术大学，捷克 4000）

精馏塔工艺操作影响因素分析

黄殿举1周郑龙1赵洲2（1.浙江巨化集团公司氟聚合物事业部，浙江衢州324004；2.布拉格化工技术大学，捷克 14000）

将反应精馏技术与差压热耦合技术相结合之后，能够大大降低反应精馏塔的能耗。本文主要从差压热耦合精馏技术及其节能原理入手，重点对精馏塔的工艺操作影响因素进行分析和阐述，希望给行业相关人士提供一定的参考和借鉴。

精馏塔；工艺操作；影响因素

在石化及化工行业中，精馏技术被普及应用，其在能够得到较高纯度产品的同时，也消耗了大量的能量。因此，为有效降低能耗，提高精馏效率，我们必须对各类强化精馏技术进行深入研究，并对影响精馏塔工艺操作的各项因素进行分析对比，以有效节约能源。

1　差压热耦合精馏技术及其节能原理

差压热耦合精馏技术指的是将常规精馏塔分为两个不同压力的塔，并确保总理论板数不变。经过分割后的高压塔，需要保持与原精馏塔相同的压力或者适当提升压力，而另一塔则要做相应的降压处理。对低压塔内的压力进行调节，使得高压塔顶气体能够为低压塔釜提供热源，从而实现热量的匹配和耦合，实现节能效果。

2　内部热耦合反应精馏塔操作影响因素分析

2.1进料量的影响

当进料量出现变化时，需要对冷凝剂和加热剂进行调整。进料量发生变化时对塔釜温度和塔顶温度影响不大，对塔内蒸汽上升的速度有着明显影响。具体来说，主要可以分为以下两种情况：第一，当进料量增大时，尤其是当上升气速与液泛想接近时，传质效果最好，一旦超过液泛速度，则会对塔的正常操作产生影响；第二，当进料量降低时，气速也会随之降低，不仅会对传质造成一定影响，还会导致漏液情况出现，大大降低了分离的效率。

2.2进料组成的影响

第一，当原料中易挥发的进料含量增大时，需要增加提馏段的塔板。针对具有固定板数的精馏塔来说，一旦提馏段负荷加重，那么釜液中易挥发成分的含量也会逐步提升，在增加损失的同时，还会导致全塔物料平衡被破坏，塔压升高，塔温下降。

第二，当原料中难挥发的进料成分含量增加时，则情况相反。

第三，针对进料成分的变化情况，我们可以采取的措施有以下几个方面：一是对进料口进行调整，使得组成变轻，进料口上移；二是对回流比予以调整，使得组成变轻，缩小回流比；三是，对冷凝剂或者加热源的量进行调整，确保产品质量不变。

2.3回流比的影响

当回流比较低时，精馏段塔顶产品的质量分数也比较低，而随着回流比的增加，产品纯度也随之提升，当回流比达到0.73之后，产品质量分率可以达到99.0%。如果对回流比进行持续增加，那么则会对乙酸甲酯产品质量造成巨大影响，且在回流比为0.7时达到最低值，之后再随着回流比的继续增加而增长。

2.4雾沫夹带现象的影响及处理

在传质过程中，雾沫夹带过量降低产品质量和传质过程中的浓度差，同时导致塔顶出现温度和压力升高的情况出现，且蒸汽气速变化过大。为此我们可以采取以下几种措施予以解决：第一，适当减少加热剂的用量，使得塔压或者塔温逐步下降；第二，增加冷凝剂用量，使得塔温或者塔压出现逐步下降情况；第三，减小回流比；第四，对进料量和进料组分予以适当降低，同时对进料口位置予以适当调整。

2.5压缩比的影响

在确保主塔内板间换热量恒定为50kw/板基础上，适当增加压缩机的压缩比和精馏段的压力，此时，精馏段塔顶产品乙酸甲酯的酯化反应率和纯度会出现缓慢降低的趋势，而整套设备的流程总能耗则是不断上升的。究其原因，主塔精馏段的温度会随着压缩比的升高而不断升高，导致主塔提馏段的再沸蒸汽量不断降低，无形中增大了压缩机的耗能。

2.6塔内板间换热量的影响

当压缩机的压缩比为1.5时，精馏段塔顶产品的乙酸甲酯纯度，会随着主塔两塔端对应板之间换热量的上升而不断提高。当板间换热量为50kw/板时达到顶峰，之后缓慢下降。相反，流程总能耗则随着板间换热量的升高而呈降低态势，其在板间换热量为50kw/板时到达谷底，随后再升高。

2.7物流进塔温度的影响

对于流程总能耗而言，乙酸进料温度不会对其造成较大影响，但对酯化反应的转化率能够形成较大影响。当乙酸进料温度较低时，随着进料温度的不断提升，达到50℃附近时，产品质量分率出现迅速下降的情况。内部热耦合反应精馏塔主塔提溜段内甲醇进料的温度变化则与之相反，随着甲醇进料温度的不断提升，其酯化反应产品乙酸甲酯的质量分率状态比较稳定，但是流程总能耗呈现下降状态。