2021版精餾塔的安全運(yùn)行分析

2021版精儲(chǔ)塔的安全運(yùn)行分析Securitytechnologyisanindustrythatusessecuritytechnologytoprovidesecurityservices

tosociety.Systematicdesign,serviceandmanagement.（安全管理）單位：日期：編號(hào)：AQ-SN-0386

化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全經(jīng)過(guò)膨脹，在低壓下汽化，汽化時(shí)需要吸收熱量將塔頂冷凝器的熱量移去。通過(guò)壓縮機(jī)和膨脹閥的作用致使工質(zhì)冷凝和汽化，將塔頂?shù)牡蜏匚粺崴偷剿赘邷匚惶幚?，整個(gè)系統(tǒng)因而得名熱泵。熱泵系統(tǒng)中壓縮機(jī)消耗的能量，是惟一由外界提供的能量，它比再沸器直接加熱所消耗的能量少得多，一般只相當(dāng)于后者的20%?40%。如果被別離的物料本身可以作為熱泵的工作介質(zhì)，可進(jìn)一步提高熱泵精儲(chǔ)的效益，如圖10—12和圖10—13所示的兩種流程。圖10—12為再沸液閃蒸的熱泵系統(tǒng)，此系統(tǒng)中省去了再沸器，從塔底出來(lái)的液體經(jīng)節(jié)流減壓在塔頂冷凝器中汽化，再經(jīng)壓縮升溫作為塔底上升蒸汽使用。圖10—13為蒸汽再壓縮的熱泵系統(tǒng)，此系統(tǒng)省去了塔頂冷凝器，塔頂蒸汽經(jīng)壓縮后在再沸器中冷凝，冷凝液經(jīng)節(jié)流降溫再回流到塔內(nèi)。由于壓縮機(jī)、電能等的限制以及具體工藝條件的不同，致使不同物系采用熱泵精儲(chǔ)的效益差異甚大，所以并非任何精微過(guò)程都能采用熱泵進(jìn)行節(jié)能。通常對(duì)于以下幾種系統(tǒng)較為合適：①塔頂與塔釜間溫差小的系統(tǒng)；②塔內(nèi)壓降較小的系統(tǒng)；③被別離物系的組分化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全間因沸點(diǎn)相近而難以別離，必須采用較大回流比，從而消耗熱能較大的系統(tǒng)；④低溫精儲(chǔ)過(guò)程需要制冷設(shè)備的系統(tǒng)。熱泵精儲(chǔ)是靠消耗一定量機(jī)械能到達(dá)低溫?zé)崮茉倮玫?，因此消耗單位機(jī)械能回收的熱能是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。XXX圖文設(shè)計(jì)本文檔文字均可以自由修改化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全2021版精像塔的安全運(yùn)行分析說(shuō)明：安全技術(shù)防范就是利用安全防范技術(shù)為社會(huì)公眾提供一種安全服務(wù)的產(chǎn)業(yè)。既然是一種產(chǎn)業(yè)，就要有產(chǎn)品的研制與開發(fā)，就要有系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程的施工、服務(wù)和管理。可以下載修改后或直接打印使用。精儲(chǔ)是氣液兩相間的熱量傳遞過(guò)程，與相平衡密切相關(guān)，而對(duì)于雙組分兩相體系，操作溫度、操作壓力可以獨(dú)立變化，所以當(dāng)要求獲得指定組成的蒸儲(chǔ)產(chǎn)品時(shí)，操作溫度與操作壓力也就確定了。因此，工業(yè)精鐲常通過(guò)控制溫度和壓力來(lái)控制蒸館過(guò)程。一、靈敏板確實(shí)定在總壓一定的條件下，精儲(chǔ)塔內(nèi)務(wù)塊板上的物料組成與溫度一一對(duì)應(yīng)。當(dāng)板上的物料組成發(fā)生變化時(shí)，其溫度也就隨之起變化。當(dāng)精微過(guò)程受到外界干擾（或承受調(diào)節(jié)作用）時(shí)，塔內(nèi)不同塔板處的物料組成將發(fā)生變化，其相應(yīng)的溫度亦將改變。其中，塔內(nèi)某些塔板處的溫度對(duì)外界干擾的反響特別明顯，即當(dāng)操作條件發(fā)生變化時(shí),這些塔板上的溫度將發(fā)生顯著變化，這種塔板稱之為靈敏板，一般取溫度變化最大的那塊板為靈敏板?；ぐ踩夹g(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全精儲(chǔ)生產(chǎn)中由于物料不平衡或是塔的別離能力不夠等原因造成的產(chǎn)品不合格現(xiàn)象，都可及早通過(guò)靈敏板溫度變化情況得到預(yù)測(cè)，從而可及早發(fā)出信號(hào)使調(diào)節(jié)系統(tǒng)能及時(shí)加以調(diào)節(jié)，以保證精儲(chǔ)產(chǎn)品的合格。二、精儲(chǔ)塔的溫度控制精儲(chǔ)塔通過(guò)靈敏板進(jìn)行溫度控制的方法大致有以下幾種。(1)精微段溫控靈敏板取在精儲(chǔ)段的某層塔板處，稱為精儲(chǔ)段溫控。適用于對(duì)塔頂產(chǎn)品質(zhì)量要求高或是氣相進(jìn)料的場(chǎng)合。調(diào)節(jié)手段是根據(jù)靈敏板溫度，適當(dāng)調(diào)節(jié)回流比。例如，靈敏板溫度升高時(shí)，那么反映塔頂產(chǎn)品組成tn下降，故此時(shí)發(fā)出信號(hào)適當(dāng)增大回流比，使xD上升至合格值時(shí)，靈敏板溫度降至規(guī)定值。(2)提儲(chǔ)段溫控靈敏板取在提福段的某層塔板處，稱為提儲(chǔ)段溫控。適用于對(duì)塔底產(chǎn)品要求高的場(chǎng)合或是液相進(jìn)料時(shí)，其采用的調(diào)節(jié)手段是根據(jù)靈敏板溫度，適當(dāng)調(diào)節(jié)再沸器加熱量。例如，當(dāng)靈敏板溫度下降時(shí)，那么反映釜底液相組成xw變大，釜底產(chǎn)品不合格，故發(fā)出信號(hào)適當(dāng)增大再沸器的加熱量，使釜溫上升，以便保持Xw的規(guī)化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全定值。(3)溫差控制當(dāng)原料液中各組成的沸點(diǎn)相近，而對(duì)產(chǎn)品的純度要求又較高時(shí)，不宜采用一般的溫控方法，而應(yīng)采用溫差控制方法。溫差控制是根據(jù)兩板的溫度變化總是比單一板上的溫度變化范圍要相對(duì)大得多的原理來(lái)設(shè)計(jì)的，采用此法易于保證產(chǎn)品純度，又利于儀表的選擇和使用。三、精饋塔的壓力控制壓力也是影響精播操作的重要因素。精儲(chǔ)塔的操作壓力是由設(shè)計(jì)者根據(jù)工藝要求，經(jīng)濟(jì)效益等綜合論證后確定的，生產(chǎn)運(yùn)行中不能隨意變動(dòng)。塔內(nèi)壓力波動(dòng)對(duì)精情操作主要影響如下。(1)操作壓力波動(dòng)，將使每塊塔板上氣液平衡關(guān)系發(fā)生變化。壓力升高，氣相中難揮發(fā)組分減少，易揮發(fā)組分濃度增加，液相中易揮發(fā)組分濃度也增加；同時(shí)，壓力升高后汽化困難，液相量增加，氣相量減少，塔內(nèi)氣、液相負(fù)荷發(fā)生了變化。其總的結(jié)果是，塔頂播出液中易揮發(fā)組分濃度增加，但產(chǎn)量減少；釜液中易揮發(fā)組分濃度增加，釜液量也增加。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成塔內(nèi)的物料平衡被破壞，影化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全響精微的正常進(jìn)行。(2)操作壓力增加，組分間的相對(duì)揮發(fā)度降低，塔板提濃能力下降，別離效率下降。但壓力增加，組分的密度增加，塔的處理能力增加。(3)塔壓的波動(dòng)還將引起溫度和組成間對(duì)應(yīng)關(guān)系的變化?？梢?，塔的操作壓力變化將改變整個(gè)塔的操作狀況。因此，生產(chǎn)運(yùn)行中應(yīng)盡量維持操作壓力基本恒定。四、精儲(chǔ)過(guò)程的熱平衡控制石油和化學(xué)工業(yè)中能耗最大者為別離操作，其中又以精微的能耗居首位，精儲(chǔ)又是化工生產(chǎn)中廣泛使用的單元操作。精儲(chǔ)裝置的能耗主要由塔底再沸器中的加熱劑和塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)的消耗量所決定，兩者用量可以通過(guò)對(duì)精鐳塔進(jìn)行熱量衡算得出。按圖10-8的虛線范圍內(nèi)以單位時(shí)間為基準(zhǔn)，作全塔熱量衡算。(1)加熱蒸汽帶人的熱量Qh,kj/h化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全Qh=Wh(J—i)式中Wh——加熱蒸汽消耗量，kg/L；J——加熱蒸汽的焙，kj/h；i——冷凝水的焰，kJ/ho(2)原料帶入的烙QF,kJ/h引項(xiàng)焰值與進(jìn)料熱狀況有關(guān)。如，原料為液體(qNl)時(shí)，QF=FcFtF式中F一原料液的質(zhì)量流量，kg/h；cF——原料液的比熱容，kJ/(kg*℃)；tF——原料液的溫度，℃?；ぐ踩夹g(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全⑶回流液帶人的焰QR,kj/hQR=DRCRtR式中D——播出液的質(zhì)量流量，kg/h；R回流比；CR——回流液的比熱容，kJ/(kg*℃)；tR——回流液的溫度，℃。(4)塔頂蒸汽帶出的焙Qv,kj/hQv=D(R+l)IV式中Iv塔頂上升蒸汽的始，kJ/kgo*⑸再沸器內(nèi)殘液帶出的焰Qw,kj/hQw=Wcwtw化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全式中W——?dú)堃旱馁|(zhì)量流量，kg/h；Cw——?dú)堃旱谋葻崛荩琸J/(kg*℃)；tw——?dú)堃旱臏囟龋?。C。(6)損失于周圍的熱量Qr，kJ/h由式(10—13)可見，假設(shè)原料液經(jīng)過(guò)預(yù)熱后使其帶人的熱量增加,那么再沸器內(nèi)加熱劑的消耗量將減少。至于塔頂冷凝器中冷卻介質(zhì)的用量可通過(guò)對(duì)冷凝器的熱量衡算出。精儲(chǔ)過(guò)程中，除再沸器和冷凝器應(yīng)嚴(yán)格符合熱量平衡外，還必須注意整as個(gè)精儲(chǔ)系統(tǒng)的熱量平衡，即由精儲(chǔ)塔與這些換熱器等組成的精儲(chǔ)系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)結(jié)合的整體。因此，塔內(nèi)某個(gè)參數(shù)的變化必然會(huì)反映到再沸器和冷凝器中。(1)中間冷凝器和中間再沸器普通精微塔只在塔頂和塔底對(duì)塔內(nèi)物料進(jìn)行冷凝和蒸發(fā)，在一座精儲(chǔ)塔內(nèi)溫度自塔頂向塔底是逐漸升高的。對(duì)于頂溫低于環(huán)境溫度、底溫高于環(huán)境溫度，而且頂、底溫差較大的精偏塔，如能在精館段設(shè)置中間冷凝器就可用此塔頂冷凝器溫度稍高而價(jià)格較高的低溫制冷劑來(lái)提供冷量，從而節(jié)省有效化工安全技術(shù)IChemicalSafetyTechnology化工安全能，如圖10—9所示。同理，如果在提儲(chǔ)段設(shè)置中間再沸器，就可用溫度比塔底再沸器稍低而價(jià)格較廉的熱劑為熱源，到達(dá)節(jié)能的目的。在深冷別離塔中，那么可以回收溫位較低的冷量。(2)多效精儲(chǔ)多效精儲(chǔ)是仿照多效蒸發(fā)的原理，如圖10—10所示。把一個(gè)精微塔分成壓力不同的多個(gè)塔，每個(gè)塔稱為一效，前一效的壓力高于后一效，并且維持相鄰兩效之間的壓力差，足以使前一效塔頂蒸汽冷凝溫度略高于后一效塔釜液體的沸騰溫度。各效分別進(jìn)料。第一效精儲(chǔ)塔用外來(lái)熱劑或水蒸氣加熱，而第一效的塔頂蒸汽進(jìn)入第二效的塔釜作為熱劑并同時(shí)冷凝成塔頂產(chǎn)品DE同理