導(dǎo)語(yǔ)：精餾生產(chǎn)技術(shù)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1精餾生產(chǎn)技術(shù)

PVC精餾機(jī)制復(fù)雜，在進(jìn)行工藝衡算時(shí)，需進(jìn)行物料平衡、氣液平衡、熱量平衡及生產(chǎn)能力的衡算，這也是實(shí)際生產(chǎn)對(duì)各工藝參數(shù)設(shè)定和控制的重要依據(jù)。在氯乙烯精餾過(guò)程中，汽化的氯乙烯會(huì)改變塔頂冷凝器的熱量平衡，而塔頂溫度控制回路則通過(guò)增加塔頂冷凝器的冷凍量和液相氯乙烯的回流量反過(guò)來(lái)影響塔釜的熱量平衡。實(shí)際控制中，塔頂和塔釜的物料和熱量的交換存在一定的滯后性，為了克服擾動(dòng)，通常在塔釜熱量交換發(fā)生變化的同時(shí)，DCS就會(huì)對(duì)相關(guān)控制閥動(dòng)作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)并采取相應(yīng)的控制措施。實(shí)際生產(chǎn)中，參數(shù)設(shè)定正是基于相互間的邏輯關(guān)系，只有理清了這些制約因素，才能在實(shí)際操作中有的放矢，達(dá)到對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的有效控制。

1．1物料平衡

實(shí)際生產(chǎn)中，正常的物料平衡一旦受到破壞，氣液相平衡也就達(dá)不到理想效果。一定狀態(tài)下，物料平衡是精餾塔生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志。通常物料平衡是通過(guò)進(jìn)料量及塔頂和塔底的餾出量來(lái)調(diào)節(jié)的。當(dāng)精餾塔的操作不符合物料平衡時(shí)，這些變化可以通過(guò)塔的壓差直接體現(xiàn)出來(lái)，進(jìn)料量多餾出量少，則塔壓差上升。通常壓差應(yīng)在一定范圍之內(nèi)，壓差過(guò)大說(shuō)明塔內(nèi)上升的蒸汽速度過(guò)快，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至?xí)l(fā)生液泛與返混現(xiàn)象;而壓差過(guò)小則表明塔內(nèi)上升蒸汽的速度過(guò)小，塔板上氣液交換的量過(guò)低且傳質(zhì)效果差，塔板產(chǎn)生漏液最終使塔板效率降低。生產(chǎn)中物料平衡異常通常體現(xiàn)在以下2個(gè)方面:

(1)輕組分餾出量超過(guò)了物料平衡量。塔內(nèi)重組分物料量急劇增加，進(jìn)而導(dǎo)致塔溫逐漸升高，塔頂餾出物中重組分含量增加，得到的產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

(2)重組分的餾出量超過(guò)了物料平衡量。塔內(nèi)重組分物料量急劇下降，相應(yīng)地導(dǎo)致塔溫逐漸降低，使釜液中輕組分含量增加，得到的產(chǎn)品質(zhì)量不合格。這2種現(xiàn)象的發(fā)生，均會(huì)使整個(gè)精餾塔的操作處于混亂狀態(tài)而達(dá)不到分離效果。如果正常的物料平衡被打破，那么氣液相也達(dá)不到分離效果，隨之影響熱量平衡。在實(shí)際控制中，在保證工藝指標(biāo)的同時(shí)要使塔釜液面趨于穩(wěn)定，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)的物料平衡。

1．2液位的控制

一般通過(guò)調(diào)節(jié)塔釜再沸器熱水給水量來(lái)調(diào)節(jié)塔釜液位，有時(shí)也采用排放釜液來(lái)降低液位的辦法。實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)以下5種情況。

(1)塔釜釜液組分變化。在壓力不變的前提下，降低釜溫就改變了塔釜?dú)庖浩胶饨M成，相應(yīng)地加大了釜液量及釜液中輕組分的濃度;在釜液排出量不變的情況下，將使塔釜液位升高，此時(shí)應(yīng)及時(shí)提高釜溫。對(duì)低沸塔來(lái)說(shuō)，這種情況會(huì)使乙炔等輕組分含量上升，導(dǎo)致最終氯乙烯產(chǎn)品中低沸物含量上升;而對(duì)高沸塔來(lái)說(shuō)，則會(huì)使氯乙烯分離不及時(shí)，不但造成高沸塔分離能力下降，而且排放的釜液中氯乙烯含量會(huì)急劇增加。

(2)進(jìn)料組分變化。當(dāng)進(jìn)料中重組分的含量增加時(shí)，釜液量也增加，此時(shí)應(yīng)加大塔釜排液量或提高釜溫，否則液位會(huì)上升。若保持正常的釜液排出量，以加大釜溫來(lái)控制塔釜液位，則塔釜蒸發(fā)量相應(yīng)增加，極易在塔板之間產(chǎn)生霧沫夾帶，并隨著氣體的流動(dòng)餾出塔頂，造成產(chǎn)品質(zhì)量下降。這種現(xiàn)象表現(xiàn)在高沸塔就是會(huì)將部分高沸物帶出塔頂，最終進(jìn)入成品氯乙烯中。

(3)進(jìn)料量的變化。當(dāng)進(jìn)料量增大時(shí)，釜液排出量也要相應(yīng)增加，才能維持液位，一般通過(guò)提高釜溫來(lái)解決，但若只提高釜溫，會(huì)造成成品中高沸物的增加;相反，當(dāng)進(jìn)料量減小時(shí)，則需降低溫度、減少釜液排出量來(lái)控制液位，此時(shí)則會(huì)造成成品中乙炔含量增加。

(4)調(diào)節(jié)閥失控。調(diào)節(jié)閥失控是極為嚴(yán)重的生產(chǎn)異常，通常該閥設(shè)定為氣開閥，目的是防止系統(tǒng)阻力增大而造成不安全事故的發(fā)生。一旦閥門失控應(yīng)通知現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行手動(dòng)排液，并聯(lián)系儀表部門進(jìn)行校正。

(5)開停車。在開車初期，塔板上液體的量較少，還沒(méi)有達(dá)到良好的氣液接觸狀態(tài)，大量的輕組分進(jìn)入塔釜后，被塔釜汽化的量還滿足不了混合液之間的熱傳遞要求。因此，對(duì)于剛開車的精餾塔，應(yīng)在進(jìn)料之前提前升溫，在塔釜有液面顯示時(shí)加大熱水的循環(huán)量，否則塔釜溫度不易提高，易導(dǎo)致塔釜液位升高甚至淹塔，這時(shí)釜液排出量就會(huì)增大，混合液中輕組分損耗就會(huì)增加。保持穩(wěn)定的液面是維持精餾塔釜溫恒定的首要條件。塔釜液面的變化主要取決于塔釜排液量的多少。當(dāng)塔釜排液量過(guò)多時(shí)，會(huì)造成塔釜液位降低或?qū)⑺舾桑藭r(shí)再沸器的釜液循環(huán)量減少，從而導(dǎo)致傳熱效果差，輕組分蒸不出去，產(chǎn)品質(zhì)量不合格;如果塔釜排液量過(guò)少，將會(huì)造成塔釜液位過(guò)高，增加釜液循環(huán)負(fù)荷。塔頂餾出量也是影響產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)重要因素，其主要取決于進(jìn)料量的變化。當(dāng)進(jìn)料量不變時(shí)，塔頂餾出量增大，則回流比就會(huì)減少，從而造成塔板上的回流液量減少，氣液接觸面積小，傳質(zhì)效果差，塔板效率低，同時(shí)精餾塔壓力也會(huì)下降，各塔板上的液體組成發(fā)生變化，重組分餾出塔頂，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

1．3氣液平衡

氣液平衡主要靠調(diào)節(jié)塔的操作條件(溫度、壓力)及塔板上氣液接觸的情況來(lái)達(dá)到，只有在溫度、壓力一定時(shí)，才能確保氣液平衡。當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣液組成就發(fā)生了改變，產(chǎn)品的質(zhì)量或損耗也發(fā)生了變化。但是，氣液平衡的組成又取決于每塊塔板上的氣液傳質(zhì)和傳熱情況，即氣液相平衡和物料平衡是相互影響的。物料平衡控制得好，塔內(nèi)上升蒸汽的速度合適，氣液接觸好，則傳質(zhì)效率高，每塊塔板上的氣液組成就越接近于平衡相，塔板效率也就越高。當(dāng)然，溫度、壓力也會(huì)隨著物料平衡的改變而變化。總之，氣液平衡的組成與物料平衡有著密不可分的關(guān)系。反過(guò)來(lái)，溫度、壓力的改變又可造成塔板上氣相和液相相對(duì)量的改變，從而破壞原來(lái)的物料平衡。例如，釜溫低于指標(biāo)，會(huì)使塔底的蒸發(fā)量減少，塔板上的液體量增加，釜液量增加，塔頂餾出量減少;當(dāng)塔頂溫度高于指標(biāo)時(shí)，就會(huì)使塔板上的氣體量增加，液體量減少，塔頂餾出量增加，釜液量減少。理論上，液體汽化要吸收熱量，氣體冷凝要放出熱量，為了合理利用這部分熱量，可以把氣體冷凝時(shí)放出的熱量供給液體汽化時(shí)使用，也就是使氣液兩相直接接觸，在同一平行空間內(nèi)進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱的過(guò)程。氣液動(dòng)態(tài)平衡具有以下特點(diǎn):

(1)氣液兩相進(jìn)行熱交換。利用部分汽化所得的溫度較高的氣體來(lái)加熱部分冷凝所得到的液體混合物。

(2)氣液兩相進(jìn)行傳質(zhì)交換。溫度低的液體混合物被溫度高的氣體混合物部分加熱汽化，此時(shí)，混合物中各組分的沸點(diǎn)不同，表現(xiàn)為揮發(fā)能力的差異，低沸物要比高沸物易揮發(fā)得多，因而低沸物更易從液相轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀啵瑲庀嘀械头形餄舛仍黾?同理，溫度較高的汽相混合物，因加熱了溫度較低的液相混合物而部分冷凝，同樣因?yàn)閾]發(fā)能力的差異，使高沸物從氣相轉(zhuǎn)為液相，這樣液相中高沸物濃度就會(huì)增加。

1．4熱量平衡

熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。沒(méi)有塔釜提供熱量就沒(méi)有上升蒸氣，沒(méi)有塔頂冷凝就沒(méi)有回流液。熱量平衡又是依附于物料平衡和氣液相平衡的，例如，若進(jìn)料量或組分發(fā)生了改變，則塔釜耗熱量和塔頂冷凝量都會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化;若塔的操作壓力、溫度發(fā)生了改變，則每塊板上氣相冷凝的放熱量和液體汽化吸收的熱量也會(huì)發(fā)生改變。如果再沸器的循環(huán)量不夠，就會(huì)造成釜溫不達(dá)標(biāo)，其對(duì)生產(chǎn)的影響表現(xiàn)在以下2個(gè)方面。

(1)物料平衡破壞，塔釜排液量增多，塔頂餾出量減少，塔的生產(chǎn)能力降低。

(2)氣液平衡破壞，塔內(nèi)上升蒸氣量減少，氣液接觸面積變小，傳質(zhì)效率降低;同時(shí)，氣相中重組分含量減少，液相中輕組分含量增加，生產(chǎn)過(guò)程中輕組分損耗增大。

2結(jié)語(yǔ)

氯乙烯精餾的核心就是在對(duì)應(yīng)流量下通過(guò)對(duì)精餾塔溫度、壓力、液位的控制達(dá)到氣液平衡，因?yàn)橹挥羞@樣才能生產(chǎn)出符合工藝要求的單體。由于精餾塔本身的操作彈性較小，對(duì)過(guò)程工藝參數(shù)的控制要求較高，從業(yè)人員要通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐掌握不同狀態(tài)下的控制措施。同時(shí)，需要指出的是，應(yīng)在裝置核定的負(fù)荷范圍內(nèi)進(jìn)行提降量，一旦超過(guò)生產(chǎn)能力則單體質(zhì)量無(wú)法得到保證，操作人員尤其要防止生產(chǎn)過(guò)程中瞬時(shí)超負(fù)荷波動(dòng)，這往往是引起單體質(zhì)量波動(dòng)的重要原因。

作者:趙峰單位:內(nèi)蒙古聯(lián)豐稀土化工研究院