精馏塔精馏效果的因素及其处理措施分析

精馏塔精馏效果的因素及其处理措施分析

刘立纱

371427198812273729，山东华鲁恒升化工股份有限公司，253000

摘要：文章首先对精馏塔精馏工艺的基本原理与步骤进行概括，然后从进料温度以及回流比两个方面入手，对精馏塔精馏效果的主要影响因素进行阐述，最后对提高精馏效果的关键处理措施进行分析，尝试对进料量以及温度参数、回流比、操作压力、塔釜温度进行控制，以调节精馏状态，强化精馏塔工艺价值，保障整套工艺流程中精馏塔的精馏效果得到充分发挥，以提高精馏塔应用价值。

关键词：精馏塔；精馏效果；因素；处理措施

    当前石油化工行业发展速度持续加快，社会大众对石化产品质量的要求也显著升高。对于石化企业而言，需要积极尝试改进生产技术以及工艺方案，以最大限度满足市场需求。而石化加工生产领域中，精馏塔精馏效果会直接对产品质量产生影响，更会在企业生产效率指标上反映出来。因此，为确保产品质量，促进生产效率提升，就需要充分识别精馏塔精馏工艺中会对其加工效果产生影响的因素，并积极进行处理改进，以保障精馏效果达到理想状态。

1 精馏塔精馏工艺概述

    典型的精馏塔精馏工艺方案如下图（见图1）所示。结合图1，其基本工作原理是借助于溶液中成分的分蒸气压差异性原理，即便在温度、压力条件保持一致的情况下，溶液中不同成分所表现出的沸点以及挥发度均会呈现出差异性特点。以甲醇为例，其沸点低于水的非典，但受挥发度较高的因素影响，导致这部分成分容易以汽化反应为途径自液体中分离出来。在此基础之上，对汽化蒸汽进行冷凝处理，以达到合成效果。反复多次进行汽化反应以及冷凝反应，即可达到对水与甲醇进行分离的目的。在这一反应过程当中，可以自汽相内获取挥发性高且纯度高的组分，以上即为精馏的过程。

图1：精馏塔精馏工艺方案示意图

2 精馏效果影响因素

    第一，进料温度。在精馏塔反应期间，塔内原料温度会直接影响精馏效果的实现水平，为保障精馏效率与效果，应格外关注对进料温度的控制。并且，受进料温度差异因素影响，导致精馏反应期间的气液平衡状态以及回流量均会受到影响，需要引起重视。

    第二，回流比。回流比是影响精馏塔精馏效果的最关键性因素。该指标升高意味着精馏塔内上升汽量明显增加，提示精馏产品质量效果。为优化精馏效果，需要尝试结合工艺需求以及生产特点，对回流比进行合理调节，但过分增加回流比会导致塔内物料出现大量循环的问题，可能引起液泛现象，因此必须谨慎处理。

3 处理措施

    第一，对进料量以及温度参数进行控制。精馏塔精馏反应中应当注意合理控制进料量，确保严格依据精馏塔冷凝器装置、再沸器装置负荷水平确定最佳进料量控制标准，避免因该参数过大或过小影响产品数量与质量。若调节范围过大，则会在物质反应平衡指标上有所表现，容易出现质量不合格的问题。因此，需要通过严格控制温度以及进料量的方式，确保工艺反应的顺利开展。

    第二，对回流比进行控制。回流比的优化控制对整个精馏塔装置精馏反应效果的提升有积极影响。我们可以尝试参考精馏塔塔顶产品的质量要求，在满足参数要求的同时，对精馏塔回流量进行适当提升，以优化控制效果。同时，注意调节回流比参数，以确保精馏塔出量达到平衡状态，以严格控制冷凝剂使用量的方式，避免回流比对生产工艺产生影响。除此以外，还需注意评估温度与回流量的对应关系。一旦温度过高，需要对冷却剂进行调节优化，注意随时监测塔顶冷凝器冷却剂用量问题，注意物料控制，以优化生产模式，巩固精馏效果。更为关键的一点是，在精馏塔精馏反应期间，对于有回流液中间储槽强直回流的情况而言，可以通过暂时性增加回流量的方式，改进回流比。但此方法会导致蒸发量与冷凝量的增加，需要考虑传热面限制性问题，在实际使用中需要谨慎操作。

    第三，对操作压力进行控制。在精馏塔精馏反应中，可以对气压水平进行调节，以确保沸点达到稳定状态。精馏设备上方可以增加管道（与大气直接联通），以稳定精馏塔内气压水平，达到与大气压基本一致状态。同时，若精馏塔加压塔以及负压塔对压力稳定性有较高要求，则为控制精馏塔压力水平，可以尝试增设压力控制系统，一旦检测塔压出现异常变动，则自动切换动作状态以恢复塔压正常水平。还需要注意的一点是，若沸点差异较大，需要避免加压精馏或同步精馏，以免因压力过高导致问题出现。

    第四，对塔釜温度进行控制。为保障精馏塔精馏效果，可以尝试对反应温度进行严格控控制，以降低工艺损失问题。若塔釜温度发生变化，为将塔釜温度调节至正常状态，可以尝试对蒸发塔釜加热蒸汽量进行调节，配合液位串级调节的方式，满足工艺需求。若检测塔釜温度低于允许限值，则为提升塔釜液汽化量，就需要重视对蒸汽用量的调高，以达到满意效果。而当塔釜温度高于允许限值的情况下，可以通过降低蒸汽用量的方式对釜液汽化量进行控制，增加轻组分含量水平，以降低塔釜温度。

4 结束语

    为最大限度保障精馏塔运行期间精馏效果得到充分发挥，就需要相关工作人员识别影响精馏效果的一系列因素，并及时对精馏塔运行状态进行调节优化，以巩固精馏质量。本文上述分析中对影响精馏塔精馏效果的一系列因素进行总结，同时尝试对进料量以及温度参数、回流比、操作压力、塔釜温度进行控制，以调节精馏状态，强化精馏塔工艺价值，保障整套工艺流程中精馏塔的精馏效果得到充分发挥，以提高精馏塔应用价值。

参考文献：

[1] 朱哲熹,王健红,刘秦君,等. 三类典型间壁式精馏塔分离给定BTX物系的效果探究[J]. 计算机与应用化学,2016,33(9):1023-1026.

[2] 李宏熙,安维中,于凤娟,等. 乙二醇单丁醚反应精馏塔控制方案设计与效果分析[J]. 计算机与应用化学,2012,29(9):1123-1126.

[3] 姚强,何鹏. 三塔双效甲醇精馏工艺的操作优化和技术改造[J]. 煤化工,2023,51(2):77-80.

[4] 赵晓鹰,聂中文. 塔段板效率可调的乙烯精馏塔稳态与动态模拟[J]. 化工自动化及仪表,2017,44(7):651-655.

[5] 刘炳炎,刘保柱,俞晓梅,等. 高效复合型塔板及其在甲醇精馏中的应用[J]. 化工进展,2007,26(z1):189-193.