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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(zhì)量指標、產(chǎn)品產(chǎn)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(zhì)量指標
質(zhì)量指標(即產(chǎn)品純度)必須符合規(guī)定的要求。一般應使塔頂或塔底產(chǎn)品之一達到規(guī)定的純度,要求另一個產(chǎn)品也應該維持在規(guī)定的范圍之內(nèi),或者塔項和塔底的產(chǎn)品均保證一定的純度要求。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。如果產(chǎn)品質(zhì)量不合格,它的價值就將遠遠低于合格產(chǎn)品。但決不是說質(zhì)量越高越好。由于質(zhì)量超過規(guī)定,產(chǎn)品的價值并不因此而增加;而產(chǎn)品產(chǎn)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。由此可見,除了要考慮使產(chǎn)品符合規(guī)格外,還應同時考慮產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。
2.產(chǎn)品產(chǎn)量指標
在達到一定質(zhì)量指標要求的前提下,應得到盡可能高的產(chǎn)量,從而使產(chǎn)品的回收率提高。這對于提高經(jīng)濟效益顯然是有利的。
產(chǎn)品的回收率定義為產(chǎn)品量與進料中該產(chǎn)品組分的量之比。即:
Ri=P/Fzi (8)
生產(chǎn)效益除了產(chǎn)品純度與產(chǎn)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(chǎn)品質(zhì)量越高,產(chǎn)品產(chǎn)量越多,所需的能量也就越大。
約束條件
為保證正常操作,需規(guī)定某些參數(shù)的極限值,并作為約束條件。離心清液的回配進一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質(zhì)含量,加劇了微溶或可溶物質(zhì)在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結垢概率。塔內(nèi)氣體的流速過低時,對于某些篩板精餾塔會產(chǎn)生漏液現(xiàn)象,從而影響操作降低塔板效率;而流速過高易產(chǎn)生液泛,將完全破壞塔的操作。由于塔板上液層,氣相通過液層的阻力增大,因而可用測量差壓的方法檢測塔的液泛現(xiàn)象。當壓差過高時,則通過差壓控制系統(tǒng)減小氣體流速。每個精餾塔都存在著一個1大操作壓力限制,超過這個壓力,塔的安全就沒有保障。為精餾過程提供能量的再沸器和冷凝器,也都存在一定限制。再沸器的加熱,受塔壓和再沸器中液相介質(zhì)1大汽化率的影響;同時再沸器兩側間的溫差不能超過其臨界溫差,否則會導致給熱系數(shù)下降,傳熱量降低。對冷凝器冷卻能力影響1大的是冷卻介質(zhì)的溫度。而在介質(zhì)條件不變時,又與塔的操作壓力有關;同時餾出產(chǎn)品組份的變化也將影響到冷凝器的冷卻能力限制。在確定精餾塔的控制方案時,必須考慮到上述的約束條件,以使精餾塔工作于正常操作區(qū)內(nèi)。
酒精精餾過程的生產(chǎn)方法及特點是什么?
酒精精餾與化工精餾過程不同點就在于它不僅是一個將酒精濃縮的過程,而且還擔負著把粗酒精中50多種揮發(fā)性雜質(zhì)除去的任務,所以濃縮酒精和除去雜質(zhì)的過程在酒精工業(yè)中稱為精餾.物料中的雜質(zhì)基本上是在發(fā)酵過程中生成的,只有很少數(shù)的雜質(zhì)是在蒸煮和蒸餾過程中生成的. 工業(yè)上生產(chǎn)酒精主要有兩種方法:發(fā)酵法和化學合成法. 工業(yè)上用得廣的是發(fā)酵法. 所謂發(fā)酵法就是指微生物細胞,在無氧條件下,進行無氧呼吸,將吸收的營養(yǎng)物質(zhì)(淀粉質(zhì),糖質(zhì))通過細胞內(nèi)酶的作用,進行一系列的生物化學反應,把復雜的有機物分解為比較簡單的生化中間產(chǎn)物,同時放出一定能量的過程,簡單地說,就是在無氧條件下,微生物將復雜的有機物轉變?yōu)楹唵蔚漠a(chǎn)物的過程.
精餾流程和塔型的選擇
乙醇和水混合料經(jīng)預熱器加熱至泡點后,送至精餾塔,塔頂采用全凝器冷凝后,一部分作回流,其余為塔頂產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送貯槽,塔釜采用直接蒸汽供熱,塔底產(chǎn)品經(jīng)冷卻后送至貯槽,流程圖如下圖: 根據(jù)生產(chǎn)任務,若按每天開動設備24小時計算,產(chǎn)品流量為1.67t/h,由于產(chǎn)品粘度較小,流量較大,為減少造價,降低生產(chǎn)過程中壓降和塔板液面落差的影響,提高生產(chǎn)效率,選用浮閥塔。對于這類干擾,以閥前壓力波動影響較大,控制中用壓力控制系統(tǒng)加以克服。 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。 塔體材料和踏板材料均選用TiNiCr918,因這種不銹鋼具有高的強度極限,較低的屈服極限,的塑性和韌性,他的焊接性能和冷彎成形等工藝性也很好,是目前制造容器、塔的廣泛的一類不銹鋼,又因為這種鋼在乙醇介質(zhì)中有很好的耐腐蝕性,所以選用TiNiCr918。