黃殿舉周鄭龍趙洲（.浙江巨化集團(tuán)公司氟聚合物事業(yè)部，浙江衢州34004；.布拉格化工技術(shù)大學(xué)，捷克 4000）

精餾塔工藝操作影響因素分析

黃殿舉1周鄭龍1趙洲2（1.浙江巨化集團(tuán)公司氟聚合物事業(yè)部，浙江衢州324004；2.布拉格化工技術(shù)大學(xué)，捷克 14000）

將反應(yīng)精餾技術(shù)與差壓熱耦合技術(shù)相結(jié)合之后，能夠大大降低反應(yīng)精餾塔的能耗。本文主要從差壓熱耦合精餾技術(shù)及其節(jié)能原理入手，重點(diǎn)對(duì)精餾塔的工藝操作影響因素進(jìn)行分析和闡述，希望給行業(yè)相關(guān)人士提供一定的參考和借鑒。

精餾塔；工藝操作；影響因素

在石化及化工行業(yè)中，精餾技術(shù)被普及應(yīng)用，其在能夠得到較高純度產(chǎn)品的同時(shí)，也消耗了大量的能量。因此，為有效降低能耗，提高精餾效率，我們必須對(duì)各類強(qiáng)化精餾技術(shù)進(jìn)行深入研究，并對(duì)影響精餾塔工藝操作的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析對(duì)比，以有效節(jié)約能源。

1　差壓熱耦合精餾技術(shù)及其節(jié)能原理

差壓熱耦合精餾技術(shù)指的是將常規(guī)精餾塔分為兩個(gè)不同壓力的塔，并確?？偫碚摪鍞?shù)不變。經(jīng)過(guò)分割后的高壓塔，需要保持與原精餾塔相同的壓力或者適當(dāng)提升壓力，而另一塔則要做相應(yīng)的降壓處理。對(duì)低壓塔內(nèi)的壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得高壓塔頂氣體能夠?yàn)榈蛪核峁嵩?，從而?shí)現(xiàn)熱量的匹配和耦合，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

2　內(nèi)部熱耦合反應(yīng)精餾塔操作影響因素分析

2.1進(jìn)料量的影響

當(dāng)進(jìn)料量出現(xiàn)變化時(shí)，需要對(duì)冷凝劑和加熱劑進(jìn)行調(diào)整。進(jìn)料量發(fā)生變化時(shí)對(duì)塔釜溫度和塔頂溫度影響不大，對(duì)塔內(nèi)蒸汽上升的速度有著明顯影響。具體來(lái)說(shuō)，主要可以分為以下兩種情況：第一，當(dāng)進(jìn)料量增大時(shí)，尤其是當(dāng)上升氣速與液泛想接近時(shí)，傳質(zhì)效果最好，一旦超過(guò)液泛速度，則會(huì)對(duì)塔的正常操作產(chǎn)生影響；第二，當(dāng)進(jìn)料量降低時(shí)，氣速也會(huì)隨之降低，不僅會(huì)對(duì)傳質(zhì)造成一定影響，還會(huì)導(dǎo)致漏液情況出現(xiàn)，大大降低了分離的效率。

2.2進(jìn)料組成的影響

第一，當(dāng)原料中易揮發(fā)的進(jìn)料含量增大時(shí)，需要增加提餾段的塔板。針對(duì)具有固定板數(shù)的精餾塔來(lái)說(shuō)，一旦提餾段負(fù)荷加重，那么釜液中易揮發(fā)成分的含量也會(huì)逐步提升，在增加損失的同時(shí)，還會(huì)導(dǎo)致全塔物料平衡被破壞，塔壓升高，塔溫下降。

第二，當(dāng)原料中難揮發(fā)的進(jìn)料成分含量增加時(shí)，則情況相反。

第三，針對(duì)進(jìn)料成分的變化情況，我們可以采取的措施有以下幾個(gè)方面：一是對(duì)進(jìn)料口進(jìn)行調(diào)整，使得組成變輕，進(jìn)料口上移；二是對(duì)回流比予以調(diào)整，使得組成變輕，縮小回流比；三是，對(duì)冷凝劑或者加熱源的量進(jìn)行調(diào)整，確保產(chǎn)品質(zhì)量不變。

2.3回流比的影響

當(dāng)回流比較低時(shí)，精餾段塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也比較低，而隨著回流比的增加，產(chǎn)品純度也隨之提升，當(dāng)回流比達(dá)到0.73之后，產(chǎn)品質(zhì)量分率可以達(dá)到99.0%。如果對(duì)回流比進(jìn)行持續(xù)增加，那么則會(huì)對(duì)乙酸甲酯產(chǎn)品質(zhì)量造成巨大影響，且在回流比為0.7時(shí)達(dá)到最低值，之后再隨著回流比的繼續(xù)增加而增長(zhǎng)。

2.4霧沫夾帶現(xiàn)象的影響及處理

在傳質(zhì)過(guò)程中，霧沫夾帶過(guò)量降低產(chǎn)品質(zhì)量和傳質(zhì)過(guò)程中的濃度差，同時(shí)導(dǎo)致塔頂出現(xiàn)溫度和壓力升高的情況出現(xiàn)，且蒸汽氣速變化過(guò)大。為此我們可以采取以下幾種措施予以解決：第一，適當(dāng)減少加熱劑的用量，使得塔壓或者塔溫逐步下降；第二，增加冷凝劑用量，使得塔溫或者塔壓出現(xiàn)逐步下降情況；第三，減小回流比；第四，對(duì)進(jìn)料量和進(jìn)料組分予以適當(dāng)降低，同時(shí)對(duì)進(jìn)料口位置予以適當(dāng)調(diào)整。

2.5壓縮比的影響

在確保主塔內(nèi)板間換熱量恒定為50kw/板基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加壓縮機(jī)的壓縮比和精餾段的壓力，此時(shí)，精餾段塔頂產(chǎn)品乙酸甲酯的酯化反應(yīng)率和純度會(huì)出現(xiàn)緩慢降低的趨勢(shì)，而整套設(shè)備的流程總能耗則是不斷上升的。究其原因，主塔精餾段的溫度會(huì)隨著壓縮比的升高而不斷升高，導(dǎo)致主塔提餾段的再沸蒸汽量不斷降低，無(wú)形中增大了壓縮機(jī)的耗能。

2.6塔內(nèi)板間換熱量的影響

當(dāng)壓縮機(jī)的壓縮比為1.5時(shí)，精餾段塔頂產(chǎn)品的乙酸甲酯純度，會(huì)隨著主塔兩塔端對(duì)應(yīng)板之間換熱量的上升而不斷提高。當(dāng)板間換熱量為50kw/板時(shí)達(dá)到頂峰，之后緩慢下降。相反，流程總能耗則隨著板間換熱量的升高而呈降低態(tài)勢(shì)，其在板間換熱量為50kw/板時(shí)到達(dá)谷底，隨后再升高。

2.7物流進(jìn)塔溫度的影響

對(duì)于流程總能耗而言，乙酸進(jìn)料溫度不會(huì)對(duì)其造成較大影響，但對(duì)酯化反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率能夠形成較大影響。當(dāng)乙酸進(jìn)料溫度較低時(shí)，隨著進(jìn)料溫度的不斷提升，達(dá)到50℃附近時(shí)，產(chǎn)品質(zhì)量分率出現(xiàn)迅速下降的情況。內(nèi)部熱耦合反應(yīng)精餾塔主塔提溜段內(nèi)甲醇進(jìn)料的溫度變化則與之相反，隨著甲醇進(jìn)料溫度的不斷提升，其酯化反應(yīng)產(chǎn)品乙酸甲酯的質(zhì)量分率狀態(tài)比較穩(wěn)定，但是流程總能耗呈現(xiàn)下降狀態(tài)。

3　結(jié)語(yǔ)

本文主要針對(duì)精餾塔工藝操作影響因素進(jìn)行了分析，并在確保產(chǎn)品純度和乙酸甲酯酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率的基礎(chǔ)上，對(duì)各個(gè)變量的最佳值進(jìn)行了確定，為精餾塔工藝操作提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支撐。

［1］劉寶亮，曹桂萍.Origin軟件在精餾實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用［J］.化工高等教育，2015（01）：90～91.

［2］張呂鴻，劉建賓，李鑫鋼，姜斌，李洪.一種改進(jìn)的差壓熱耦合精餾流程［J］.石油學(xué)報(bào)（石油加工），2013（02）：76～77.

［3］閆正兵，劉興高.內(nèi)部熱耦合空分塔混合建模［J］.化工學(xué)報(bào)，2011（08）：56～58.