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什么情况下采用加压精馏?

时间:2023-12-24 来源: 浏览:

什么情况下采用加压精馏?

不老男神 化工工程师
化工工程师

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加压精馏 通常指 工作压力高于大气压力 下操作的精馏过程 。加压精馏常用于被分离混合物的 沸点较低 的情况,如在常温、常压下混何物为气态的物料,采用加压精馏的同时,希望各组分的相对挥发度的减小不能太多,不至于过分地增加能里消耗和对设备材质的特殊要求。
加压精馏的原理 是利用 不同组分沸点的差异 来实现分离。在加压条件下, 液体的沸点会升高,在减压条件下,液体的沸点会降低 。通过控制加压和减压的操作,可以实现混合物中不同组分的分离。
加压精馏塔,就是在一定压力工作条件下的精馏塔。不过加压精馏塔的塔顶和塔底操作温度不同罢了, 加压精馏塔的塔顶和塔底操作温度分别是该压力条件下的轻组分和重组分的沸点或露点温度
如从烃类裂解气中分离出甲烷、氨的精馏,当在34公斤压力下精馏时,顶温需要-102℃,而在 10公斤压力下精馏时,塔顶温度就要低于-120℃左右了。众所周知,提高压力或者降低温度都需要消耗能量。但是就精馏过程来说,获得高压比获得低温在设备和能量消耗方面更为经济一些。又如氯化烯沸点为-13.9℃,假如在常压、低温下精馏,将要消耗大量的冷冻料来冷凝冷却物料,操作也不方便。若在5公斤压力下精馏,沸点可提高到40℃左右,这样就无须冷冻设备,可使用一般水为冷却介质,操作比较方便。

如甲醇精馏设备通常由以下组成: 给料泵、加压精馏 塔、加压塔再沸器、冷凝再沸器、加压塔冷却器、加压塔回流槽、回流泵

物料流程为粗甲醇经给料泵进加压精馏塔,液相 向塔釜流动,经再沸器加热部分物料蒸发为气相通过塔体上 行、部分物料从塔釜采出去常压精馏塔,塔顶部分气相经冷凝 再沸器和加压塔冷却器冷凝后,进入到冷凝回流槽,回流槽采 出部分精甲醇产品,另外部分通过回流泵作为回流液返回到 精馏塔回流口。

加压精馏塔通常与常压精馏塔进行组合,如 在甲醇精馏流程的选择上,往往以规模的大小来确定装置。 通常年产4万吨以下(包括4万t)的甲醇装置选择二塔流程,年产4万吨以上的采用三塔流程 。所谓 二塔流程 是指只有 预塔主精馏塔 的装置, 三塔 是指有 预塔加压塔常压塔 。三塔流程实际上是将二塔流程中的主精馏塔分成了加压塔和常压塔。无论是二塔还是三塔流程,其预塔的作用都是除去溶解在粗甲醇中的气体及低沸点杂质等,其它塔的作用是脱除甲醇中的水和重组分。三塔流程比二塔流程复杂,投资大,操作难度大,但突出的优点是能耗小,操作费用低。囚为从加压塔出来的0.55 MPa和121‘C的甲醇蒸汽,不象二塔流程中主精馏塔出来的蒸汽直接冷凝,而是作为常压塔的精馏热源来充分利用。

三塔流程是由预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔组成的精馏系统 。其中预精馏塔与双塔流程中的预精馏塔作用相同。 预精馏塔 底部出来的甲醇液由甲醇给料泵加压后送入 加压精馏塔 ,塔顶蒸出的甲醇蒸汽进入冷凝再沸器,甲醇蒸汽冷凝热作为 常压精馏塔 的热源,出冷凝再沸器的甲醇液再进入 加压塔回流槽 ,一部分由加压塔回流泵加压后送人 加压精馏塔 作为回流液,其余部分经精甲醇冷却器冷却到40℃作为合格产品。 加压精馏塔 所需热量通过精馏塔再沸器提供。 由加压精馏塔底部排出的甲醇液送至常压精馏塔下部,常压精馏塔顶部出来的甲醇蒸汽经精甲醇冷凝器后进入 常压塔回流槽 ,再经 常压塔回流泵 加压一部分送人 常压精馏塔顶回流 ,其余部分送至 精甲醇槽 。常压精馏塔底排出的含有微量甲醇的其它高沸点杂质的水,经废液冷却器冷却后送往生化处理装置。 如果在常压塔后增 设汽提塔甲醇回收塔 进一步改善废水水质或减小废水排量,增加甲醇收率,则称为 三加一塔流程 。采用 三塔流程或三加一塔流程比同样生产规模的双塔流程能耗(吨甲醇蒸汽循环量)降低约三分之一

前面讲了加压精馏的许多优点,但是操作压力也不能过高。一方面是提高压力后, 设备的壁厚增加、钢材的消耗量增加,设备制造的困难程度也增加,为提高物料的压力,能量的消耗可能也会增加另外增大压力后,混合物组分间的相对挥发度减小,增加了分离的困难。 特别对于容易聚合和不耐高温的物料,提高压力就相应提高的精馏授作的温度,容易造成物料聚合或分解,堵塞加热釜,影响操作周期。 因此最合适的塔压是经过计算,时间摸索,各种方法比较,最终确定的。

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