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影響精餾塔操作中質(zhì)量指標(biāo)的因素
通過以上分析,可以看出,在精餾塔的操作過程中,影響其質(zhì)量指標(biāo)的主要干擾有以下幾種:
(l)進(jìn)料流量F的波動(dòng)
進(jìn)料量指進(jìn)入精餾塔物料的量,它的波動(dòng)通常很難避免。對(duì)于獨(dú)立的或位于整個(gè)生產(chǎn)過程的起點(diǎn)的精餾塔控制可采用定值控制,則可使進(jìn)料流量保持恒定。但是,在一個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過程中,精餾塔的處理量往往是上一工序的產(chǎn)出量。如果一定要使進(jìn)料量恒定,勢(shì)必要設(shè)置很大的中間貯槽進(jìn)行緩沖。二是采取在上一工序設(shè)置液位均勻控制系統(tǒng)來控制出料,使塔的進(jìn)料流量F波動(dòng)比較平穩(wěn),從而避免劇烈的變化。由此可見,除了要考慮使產(chǎn)品符合規(guī)格外,還應(yīng)同時(shí)考慮產(chǎn)品的產(chǎn)量和能量消耗。
(2)進(jìn)料成分ZF的變化
進(jìn)料成分取決于上一工序出料或原料情況,對(duì)精餾塔的控制系統(tǒng)來講,它是不可控的干擾。而針對(duì)進(jìn)料成分的較大變化,則必須重新設(shè)置控制變量。
(3)進(jìn)料溫度 TF及進(jìn)料熱量 QF的變化
進(jìn)料溫度通常是較為恒定的。假如不恒定,進(jìn)料溫度和進(jìn)料熱量的變化會(huì)影響到塔的焓平衡,因此必須保持進(jìn)料溫度的恒定。工業(yè)上往往先將進(jìn)料預(yù)熱,通過溫度控制系統(tǒng)來使進(jìn)料溫度恒定。這對(duì)于進(jìn)料狀態(tài)全部是汽態(tài)或全部是液態(tài)時(shí),可以保持進(jìn)料熱焓一定。當(dāng)進(jìn)料是汽液混相狀態(tài)時(shí),則只有當(dāng)汽液兩相的比例恒定時(shí),進(jìn)料熱焓才能恒定,必要時(shí)應(yīng)設(shè)置熱焓控制的環(huán)節(jié)來維持。其做法是讓塔壓浮動(dòng)于冷凝器的約束,而使冷凝器始終接近于滿負(fù)荷操作。
(4)再沸器加熱劑熱量的變化
當(dāng)加熱劑是蒸汽時(shí),加入熱量的變化往往是由蒸汽壓力的變化引起的。可以通過蒸汽總管設(shè)置壓力控制系統(tǒng)來加以克服,或者在串級(jí)控制系統(tǒng)的副回路中予以克服。
(5)冷卻劑入口溫度及閥前壓力的變化
冷卻劑量的變化會(huì)影響到回流量或回流溫度,它的變化主要是由于冷卻劑的壓力或溫度變化引起的。對(duì)于這類干擾,以閥前壓力波動(dòng)影響較大,控制中用壓力控制系統(tǒng)加以克服。
(6)環(huán)境溫度的變化
精餾塔操作的環(huán)境溫度的變化一般不大,但在采用風(fēng)冷器作冷凝器時(shí),則天氣驟變與晝夜溫差,對(duì)塔的操作影響較大,它會(huì)使回流量或回流溫度變化。為此,應(yīng)采用內(nèi)回流控制的方法予以克服。內(nèi)回流通常是指精餾塔的精餾段內(nèi)上一層塔盤向下一層塔盤流下的液體量,一般要控制內(nèi)回流為恒定量或按某一規(guī)律變化的操作。其中質(zhì)量是必要條件,在質(zhì)量指標(biāo)一定的條件下應(yīng)在控制過程中使產(chǎn)品的產(chǎn)量盡可能提高一些,同時(shí)能量消耗盡可能低一些。
由上述分析可以看出,進(jìn)料流量和進(jìn)料成分的波動(dòng)是精餾塔操作的主要干擾,這個(gè)干擾往往不可控。
按產(chǎn)品成分或物性指標(biāo)的直接控制方案
精餾塔的質(zhì)量控制1好能選擇表征塔頂和塔底產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo),即產(chǎn)品的成分作為被控變量,即直接控制方案。上述的溫度、溫差或雙溫差控制都是間接控制產(chǎn)品質(zhì)量的方法。利用產(chǎn)品分析器,例如色譜儀、紅外分析器、密度計(jì)、干點(diǎn)、閃點(diǎn)及初餾點(diǎn)分析器等,分析出塔頂(或塔底)的產(chǎn)品成分并將其作為被控變量,而將回流量或再沸器的加熱量等作為控制變量,就可以組成成分控制,實(shí)現(xiàn)按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制。對(duì)于獨(dú)立的或位于整個(gè)生產(chǎn)過程的起點(diǎn)的精餾塔控制可采用定值控制,則可使進(jìn)料流量保持恒定。
采用色譜儀可以測(cè)量多組分的濃度,并可以通過測(cè)量其他含量較少的雜質(zhì)組分之和來決定產(chǎn)品的純度。精餾工藝上通常采用工業(yè)色譜儀進(jìn)行在線的成分分析,并以關(guān)鍵組分的濃度比進(jìn)行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的,在精餾塔中很難進(jìn)行的分離在色譜儀中也是困難的。同時(shí)分析儀需要采樣系統(tǒng)且其測(cè)量滯后影響了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。這是在使用時(shí)應(yīng)予注意的。在精餾塔的操作中,當(dāng)干擾產(chǎn)生時(shí),多個(gè)塔板中靈敏板的變化量明顯。因此,可選擇測(cè)量靈敏板上的成分,并作為被控變量進(jìn)行控制。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的,在精餾塔中很難進(jìn)行的分離在色譜儀中也是困難的。
與溫度控制的情況類似,塔頂或塔底產(chǎn)品的成分是能體現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。但是當(dāng)分離的產(chǎn)品較純時(shí),在鄰近塔頂、塔底的各板間,成分差很小,而且每塊板上的成分在受到干擾后變化也很小,這就要求檢測(cè)成分的儀表靈敏度很高。理論上講,按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案,是直接、1有效的方案。它可為各種基于化工熱力學(xué)的多變量控制及精1確控制打下基礎(chǔ)。但是,就目前測(cè)量產(chǎn)品成分的儀表來說,準(zhǔn)確度一般較差、滯后時(shí)間也很長(zhǎng),因而控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量受到很大影響。但只要不斷改善成分分析儀表的性能,按產(chǎn)品成分的直接指標(biāo)控制方案將得到廣泛應(yīng)用。由于精餾塔的控制方案繁多,只按這些基本觀點(diǎn)選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。
酒精精餾過程的生產(chǎn)方法及特點(diǎn)是什么?
酒精精餾與化工精餾過程不同點(diǎn)就在于它不僅是一個(gè)將酒精濃縮的過程,而且還擔(dān)負(fù)著把粗酒精中50多種揮發(fā)性雜質(zhì)除去的任務(wù),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(xué)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(xì)胞,在無氧條件下,進(jìn)行無氧呼吸,將吸收的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)(淀粉質(zhì),糖質(zhì))通過細(xì)胞內(nèi)酶的作用,進(jìn)行一系列的生物化學(xué)反應(yīng),把復(fù)雜的有機(jī)物分解為比較簡(jiǎn)單的生化中間產(chǎn)物,同時(shí)放出一定能量的過程,簡(jiǎn)單地說,就是在無氧條件下,微生物將復(fù)雜的有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)楹?jiǎn)單的產(chǎn)物的過程.