精餾操作關(guān)鍵問題的探究

曹慧英　程立

摘 要：本文主要介紹了精餾裝置工藝和精餾操作步驟及操作過程中的把握的幾個主要環(huán)節(jié)。

關(guān)鍵詞：精餾操作 平衡

精餾操作單元是化工生產(chǎn)過程中最重要的單元過程之一，也是化工企業(yè)應(yīng)用最廣泛的單元過程之一。熟練地掌握其操作方法是化工類專業(yè)學(xué)生必備的基本技能。能使學(xué)生的工程意識和操作技能得到提高，進一步縮短高職學(xué)生入廠后的適應(yīng)期，真正實現(xiàn)學(xué)校與企業(yè)的無縫對接。

一、精餾裝置簡介

學(xué)院投資幾十萬元建設(shè)精餾實訓(xùn)裝置，該實訓(xùn)裝置為一種集實訓(xùn)、實訓(xùn)、科研、技能鑒定功能于一體的四位一體多功能化工培訓(xùn)裝置，為學(xué)生現(xiàn)場操作真實的工業(yè)生產(chǎn)裝置提供了條件。

1.精餾單元現(xiàn)場裝置及工藝

在精餾實訓(xùn)裝置中，所用設(shè)備包括精餾塔、原料泵、回流泵、塔頂產(chǎn)品泵、原料預(yù)熱器、塔預(yù)冷凝器、原料儲罐、回流罐、塔釜產(chǎn)品罐、塔頂產(chǎn)品罐、緩沖罐等。

本單元是連續(xù)精餾操作過程，原料為18（以下均為質(zhì)量百分比）的乙醇水溶液，經(jīng)過精餾塔分離后，得到餾出液純度為89%的乙醇。其工藝流程如圖所示。

原料液經(jīng)流量調(diào)節(jié)器FIC01控制，以4L/h的流量進入預(yù)熱器E103中，預(yù)熱至60℃（其溫度由溫度調(diào)節(jié)器TIC10控制）后，從精餾塔的第六塊塔板（全塔除塔釜外共10塊塔板）進料。塔頂蒸汽經(jīng)冷凝器E104冷凝為液體后，經(jīng)緩沖罐V103進入回流冷凝液儲罐V104中。當(dāng)V104的液位大于回流液位控制上限（其值為150mm，由調(diào)節(jié)器LIC02控制時，系統(tǒng)自動啟動回流泵Pl02，進行塔頂回流。當(dāng)塔頂溫度小于79℃并且回流冷凝液儲罐V104大于回流液位控制上限時，采出泵自動采出，作為塔頂產(chǎn)品經(jīng)流量計F103計量后進入塔頂產(chǎn)品罐V105中。

塔釜液體的一部分經(jīng)再沸器E10l加熱后送回精餾塔，另一部分作為塔釜產(chǎn)品，經(jīng)塔底冷卻器E102進入塔底產(chǎn)品罐V102中。，精餾塔塔釜液位由液位調(diào)節(jié)器LIC01控制，當(dāng)液位高于規(guī)定值380mm時，電動調(diào)節(jié)閥VAl04自動打開，當(dāng)液位低于規(guī)定值380mm時，電動調(diào)節(jié)閥VAl04自動關(guān)閉。

2.精餾單元操作實訓(xùn)步驟

2.1檢查各管線閥門是否處于正常的開關(guān)狀態(tài)；

2.2檢查儀表和電源開關(guān)；

2.3開啟全凝器上水閥，調(diào)節(jié)流量至200～300L/h；

2.4打開電加熱器，調(diào)節(jié)再沸器加熱電壓，使塔釜溫度緩慢上升，防止塔釜溫度超過95℃；

2.5打開回流泵電源開關(guān)，當(dāng)塔頂冷凝液儲罐的液位大于回流液位控制上限時，啟動回流液泵，進行全回流；

2.6調(diào)節(jié)原料進料流量控制器FICO1，使進料流量保持在4L/h左右；

2.7打開塔頂采出泵P103電源開關(guān)。當(dāng)塔頂溫度在78～79℃并且回流冷凝液儲罐液位大于規(guī)定值時，采出泵采出；

2.8保持塔釜溫度在94℃左右，塔頂溫度在78℃左右，回流液位在150mm右右，記錄實訓(xùn)數(shù)據(jù)。

二、精餾操作把握的幾個主要環(huán)節(jié)

1.三大平衡

1.1物料平衡

精餾原料是水與酒精的混合溶液，在精餾期間，由于酒精的沸點低于水的沸點，所以酒精會從塔頂蒸出，而水會從塔釜放出。所謂的物料平衡，就是裝置在正常的運行期間，總的進料量要等于從塔頂蒸出的酒精量和從塔底排出的水的量之和，即有m進料=m酒精+m水，只有這樣才能保證塔底的液位能在一個很小的范圍之內(nèi)波動。不然會使塔底液位超出其規(guī)定的浮動范圍。

1.2熱量平衡

溫度的因素直接影響著最終產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。在精餾塔的眾多熱電偶中，我們只需要隨時關(guān)心兩個熱電偶的溫度示數(shù)即可，這就是塔底溫度和塔頂?shù)臏囟取?/p>

A.塔底溫度的高低直接能夠影響到最后的產(chǎn)品的產(chǎn)量。如果塔底溫度太低混合溶液中的酒精組分便不會蒸上去，所以會導(dǎo)致回流罐中的酒精量很少，從而影響產(chǎn)品的采出量。通過多次的實訓(xùn)總結(jié)得出結(jié)論，塔底溫度寧可高也不可低，一般認為塔底溫度達到了95～96℃之間比較合適。

B.塔頂溫度的高低直接影響到最后產(chǎn)品的質(zhì)量。若塔頂?shù)臏囟忍撸敲椿亓鞴抟后w中水的含量就會大增。若塔頂溫度太低，回流罐中的液位就會更少，因為許多的酒精沒有被蒸上來。塔頂溫度一般不會有太大的波動，都有78℃左右，本因素不是很重要。

1.3壓力平衡

實訓(xùn)時，塔的壓力指數(shù)一般不會超標，前提是閥門開關(guān)正確，這項要求操作者把各個閥門控制位置搞清，根據(jù)不同的實訓(xùn)步驟正確開關(guān)，此項要求操作者集中精力即可。

2.回流量與采出量的控制

回流量的大小取決于塔頂溫度的高低。采出量的大小取決于回流罐中液體的多少。若塔頂溫度合格，即在78℃左右，那么在回流量不變的基礎(chǔ)上，盡可能多的把回流罐中的酒精送到產(chǎn)品罐中，此時的產(chǎn)品的質(zhì)量一般都是合格的。實訓(xùn)期間回流罐中的液位可以保持在它的零刻度線以下，即能看見有即可，不可將回流罐中的液位積的太高，不然在停工時不能將產(chǎn)品送出裝置從而影響產(chǎn)品的產(chǎn)量。

回流的開始是在回流罐中有液位時打開回流系統(tǒng)，先少開，隨著回流罐中液位的上升逐漸開大（不要太大），回流維持一段時間之后開始采出（大約是2～3分鐘，此時回流罐中的液位儀達到了10mm），產(chǎn)品大量的往外送（要確保塔頂溫度在78℃左右），在回流罐中液位很少時，將采出泵的頻率調(diào)小，減少產(chǎn)品的外送，從而維持回流罐的液位，防止泵抽空。

3.原料的預(yù)熱與加熱

實訓(xùn)開始，則打開塔底的電加熱檔（全開），但是為了保證原料在很短的時間達到預(yù)熱溫度，則也應(yīng)該將原料預(yù)熱罐中的電加熱棒打開（開始全開，最后逐漸的減?。Ｋ椎募訜岚魬?yīng)該如始終大功率的運行，絕不可以讓塔底的溫度低于92℃；

4.三臺泵的使用

原料泵、采出泵、回流泵三臺泵中的回流泵和采出泵是變頻泵，回流泵和采出泵開啟程度視塔底溫度和回流罐的液位而定?？梢赃@么說，這兩個泵是相容相克的關(guān)系，一個開大，則另一個就得適當(dāng)?shù)年P(guān)小。

5.進料位置的選用

如果進料位置選擇不好會導(dǎo)致一開始就將塔底的液位注入超標。后來經(jīng)過多次實訓(xùn)我們總結(jié)出的三個注意事項：①原料濃度較低時選用下進料口；②原料濃度較高時選用上進料口；③應(yīng)嚴格控制塔釜液位的范圍，液位太高、塔釜溫度過高容易造成液泛；液位太低，容易使電加熱棒干燒，損壞設(shè)備。

參考文獻

[1]劉愛民，王狀坤. 化工單元操作技術(shù) [M]. 高等教育出版社， 2007，1.

作者簡介：曹慧英：性別：女；籍貫：河北省景縣 ；工作單位：天津石油職業(yè)技術(shù)學(xué)院；學(xué)歷：本科；職稱：實訓(xùn)師；研究方向：石油化工。