共沸精餾塔裝置是進(jìn)行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，目前，由于精餾塔釜和塔是同心安裝，考慮到釜內(nèi)的流動(dòng)性，會(huì)在釜內(nèi)增加攪拌裝置用以提高精餾效率；然而，現(xiàn)有技術(shù)中用于釜內(nèi)的攪拌裝置存在攪拌效率低，且在攪拌過(guò)程中，流動(dòng)的液體產(chǎn)生的力會(huì)降低攪拌裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，甚至?xí)p壞攪拌裝置。
小張剛到某化工廠精餾車間工作，看到有一個(gè)操作工老師傅，他就問(wèn)老師傅："你看，這個(gè)精餾塔，塔釜好容易把蒸汽蒸到塔頂，還讓它流回來(lái)，多浪費(fèi)啊。”瞬間，老師傅無(wú)言以對(duì)，這個(gè)問(wèn)題怎么講呢？
首先說(shuō)說(shuō)，共沸精餾塔裝置回流的主要作用吧！
1.提供塔板上的冷回流，取走塔內(nèi)多余的熱量，維持塔內(nèi)的熱量平衡；
2.提供塔板上的冷流體，氣液兩相在塔板上逆向接觸，上行的氣體中重組分冷凝，下行的液體中的輕組分吸熱汽化，反復(fù)的冷凝汽化作用進(jìn)一步增加產(chǎn)品分離的精度。
那么，共沸精餾塔裝置操作中常用回流方式有哪些？
按回流方式的不同，可以分為自然回流和強(qiáng)制回流。
自然回流回流冷凝器安裝于塔頂，回流液借重力的作用回流到塔內(nèi)，冷凝器距塔頂回流口的高度。
自然回流操作簡(jiǎn)單，不需要回流泵，節(jié)省動(dòng)力消耗。但是回流量隨塔壓的變化而變化，回流比不嚴(yán)格，生產(chǎn)不正常時(shí)，調(diào)整起來(lái)較慢。自然回流一般用于小型精餾裝置。
強(qiáng)制回流回流液是用泵打入塔內(nèi)進(jìn)行回流的：
強(qiáng)制回流的回流量穩(wěn)定，容易調(diào)節(jié)，生產(chǎn)不正常時(shí)，調(diào)整起來(lái)較快。但是強(qiáng)制回流需要回流泵，動(dòng)力消耗大，特別是對(duì)于低沸點(diǎn)物料容易造成泵不上量，影響操作。
按照塔頂冷凝器安裝的位置的不同，可分為內(nèi)回流和外回流。
內(nèi)回流
精餾中的內(nèi)回流一般指塔盤上的回流，是由下降液體及上升氣體冷凝后產(chǎn)生的液體構(gòu)成。
精餾塔附屬冷凝設(shè)備有分凝器、全凝器、冷凝器。塔頂可設(shè)計(jì)有分凝器，塔頂氣相經(jīng)分凝器冷凝一部分，直接回流到塔內(nèi)，就是內(nèi)回流，沒(méi)有冷凝的剩余氣相則進(jìn)入到另外的冷凝器內(nèi)進(jìn)行冷凝。
塔頂也可設(shè)有全凝器，全凝器下設(shè)置受液盤，一部分采出，一部分回流，這部分也叫內(nèi)回流。
通常情況下，沸點(diǎn)高毒性高的宜采用內(nèi)回流!
直接從塔頂進(jìn)入冷凝器，在此進(jìn)行部分冷凝，冷凝液自然地沿塔板下流。這種回流的回流量難以控制，調(diào)節(jié)不易準(zhǔn)確，但回流冷凝器直接安裝于塔頂，無(wú)需其他支撐結(jié)構(gòu)，安裝方便。
外回流
精餾中的外回流是從塔中抽出一部分液體，經(jīng)降溫后再打入塔內(nèi)。塔頂冷凝器單獨(dú)安裝。回流管線上可安裝視鏡、流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥等，以調(diào)節(jié)回流液量。
內(nèi)回流與外回流的區(qū)別
外回流:是物料要離開(kāi)塔頂經(jīng)外部管道、流量計(jì)等之后，再回流到蒸餾塔內(nèi)。
內(nèi)回流：是物料不離開(kāi)塔頂，在塔頂冷凝后直接回流到蒸餾塔內(nèi)。
外回流可計(jì)量、分流。
內(nèi)回流計(jì)量有難度，分餾與回流的比例不好精確確定。
外回流是強(qiáng)制回流，塔頂氣相冷凝后進(jìn)入回流槽后通過(guò)回流泵并經(jīng)過(guò)自調(diào)閥和流量計(jì)調(diào)整回流量,返回塔內(nèi)。
內(nèi)回流是自回流,塔頂氣相冷凝后直接回到塔內(nèi).操作時(shí)要注意采出量即塔頂溫度防止產(chǎn)品不合格。
外回流可以說(shuō)工業(yè)上95%甚至98%都是外回流在采用。原因是它可以自動(dòng)而且“無(wú)級(jí)”調(diào)節(jié)回流量，它是由回流泵+流量調(diào)節(jié)(或再加另一參數(shù)的串級(jí)調(diào)節(jié))從而滿足生產(chǎn)，尤其是當(dāng)加料量或組分有波動(dòng)的情況，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)回流量。
內(nèi)回流雖然少了回流泵，但要在冷凝器和塔頂之間安裝一個(gè)回流分配器，一般要求有一轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)機(jī)構(gòu)以分配回流比，需要知道驅(qū)動(dòng)裝置如電機(jī)或別的什么依靠電力的設(shè)施，是不宜封閉地裝在塔內(nèi)的。并且這種調(diào)節(jié)是“有級(jí)”的。這是一個(gè)非標(biāo)設(shè)備，往往要出圖。
內(nèi)回流和外回流的應(yīng)用
1.外回流對(duì)工藝流量及溫度控制有利，不但操作費(fèi)用高，而且沒(méi)有利用液體的勢(shì)能，所以成本高。如果塔頂冷凝器達(dá)不到冷凝要求時(shí)，可以增設(shè)強(qiáng)制的冷凝回流系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)精餾塔的強(qiáng)化操作。另外投資時(shí)還要比較操作費(fèi)用和基礎(chǔ)設(shè)施的投資費(fèi)用的相對(duì)大小。
2.如果回流液的計(jì)量要求不高，或者說(shuō)回流比的操作彈性大，就可以采用內(nèi)回流；
3.如果能在內(nèi)回流的路線上裝上或開(kāi)發(fā)出“在線流量測(cè)量?jī)x器”，就可以內(nèi)回流。一般的精餾多為外回流！
外回流優(yōu)點(diǎn)是便于調(diào)節(jié)，但要增加運(yùn)行費(fèi)用，且增加了泄漏點(diǎn)，對(duì)于一此高危介質(zhì)不一定適宜，所以對(duì)于塔不是太高的高危介質(zhì)優(yōu)先考慮內(nèi)回流，如氟化氫精餾就是選用內(nèi)回流的。所以，對(duì)于回流方式的選擇要從多個(gè)方面綜合考慮的。
按回流液的溫度可分為熱回流和冷回流。
熱回流回流液的溫度處于泡點(diǎn)溫度，稱為熱回流。
冷回流回流液的溫度低于泡點(diǎn)溫度，稱為冷回流。
“回流液是精餾提純必須的條件一般回流是飽和液體回流，但是最近接觸的一套工藝采用的是略過(guò)冷液回流的，這樣做有什么意圖呢？過(guò)冷液體的回流是不是會(huì)增加精餾塔的理論塔板數(shù)呢？”
精餾塔回流是為了保證提餾段工作狀態(tài)穩(wěn)定，使回流液體略過(guò)冷回流可以在不增加回流量的同時(shí)增加理論回流比，因?yàn)榛亓饕哼M(jìn)入提餾段后會(huì)使提餾段上升的蒸汽大量冷凝，提高塔頂產(chǎn)品純度的同時(shí)又可以保證塔頂產(chǎn)品的數(shù)量，但是有一點(diǎn)不好是增加塔釜的熱負(fù)荷，熱量消耗較大，如果產(chǎn)品的附加值高，那么經(jīng)濟(jì)上還是比較合理的，比飽和液體回流劃算的多！
對(duì)于全冷凝冷凝器的回流液是精餾提純必須的條件，工業(yè)上大多數(shù)回流采用冷回流，主要原因?yàn)椋?br />
1、塔頂氣相在冷凝過(guò)程中可以達(dá)到冷凝*，減少氣相排放損失。
2、全冷凝塔頂溫度要控制在飽和液體狀態(tài)是不容易控制的。
3、略過(guò)冷回流可以在不增加回流量的同時(shí)增加理論回流比。
還有全回流?。?br />
在精餾操作中，把塔頂采出的泠凝液作為回流液全部返回塔頂?shù)牟僮鹘腥亓鳌?br />
全回流是開(kāi)車期間必要的過(guò)程，是為了保證產(chǎn)品盡快合格。而正常生產(chǎn)中就不能隨意全回流了，除非工藝有波動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有產(chǎn)品采出精餾塔也就失去存在的意義了。
最后，精餾回流如何控制呢？
塔頂回流控制分兩種情況：一是手動(dòng)控制(強(qiáng)制回流)，一是自動(dòng)控制。
自動(dòng)控制時(shí)：
回流量受塔頂采出量的影響。
當(dāng)進(jìn)料量不變時(shí)，要控制好塔頂采出量。若塔頂采出量增大，回流比減小，氣液接觸不好，塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不合格。
如果進(jìn)料量加大，要計(jì)算出塔頂采出增加量，采出過(guò)小，回流量增加，回流量增大，塔內(nèi)物料增多，上升蒸汽速度增大，塔頂與塔釜的壓差增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起液泛；采出過(guò)大，回流量減小，氣液接觸不好，塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不合格。
手動(dòng)控制時(shí)
在回流液是精餾提純必須的條件正常操作時(shí)，只要塔頂產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有大的變化，塔的回流量變化很小，甚至可以保持不變。在實(shí)際操作中，回流量基本不受進(jìn)料量的影響。要保持回流罐液位，不能出現(xiàn)滿罐或抽空現(xiàn)象。
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