超重力精餾工藝分析

　　化工生產(chǎn)中，超重力精餾設(shè)備 超重力精餾——塔設(shè)備是應(yīng)用較廣泛的非定型設(shè)備。由于用途不同，操作原理不同，所以塔的結(jié)構(gòu)形式、操作條件差異很大。這里主要以精餾塔為例介紹塔的類型、性能、選型原則等。
 

　　(1)多組分溶液精餾方案的選擇 多組分溶液精餾方案按精餾塔中組分分離的順序不同可以分為：按揮發(fā)度遞減的順序采用餾分的流程；按揮發(fā)度遞增的順序采用餾分的流程；按不同揮發(fā)度交錯采用餾分的流程。最佳分離方案的選擇對于工藝流程的設(shè)計和精餾塔的設(shè)計都是非常關(guān)鍵的。一個好的分離方案應(yīng)當(dāng)具備合理利用能量、降低能耗，設(shè)備的投資少，生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及操作安全等特點。
 

　　(2)冷凝器的流程與形式? 常用冷凝器布置形式，主要有以下三種。
 

　　1)整體式。將冷凝器和塔連成一體，優(yōu)點是占地面積少，節(jié)省冷凝器封頭。缺點是塔頂結(jié)構(gòu)復(fù)雜、檢修不便，多用于冷凝器較小或凝液難以用泵輸送以及用泵輸送有危險的場合。
 

　　2)自流式。將冷凝器裝在塔頂附近的臺架上，其特點與整體式相近，凝液自流入塔，靠改變臺架高低來獲得回流和采用所需的位差。
 

　　3)強制循環(huán)式。將冷凝器裝在離塔頂較遠(yuǎn)的低處，用泵向塔內(nèi)提供回流，在冷凝器和泵之間設(shè)置回流罐。大規(guī)模生產(chǎn)中多采用這種形式。
 

　　分凝與全凝，采用分凝或全凝依據(jù)下列因素確定：
 

　　1)塔頂出料的狀態(tài)如果塔頂產(chǎn)品在后續(xù)加工中以氣態(tài)使用，同時，也能滿足其他工藝要求，此時應(yīng)采用分凝形式以氣相出料。反之，若要求得到液態(tài)產(chǎn)品時，應(yīng)采用全凝形式以液態(tài)出料。
 

　　2)內(nèi)回流控制在采用分凝條件下，一般回流液的溫度是泡點，也是蒸氣出料的露點，此時需要較多的回流液循環(huán)以增加回流。如果采用全凝，回流液是作為過冷液體送回塔內(nèi)的，這時回流量的多少可由回流液溫度來控制。
 

　　3)分凝與全凝的比較冷凝方式?jīng)Q定于采用的操作壓力，所以要從投資費用和操作費用的經(jīng)濟(jì)角度考慮，對分凝和全凝進(jìn)行比較。
 

　　(3)再沸器的流程與形式? 在精餾過程中，再沸器的安全運行十分重要，影響安全運行的條件也比較復(fù)雜。硝基苯精餾過程中，由于過早破壞真空，在較高的溫度條件下空氣進(jìn)入系統(tǒng)硝基酚鈉引起爆炸，由于同時采用降低液位，加大熱量通人導(dǎo)致再沸器發(fā)生爆炸。
 

　　立式再沸器(立式熱虹吸循環(huán)型)。傳熱效果好；釜液通過管內(nèi)容易清洗，釜液在加熱區(qū)停留時間短；加熱劑通過管間，如采用不污染的加熱劑，則可以用固定管板式換熱器以降低換熱器造價；再沸器與塔釜的配管短，配管中壓力損失小，裝置布置緊湊；占地面積小，基礎(chǔ)簡單；塔釜到再沸器之間的管道可安裝流量計，易于調(diào)節(jié)。因一個塔在操作中不可能同時用幾個再沸器，使釜液循環(huán)平均分配難，所以傳熱面積受到限制；為了使釜液具有能循環(huán)的壓頭，需使塔的裙座增高很多；再沸器蒸發(fā)效率高時體積膨脹率大，壓力損失增加，所以限制蒸發(fā)率在30%以下；為了保證熱虹吸所需的壓力平衡，塔底要裝設(shè)堰板，以保持塔底部有一定的液面。需防止液面調(diào)節(jié)閥工作失靈；當(dāng)循環(huán)量大時，再沸器可相當(dāng)于一塊理論板。
 

　　臥式再沸器(臥式熱虹吸循環(huán)型)。傳熱面積比立式再沸器大；有效壓頭增大，循環(huán)量增大。另外，塔釜與再沸器之間管道可安裝流量計，調(diào)節(jié)流量容易。缺點：占地面積大，基礎(chǔ)和附加費用高：釜液通過管間清洗困難，所以在釜液有污染和黏結(jié)性質(zhì)時采用U型管插入臥式再沸器，以便能把管束從再沸器中抽出清洗；蒸發(fā)率限于30%以下；當(dāng)循環(huán)量大時，再沸器可相當(dāng)于一塊理論板。
 

　　強制循環(huán)型再沸器。適用于不能自然循環(huán)的高黏度液體或液壓頭不足的情況實行強制循環(huán)；能起到?jīng)_刷、抑刷改善由結(jié)垢、聚合、結(jié)焦的釜液而惡化再沸器傳熱系數(shù)的作用，大規(guī)模裝置的一個塔如同時使用幾個再沸器時，通過泵控制流量可使釜液能在各再沸器內(nèi)均勻分配；還可以在低蒸發(fā)率的操作條件下運行。因為要增加泵，所以固定費用和檢修費用都較高，只有在自然循環(huán)不能操作的情況下才能強制循環(huán)。
 

　　內(nèi)插式再沸器。不需要再沸器的筒體和循環(huán)系統(tǒng)的配管；釜液無泄漏問題；小塔徑可用蛇管束。只限再沸器熱負(fù)荷較小的情況采用；塔內(nèi)部需裝管束架，為了方便安裝、拆卸管束必須設(shè)有大口徑人孔或手孔；更換再沸器管束時必須停工，而塔外再沸器可在操作中更換不必停車。