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1、·70·化学工程 2003年第31卷第1期精馏塔中不凝气积聚与放空葛怡君(上海高桥石化公司化工厂,上海 200137)摘要:以脱水塔为例,应用温度组成图,研究精馏塔顶混合气相冷凝过程中塔顶压力与泡点之间的关系。提出应用泡点来判断是否连续放空的方法。通过分析脱水塔冷凝液过冷现象,认为该塔压力升高与冷凝能力无关,主要由不凝气积聚引起,并在实践中验证了上述结论。关键词:精馏;不凝气;积聚;放空;泡点中图分类号:TQ026.2 文献标识码:B 文章编号:100529954(2003)0120070204 在石油和化工生产中,当精馏塔的塔顶压力超入丁二烯提浓塔。改造前
2、江水调节阀一直开在最大过指标时,为了安全生产,常用排放尾气(放空)阀位上,设在回流罐上的放空阀也开在最大阀位减压。进料中含有不凝气,进行间断或者小量的连上,塔顶压力还不能稳定,只有在打开部分放空副续放空以保持塔压稳定是正常的,但是,在实际生线并连续放空才能稳定,而塔顶气相冷凝液(回流产中有些精馏塔却连续不断地放空,将大量尾气送罐液相)温度常年只有20℃,长期来找不到塔压往火炬,造成资源浪费和环境污染。升高的原因,后增加一台0℃盐水冷凝器仍不见在我厂15ktPa顺丁橡胶装置精馏塔放空的工艺效,连续放空使丁二烯和溶剂的消耗居高不下。改造中,脱水塔是因不凝气积聚导致连续放空
3、的典型例子。本文以脱水塔为例,介绍连续放空的特2 丁二烯2己烷溶液的温度组成图点,剖析形成的原因,为稳定精馏塔压力、极大减脱水塔中丁二烯和以己烷为主的粗溶剂分离是少尾气排放,提高产品收率和净化环境提供一条新一个多组分的复杂精馏过程,工艺设计中,假设塔的技术途径。的进料为丁二烯与己烷组成的二元组分理想溶液。由丁二烯(a组分)和己烷(b组分)组成的混合1 脱水塔改造前状况液遵循拉乌尔定律和道尔顿分压定律。由理想溶液脱水塔是顺丁橡胶生产过程中回收单体丁二烯汽液平衡关系推导[1]:和以己烷为主溶剂的精馏塔。从凝聚釜气相冷凝得000到的粗溶剂油进入用N2保压的贮槽,脱水塔以溶X
4、a=(p-pb)P(pa-pb)0有微量N2的粗溶剂油为原料进行分离和脱水,经(Ya=pa·XaPp)过蒸馏在塔顶得到丁二烯与溶剂的混合物,其中含设定总压p=0.3MPa,由丁二烯和己烷的饱和有的饱和水在回流罐分层脱去,在塔釜得到溶剂。[2]00蒸汽压pa,pb用上式计算得到丁二烯2己烷溶液主要工艺操作指标如下:塔顶压力(0.3±0.02)MPa汽液相平衡组成(见表1)。以温度为纵坐标,Xa和(绝对压力,下同),塔顶温度(90±5)℃,塔顶丁二烯≤40%(摩尔分率)。Ya为横坐标将表1数据作图得到丁二烯2己烷的温度脱水塔塔顶压力采用自动调节冷凝器致冷剂流组成图(见图1
5、),即为脱水塔的相图。精馏过程中,量和手动遥控放空量的分程控制法。塔顶气相进入汽液相平衡遵循图1中所示规律。工艺指标设定塔用江水作致冷剂的冷凝器,冷凝液进入回流罐,用顶Xa≤40%,因此在0—40%区间代表脱水塔操作回流泵送出,一部分作回流,另一部分经过预热送范围,B点代表塔釜,C点代表塔顶。作者简介:葛怡君(1942—),女,高工,电话:(021)58613005;地址:上海浦东大同路128弄62604。©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.葛怡君 精馏塔中不凝气积聚与放空·71
6、·表1 丁二烯2己烷溶液汽液相平衡组成积聚,使塔压上升,破坏了压力的恒定。全凝器的Tab.1Vapour2liquidphaseequilibriumof设计要求将全部汽相完全冷凝到泡点,以使压力恒butadiene2hexanesolution定在设定的工艺指标上。蒸汽压p-p00精馏塔塔顶组成确定后,在操作压力下,冷凝bpa沸点/℃Xa=00Ya=·Xap0p0pa-pbp液的泡点也被确定。塔顶汽相为二元及多元组分ab270.30090.02231.001.00时,露点高于泡点,完全冷凝后温度降低,组成不300.32690.02490.91090.9926变,因此
7、泡点可作为达到完全冷凝的标准。根据泡400.43520.03730.66020.9577点方程式Fb(T)=∑KiXi-1=0,用试差法可求500.56830.05400.47830.9061[3]得泡点tb。塔顶汽相为纯组分时(如A点),露600.72950.07640.34240.8325点等于泡点,即为操作压力下该组分的沸点,冷凝700.92250.10540.23810.7323时温度不变,因此难以从温度判断冷凝完全程度。801.15110.14240.15620.5995901.41970.18880.09030.42751001.7328
