精馏实验装置,影响精馏操作

回流是保证精馏塔连续稳定操作的必要条件之一,其大小用回流比表示,定义为塔顶回流量与产品量之比。精馏实验装置回流比是影响精馏操作费用和设备投资费用的重要因素,同时也影响着分离效果。回流比有全回流及最小回流比两个极限,操作回流比介于两个极限之间的某个适宜值。(1)全回流上升至塔顶的蒸汽经冷凝后全部流回塔内,精馏实验装置这种操作方式称为全回流。在这种情况下,塔顶产品为零,此时既不向塔内进料,也不从塔内取出产品。因为全回流时无产品,其生产能力为零,可见它对精馏塔的正常操作无实际意义,但全回流对精馏塔的开工阶段、调试及实验研究具有实际意义。(2)最小回流比进料状况一定时,为达到指定分离程度所需理论板板数为无穷多时所对应的回流比称为最小回流比,用Rmin表示。(3)适宜回流比适宜的回流比应通过经济衡算即综合操作费用和设备费用来决定。回流比增加时,将使塔内上升蒸汽量增加,加大了塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷,使精馏操作费用增加;对于设备费用,则随着回流比增加而先降低后增大。总费用为设备费用和操作费用之和。总费用中最低点所对应的回流比即为适宜的回流比。在精馏塔设计中,通常适宜回流比可取最小回流比的(1.1~2.0)倍,即R=(1.1~2.0)Rmin。操作压力的影响蒸馏过程中的液体沸腾温度和蒸汽冷凝温度均与操作压力有关,故工业蒸馏中应适当的选择操作压力。一般加压蒸馏适用于沸点低、常压下呈气态的混合物,同时可使冷凝温度提高以避免使用冷冻剂。减压蒸馏适用于热敏性和高沸点的物料,以避免使用高温载热体。而常压蒸馏最为简单和经济,若物料性质无特殊要求均采用常压蒸馏。本装置精馏操作主要分离甲醇、水及少量有机杂质,可采用常压精馏。但为了更合理地利用热能,本装置采用加压和常压精馏双塔联合工艺,温度较高的加压塔塔顶蒸汽作为常压塔塔釜再沸器的热源,节省了常压塔再沸器蒸汽和加压塔冷凝器冷却水,从而达到减少能耗的目的。进料热状况的影响在实际生产中,原料液经预热后进入精馏塔,因此,精馏塔的原料液就可能有五种热状况:(1)温度低于泡点的冷液体;(2)泡点下的饱和液体;(3)温度介于泡点和露点之间的气液混合物;(4)露点下的饱和蒸汽;(5)温度高于露点的过热蒸汽。这五种进料热状况,使进料后分配到精馏段的蒸汽量及提馏段的液体量有所不同。在工业上常将物料加热到泡点即饱和液体状态,或其附近才送入塔内。泡点加料的优点是可以不受气候变化和前面工序波动的影响,便于控制操作。本甲醇精馏工序,各精馏塔的进料一般均采用泡点进料。

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