能耗要求和经济性指标
精馏过程中消耗的能量,主要是再沸器的加热量和冷凝器的冷却量消耗;此外,塔和附属设备及管线也要散失部分能量。
在一定的纯度要求下,增加塔内的上升蒸汽是有利于提高产品回收率的;同时也意味着再沸器的能量消耗要增大。精馏塔的控制方案在了解了精馏塔的操作要求和影响因素之后,余下的问题就是如何确定精馏塔的控制方案。且任何事物总是有一定限度的。在单位进料量的能耗增加到一定数值后,再继续增加塔内的上升蒸汽,则产品回收率就增长不多了。应当指出精馏塔的操作情况,必须从整个经济效益来衡量。在精馏操作中,质量指标、产品回收率和能量消耗均是要控制的目标。其中质量是必要条件,在质量指标一定的条件下应在控制过程中使产品的产量尽可能提高一些,同时能量消耗尽可能低一些。
按产品成分或物性指标的直接控制方案
精馏塔的质量控制1好能选择表征塔顶和塔底产品的质量指标,即产品的成分作为被控变量,即直接控制方案。它由水(75%%-90%%,w/w)、干物质(4%%-10%%,w/w)、酒精及其它挥发性物质(6%%-15%%,w/w)构成。上述的温度、温差或双温差控制都是间接控制产品质量的方法。利用产品分析器,例如色谱仪、红外分析器、密度计、干点、闪点及初馏点分析器等,分析出塔顶(或塔底)的产品成分并将其作为被控变量,而将回流量或再沸器的加热量等作为控制变量,就可以组成成分控制,实现按产品成分的直接指标控制。
采用色谱仪可以测量多组分的浓度,并可以通过测量其他含量较少的杂质组分之和来决定产品的纯度。这种逆流向方案,可使整个生产过程稳定并可减少回流罐等中间容器的容积。精馏工艺上通常采用工业色谱仪进行在线的成分分析,并以关键组分的浓度比进行控制。由于色谱仪也是根据吸收和解吸原理工作的,在精馏塔中很难进行的分离在色谱仪中也是困难的。同时分析仪需要采样系统且其测量滞后影响了控制系统的动态响应。这是在使用时应予注意的。在精馏塔的操作中,当干扰产生时,多个塔板中灵敏板的变化量明显。因此,可选择测量灵敏板上的成分,并作为被控变量进行控制。
与温度控制的情况类似,塔顶或塔底产品的成分是能体现产品的质量指标。考虑到因冷凝器冷却量和环境等扰动因素而使能量平衡可能破坏,从而使塔压变化,因此在塔顶设置压力调节系统。但是当分离的产品较纯时,在邻近塔顶、塔底的各板间,成分差很小,而且每块板上的成分在受到干扰后变化也很小,这就要求检测成分的仪表灵敏度很高。理论上讲,按产品成分的直接指标控制方案,是直接、1有效的方案。它可为各种基于化工热力学的多变量控制及精1确控制打下基础。但是,就目前测量产品成分的仪表来说,准确度一般较差、滞后时间也很长,因而控制系统的控制质量受到很大影响。但只要不断改善成分分析仪表的性能,按产品成分的直接指标控制方案将得到广泛应用。
多晶硅生产对环境及设备的清洁要求十分严格,尤其是对精馏塔、还原炉等设备的要求就更加严格,除了安装和制造时要注意材料的清洁,防止沾污之外,安装就位后的精馏塔、还原炉设备及管道还要经过复杂、仔细清洗,合格后方可投入使用。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的,首先必须分析它的静态规律,即研究其静态特性。酒精精馏塔工艺操作中的物料平衡关系、回流比、进料工况、塔压、塔温、组分配比及内部水力学现象均直接关系着精馏操作的稳定性。以上信息由专业从事精馏塔公司的无锡宝德金装备于2025/5/1 11:33:11发布
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