精餾塔工藝要求和約束條件

   要對精餾塔實施有效的自動控制，必須首先了解精餾塔的控制目標。精餾塔的控制目標一般從質量指標、產品產量和能量消耗三方面考慮。任何精餾塔的操作情況同時受約束條件的制約，因此，在考慮精餾塔控制方案時一定要把這些因素考慮進去。

   1．質量指標

   質量指標（即產品純度）必須符合規(guī)定的要求。一般應使塔頂或塔底產品之一達到規(guī)定的純度，要求另一個產品也應該維持在規(guī)定的范圍之內，或者塔項和塔底的產品均保證一定的純度要求。如果產品質量不合格，它的價值就將遠遠低于合格產品。但決不是說質量越高越好。由于質量超過規(guī)定，產品的價值并不因此而增加；而產品產量卻可能下降，同時操作成本主要是能量消耗會增加很多。因此，總的價值反倒下降了。在精餾塔的操作中，當干擾產生時，多個塔板中靈敏板的變化量最明顯。由此可見，除了要考慮使產品符合規(guī)格外，還應同時考慮產品的產量和能量消耗。

   2．產品產量指標

   在達到一定質量指標要求的前提下，應得到盡可能高的產量，從而使產品的回收率提高。這對于提高經濟效益顯然是有利的。

   產品的回收率定義為產品量與進料中該產品組分的量之比。即：

           Ri=P/Fzi                                      （8）

   生產效益除了產品純度與產品回收率之間的關系，還必須考慮能量消耗因素。由精餾原理可知，用精餾搭進行混合物的分離是要消耗一定能量的；要使分離的產品質量越高，產品產量越多，所需的能量也就越大。

精餾塔的干擾因素

   和其他化工過程一樣，精餾是在一定的物料平衡和能量平衡的基礎上進行的。一切因素均通過物料平衡和能量平衡影響塔的正常操作。影響物料平衡的因素包括進料量和進料成分的變化，頂部餾出物及底部出料的變化。影響能量平衡的因素主要是進料溫度或熱焓的變化，再沸器加熱量和冷凝器冷卻量的變化，此外還有塔的環(huán)境溫度等變化。同時，物料平衡和能量平衡之間又是相互影響的。要了解這些因素是如何影響精餾塔操作的，首先必須分析它的靜態(tài)規(guī)律，即研究其靜態(tài)特性。塔設備的高度與直徑之比，因情況不同，差別很大，塔外殼用鋼板焊制，也可用鑄鐵鑄造，每層塔板為一節(jié)，并用法蘭連接。從而分析上述因素對精餾塔的動態(tài)影響。

   1．精餾塔中靜態(tài)關系的分析

   圖15為精餾塔的物料流程圖，可簡單地視其于為二元精餾。則從物料平衡和能量關系出發(fā)，可得出它的總的物料平衡關系為

           F=D＋B           （9）

   輕組分的物料平衡關系為

   Fz＝Dy＋Bx        （10）

式中，F、D和B分別為進料量、頂部餾出物量和塔底產品；z、y和x分別為進料、頂部餾出物和底部產品中輕組分的含量。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產品中的分配量（即D／F）是決定頂部和底部產品中輕組分含量y和x的關鍵因素。

   靜態(tài)下精餾塔的能量關系為

   QH FHF＝QC＋DHD＋BHB      （11）

式中，QH為再沸器加熱量，QC為冷凝器冷卻量，HP、HD和HB分別為進料頂部、底部產品的比熱熔。在式中，每一項都影響著塔內上升蒸汽的流量V。對于一個既定的塔來講，V與F之比與塔的分離度S有關。即V／F一定時意味著塔分離度也一定。

醪垢的形成

   2.1發(fā)酵成熟醪成分

   發(fā)酵成熟醪是一個復雜的多組分非均相混合液。它由水（75%%-90%%，w/w）、干物質（4%%-10%%，w/w）、酒精及其它揮發(fā)性物質（6%%-15%%，w/w）構成。

   2.2醪垢成分

   醪垢的化學成分受各種條件影響很大。

   分析結果表明，不同的原料產地、不同的前處理方法、不同的酒精生產工藝，醪垢的成分都不同。即便是同一工廠不同生產時期、不同部位醪垢成分也有一定差別。 醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷 酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質 等，是由多種無機物、有機物構成的，并以無機物為主。對于液相進料時，進料量或進料成分的變化很快影響塔底的成分，而提餾段溫控比較及時，動態(tài)過程也比較快。

   2.3醪垢的成因

   2.3.1 微溶或可溶物質在蒸餾過程中達 到過飽和狀態(tài)而析出發(fā)酵成熟醪在蒸餾過程中沿塔板逐層 而下。相對揮發(fā)性大的物質在醪塔內沿塔板逐層上升，從頂部排出；回收原理酒精回收塔的工作原理是利用旋轉產生的離心力場代替常規(guī)重力場，極大地強化氣液傳質過程。干物質和水，還有醇、酸、酯類等相對揮發(fā)性小的物質沿塔 板逐層向下，微溶或可溶物質濃度不斷增 加，當其濃度超過其溶解度達到過飽和狀態(tài)后，便會在塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件表面析出。在蒸餾過程中首先析出的是溶解度較小的碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣等，而溶解度稍大一些的也逐漸被濃縮沉積，如硫酸鈣、有機酸鈣等。

   發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質，如酵母菌體、纖維、淀粉及析出的無機鹽形成晶 核，加速了處于飽和狀態(tài)下的無機鹽、有機鹽、糖、糊精、可溶性蛋白質等的析出。眾所周知，國內大部分酒精廠采用了離心清液回配技術。離心清液的回配進一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質含量，加劇了微溶或可溶物質在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結垢概率。一般附著在成熟醪預熱器、塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件上，常常造成進料溫度降低，塔底各板間溫差加大，塔頂真空度升高，嚴重時會造成塔底跑酒，最終導致生產不能正常進行。

酒精精餾塔

用途：本設備適用于酒精、、丙1酮等有機溶1劑的回收提純。

   概述：

   1、 本設備有間歇式和連續(xù)式兩種形式，主要由塔釜、塔身、冷凝器、平衡罐、流量計等部件組成。

   2、 連續(xù)式的配有預熱器，可以進行連續(xù)式生產，符合大批量生產的需要。

   3、 針對醫(yī)院、科研單位等，專門設計了小型回收塔，用于小劑量生產和實驗。

   4、 可以將濃度10％以下的稀酒精、、丙1酮等有機溶1劑提純到90-95％，且剩余殘液的濃度＜1％。對于濃度10％以上的稀溶液，效果更佳。

   5、 可配置PLC控制系統，對溫度、流量、濃度等參數實現自動控制，提高生產效率。

   主要技術參數:

   參數/型號JS-200JS-300JS-400JS-500JS-600JS-800

   蒸餾釜容積(L)90011001600200025003200

   塔身高度(mm)550070007000750075007500

   回收能力（kg/h）45-6090-100150-160280-300420-450600-630

   冷凝面積（m2）4916253656

   冷卻面積（m2）11.63334.5

   蒸汽壓力（MPa）＜0.1

   外形尺寸（m）2.9*1.5*9.53.3*1.6*114.6*1.8*11.74.8*2.1*12.65*2.2*12.65.5*2.2*13.8