精馏塔压力超出设计狠多如何操作

精馏塔压力超出设计狠多如何操作

精馏塔操作及自动控制系统的改进 作品简介：在甲烷氯化物生产过程中,精馏系统经常受外界蒸汽压力波动的影响,特别是在高负荷运行情况下,直接会造成产品纯度下降,导致负荷及产品返回等操作.通过对蒸汽进料量进行自动控制系统及操作方法改进,经过改造使精馏塔操作更简单合理,减轻了劳动强度,确保了系统高负荷操作下的产品质量. 作品全文： 精馏塔操作及自动控制系统的改进 在甲烷氯化物生产过程中,各种产品需要通过精馏操作进行分离,但因公用系统原因,经常受外界蒸汽压力波动的影响,特别是在高负荷运行情况下,直接会造成产品纯度下降,导致负荷及产品返回等操作.为了确保装置稳定高负荷运行,避免产品质量下降,节约能耗及物料损耗.我们对精馏塔运行的各种参数在蒸汽波动时进行了分析与对比,开始寻找最佳的操作方法,并结合实际提出了控制系统改进方案,使精馏塔的操作不断得以完善,操作更为简便、稳定. 一、精馏塔的基本控制方案 精馏塔控制最直接的质量指标是产品的组分,但产品组分分析周期长,滞后严重,因而温度参数成了最常用的控制指标.即通过灵敏板进行控制. 为了控制灵敏板温度在指标范围内,可以通过加热蒸汽量、冷却剂量、回流量、釜液位高度、进料量等条件的变化来进行温度调节.但对设备结构已定,生产负荷和产品比例基本不变的操作过程中,精馏塔的进料量F、组分XF、蒸汽量、冷却剂量、釜液出料量W处于相对稳定状态,往往是通过回流比的调节来控制灵敏板的温度（具体见图1）,当灵敏板温度T上升时,通过加大回流量L,来降低灵敏板温度；当灵敏板温度T下降时,通过减少回流量L,来提高灵敏板温度. 图1精馏塔控制图 二、蒸汽压力波动对精馏操作的影响 精馏塔在低负荷或外界影响小的情况下,用回流比调节灵敏板温度基本能控制好产品的质量.但是在高负荷运行情况下,公用系统的蒸汽压力经常波动,而且变化幅度也较大,使塔釜再沸器热量传递很不均匀,造成精馏塔气-液不平衡,使灵敏板温度变化幅度加大,影响产品质量, 1、当外界蒸汽压力突然升高,塔釜难挥发组分蒸发量增加,灵敏板温度上升,必须采取加大回流量来控制灵敏板温度,保证塔顶产品质量；但在实际操作中蒸发量过大,则会造成液沫夹带,结果造成气液两相之间传质效果降低,严重影响产品的质量；严重时还会产生液泛现象；另外蒸汽压力变化是没有规律的,通过回流量控制灵敏板温度有滞后现象,至使产品中难挥发物含量增加,或使易挥发物带入后系统,影响后序产品质量. 2、当外界蒸汽压力突然下降,塔釜难挥发组分蒸发量减少,灵敏板温度下降,若不及时减少回流量,那么灵敏板温度会大幅度下降,易挥发组分很容易带入塔釜,造成后序产品质量下降；另一方面,为了保证灵敏板温度,回流量下降过快,使回流比降低,影响分离效果；同样,蒸发量太小,上升蒸气速度降低,塔内将产生漏液现象,严重影响分离效果. 三、调节蒸汽流量,控制灵敏板温度 鉴于蒸汽压力波动所出现的操作问题,我们决定将蒸汽流量定值变成可调节值,根据蒸汽压力变化情况,手动将蒸汽进料量进行调节,确保塔釜蒸发量相对稳定,来保证灵敏板温度,通过精心操作,及时调整蒸汽进料量及回流量,确保精馏塔进出料平衡,控制好灵敏板温度,从而保证产品质量,避免了液泛现象； 通过调节、控制,虽然有一定效果但仍存在许多问题. 1、在操作过程中表现出比较被动,操作频繁,增加了劳动强度. 2、需要特殊操作技能高,但每个操作人员水平不同,调节幅度不一,难以避免出现灵敏板温度瞬间大幅度波动,使整个塔的温度、进出料量分布曲线变化频率及幅度较大,容易造成产品纯度质量问题. 3、蒸汽流量与回流量同时进行调节灵敏板温度,很难分清主次,操作不档,很容易破坏精馏正常进行和汽-液平衡,导致整个操作恶化. 4、给蒸汽进料量、回流量等工艺指标的制定、执行带来较大困难. 四、蒸汽流量的自动控制,确保汽-液平衡 在精馏塔的连续操作过程中应做到物料平衡、气-液平衡和热量平衡,这3个平衡互相影响,互相制约.蒸汽压力突然变化时,将直接影响塔釜难挥发组分的蒸发量,使当时塔内热量存在不平衡,导致气-液不平衡,为此如何将塔釜热量根据蒸汽进料量自动调节达到相对稳定,从而保证塔内热量平衡是问题的关键.在生产过程中,各精馏塔设备已确定,塔釜蒸发量与气体流速成正比关系,而流速与塔压差也成正比关系,所以控制好塔顶、塔釜压力就能保证一定的蒸发量,而在操作中,塔顶压力可通过塔顶压力调节系统进行稳定调节或大部分为常压塔,为此,稳定塔釜压力就特别重要.于是在蒸汽进料量不变情况下,我们对蒸汽压力变化情况与塔釜压力的变化进行对比,发现两者成正比关系,而且滞后时间极小,（见图2）.于是将蒸汽进料量与塔釜压力进行串级操作,将塔釜压力信号传递给蒸汽流量调节阀,蒸汽流量调节阀根据塔釜压力进行自动调节,通过蒸汽进料量自动增大或减少,确保塔釜压力稳定,从而保证了精馏操作不受外界蒸汽波动的影响. 图2蒸汽总管压力与氯仿塔釜压力比较 以氯仿塔为例,系统改进前后某一段时期工艺指标执行情况见表1. 表1改进前、后工艺指标与质量比较 蒸汽压 kpa 塔釜压 kpa 回流量 m3/h 采出量 m3/h 灵敏板 温度℃ 产品优级品率% 改 进 前波 动 偏 差 120 12.4 4.8 3.5 13.7 85 改 进 后波 动 偏 差136 1.1 1.5 1.1 4.2 99 五、结论 1、改进后的控制系统投运后,精馏塔的各点温度曲线基本在一直线上,灵敏板温度变化范围也大大缩小,进出料量也很稳定,完全不受外界蒸汽压力波动影响,从操作曲线及分析结果看,整个精馏塔在自动调节过程中,完全达到了物料、气-液、热量三个平衡,而且操作方便、简单,大大减轻了操作人员负担,确保产品质量稳定. 2、操作稳定后,避免了受蒸汽压力波动使产品返回操作或不合格品的处理,减少了动力、蒸汽能耗及物料损耗.同时也避免了因产品质量不好而降负荷操作. 3、改进了自动控制系统后,操作人员思维也要进行更新,如塔釜是否液泛,不能通过塔釜压力升高来判断.回流量的控制更为重要,必须防止回流量过大或过小,破坏塔内物料平衡,影响正常操作.必须要避免塔压差过大或过小,使蒸汽调节阀自动关小或开大来减少或增大蒸汽量,造成塔内气-液不平衡,降低传递效果,影响产品质量. 4、精馏塔的操作仍较为复杂,操作中的一个参数变化,可能会波及整个塔的正常工作,操作人员必须仔细地检查和分析产生变化的原因,然后有针对性地进行调节.随着自动化程度提高,精馏塔操作也应该多采用仪表自动化控制,使产品的质量和精馏塔操作的稳定性大大地提高
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