精餾塔頂為什么有那么多液體回流?
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連續(xù)精餾工藝流程 首先說說,精餾塔回流的主要作用吧! 1.提供塔板上的冷回流,取走塔內(nèi)多余的熱量,維持塔內(nèi)的熱量平衡; 2.提供塔板上的冷流體,氣液兩相在塔板上逆向接觸,上行的氣體中重組分冷凝,下行的液體中的輕組分吸熱汽化,反復(fù)的冷凝汽化作用進一步增加產(chǎn)品分離的精度 。 回流液是精餾提純必須的條件 那么,精餾操作中常用回流方式有哪些? 按回流方式的不同,可以分為自然回流和強制回流。 自然回流 回流冷凝器安裝于塔頂,回流液借重力的作用回流到塔內(nèi),冷凝器距塔頂回流口的高度。 自然回流操作簡單,不需要回流泵,節(jié)省動力消耗。但是回流量隨塔壓的變化而變化,回流比不嚴格,生產(chǎn)不正常時,調(diào)整起來較慢。自然回流一般用于小型精餾裝置。強制回流 回流液是用泵打入塔內(nèi)進行回流的,見下圖: 強制回流的回流量穩(wěn)定,容易調(diào)節(jié),生產(chǎn)不正常時,調(diào)整起來較快。但是強制回流需要回流泵,動力消耗大,特別是對于低沸點物料容易造成泵不上量,影響操作。 按照塔頂冷凝器安裝的位置的不同,可分為內(nèi)回流和外回流。 精餾中的內(nèi)回流一般指塔盤上的回流,是由下降液體及上升氣體冷凝后產(chǎn)生的液體構(gòu)成。 塔頂也可設(shè)有全凝器,全凝器下設(shè)置受液盤,一部分采出,一部分回流,這部分也叫內(nèi)回流。通常情況下,沸點高毒性高的宜采用內(nèi)回流! 直接從塔頂進入冷凝器,在此進行部分冷凝,冷凝液自然地沿塔板下流。這種回流的回流量難以控制,調(diào)節(jié)不易準確,但回流冷凝器直接安裝于塔頂,無需其他支撐結(jié)構(gòu),安裝方便。 精餾中的外回流是從塔中抽出一部分液體,經(jīng)降溫后再打入塔內(nèi)。塔頂冷凝器單獨安裝?;亓鞴芫€上可安裝視鏡、流量計、調(diào)節(jié)閥等,以調(diào)節(jié)回流液量。 外回流:是物料要離開塔頂經(jīng)外部管道、流量計等之后,再回流到蒸餾塔內(nèi)。 內(nèi)回流:是物料不離開塔頂,在塔頂冷凝后直接回流到蒸餾塔內(nèi)。 外回流可計量、分流。內(nèi)回流計量有難度,分餾與回流的比例不好精確確定。外回流是強制回流,塔頂氣相冷凝后進入回流槽后通過回流泵并經(jīng)過自調(diào)閥和流量計調(diào)整回流量,返回塔內(nèi)。 內(nèi)回流是自回流,塔頂氣相冷凝后直接回到塔內(nèi).操作時要注意采出量即塔頂溫度防止產(chǎn)品不合格。外回流可以說工業(yè)上95%甚至98%都是外回流在采用。 原因是它可以自動而且“無級”調(diào)節(jié)回流量,它是由回流泵+流量調(diào)節(jié)(或再加另一參數(shù)的串級調(diào)節(jié))從而滿足生產(chǎn),尤其是當加料量或組分有波動的情況,可以自動調(diào)節(jié)回流量。 內(nèi)回流雖然少了回流泵,但要在冷凝器和塔頂之間安裝一個回流分配器,一般要求有一轉(zhuǎn)動或移動機構(gòu)以分配回流比,需要知道驅(qū)動裝置如電機或別的什么依靠電力的設(shè)施,是不宜封閉地裝在塔內(nèi)的。并且這種調(diào)節(jié)是“有級”的。這是一個非標設(shè)備,往往要出圖。 1.外回流對工藝流量及溫度控制有利,不但操作費用高,而且沒有利用液體的勢能,所以成本高。如果塔頂冷凝器達不到冷凝要求時,可以增設(shè)強制的冷凝回流系統(tǒng),從而實現(xiàn)精餾塔的強化操作。另外投資時還要比較操作費用和基礎(chǔ)設(shè)施的投資費用的相對大小。 2.如果回流液的計量要求不高,或者說回流比的操作彈性大,就可以采用內(nèi)回流; 3.如果能在內(nèi)回流的路線上裝上或開發(fā)出“在線流量測量儀器”,就可以內(nèi)回流。一般的精餾多為外回流! 外回流優(yōu)點是便于調(diào)節(jié),但要增加運行費用,且增加了泄漏點,對于一此高危介質(zhì)不一定適宜,所以對于塔不是太高的高危介質(zhì)優(yōu)先考慮內(nèi)回流,如氟化氫精餾就是選用內(nèi)回流的。所以,對于回流方式的選擇要從多個方面綜合考慮的。 按回流液的溫度可分為熱回流和冷回流。 回流液的溫度處于泡點溫度,稱為熱回流。 回流液的溫度低于泡點溫度,稱為冷回流?!熬s塔一般回流是飽和液體回流,但是最近接觸的一套工藝采用的是略過冷液回流的,這樣做有什么意圖呢?過冷液體的回流是不是會增加精餾塔的理論塔板數(shù)呢?” 精餾塔回流是為了保證提餾段工作狀態(tài)穩(wěn)定,使回流液體略過冷回流可以在不增加回流量的同時增加理論回流比,因為回流液進入提餾段后會使提餾段上升的蒸汽大量冷凝,提高塔頂產(chǎn)品純度的同時又可以保證塔頂產(chǎn)品的數(shù)量,但是有一點不好是增加塔釜的熱負荷,熱量消耗較大,如果產(chǎn)品的附加值高,那么經(jīng)濟上還是比較合理的,比飽和液體回流劃算的多! 對于全冷凝冷凝器的精餾裝置,工業(yè)上大多數(shù)回流采用冷回流,主要原因為: 1、塔頂氣相在冷凝過程中可以達到冷凝完全,減少氣相排放損失。 2、全冷凝塔頂溫度要控制在飽和液體狀態(tài)是不容易控制的。 3、略過冷回流可以在不增加回流量的同時增加理論回流比。 還有全回流?。?br style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important; overflow-wrap: break-word !important;"/> 在精餾操作中,把塔頂采出的泠凝液作為回流液全部返回塔頂?shù)牟僮鹘腥亓鳌?/span> 最后,精餾回流如何控制呢? 塔頂回流控制分兩種情況:一是手動控制(強制回流),一是自動控制。 自動控制時:回流量受塔頂采出量的影響。 當進料量不變時,要控制好塔頂采出量。若塔頂采出量增大,回流比減小,氣液接觸不好,塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不合格。 如果進料量加大,要計算出塔頂采出增加量,采出過小,回流量增加,回流量增大,塔內(nèi)物料增多,上升蒸汽速度增大,塔頂與塔釜的壓差增大,嚴重時會引起液泛;采出過大,回流量減小,氣液接觸不好,塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不合格。 手動控制時在精餾塔正常操作時,只要塔頂產(chǎn)品質(zhì)量沒有大的變化,塔的回流量變化很小,甚至可以保持不變。在實際操作中,回流量基本不受進料量的影響。要保持回流罐液位,不能出現(xiàn)滿罐或抽空現(xiàn)象。
精餾塔附屬冷凝設(shè)備有分凝器、全凝器、冷凝器。塔頂可設(shè)計有分凝器,塔頂氣相經(jīng)分凝器冷凝一部分,直接回流到塔內(nèi),就是內(nèi)回流,沒有冷凝的剩余氣相則進入到另外的冷凝器內(nèi)進行冷凝。
全回流是開車期間必要的過程,是為了保證產(chǎn)品盡快合格。而正常生產(chǎn)中就不能隨意全回流了,除非工藝有波動,因為沒有產(chǎn)品采出精餾塔也就失去存在的意義了。