精馏塔的安装操作及故障处理
关于精馏塔操作的知识
关于精馏塔操作的知识精馏塔是化工生产中常用的设备，用于将混合物中的不同成分按照其沸点进行分离的一种方法。
在精馏塔中，通过加热混合物并将其蒸发，然后再冷凝回液体形式，从而实现不同成分的分离。
精馏塔是一个非常重要的设备，广泛应用于石油化工、化学工业、制药、食品工业等领域。
精馏塔的操作过程一般包括物料的进料、加热、分馏和冷凝等步骤。
不同的物料在精馏塔中会根据其沸点的不同被分离出来，可以得到纯净的产品或分离出不同部分的产品。
在精馏塔的操作中，需要注意以下几个方面的知识：一、精馏塔的结构和工作原理精馏塔一般由塔体、填料、冷凝器、除液泵等部分组成。
在精馏塔中，填料的作用是增加塔内的表面积，促进气液两相的充分接触，从而提高分馏效率。
冷凝器则用于将蒸发的气体冷凝成液体，形成产品。
精馏塔的工作原理是通过将混合物加热至其中成分的沸点，使其蒸发成气体，然后再冷却冷凝成液体，实现不同成分的分离。
二、操作前的准备工作在进行精馏塔操作前，需要进行一些准备工作。
首先要检查精馏塔的设备和仪器是否正常运转，检查各种阀门、管道和连接件是否密封无漏。
其次检查填料是否完整，冷却水是否正常供应等。
还需要根据操作手册和工艺要求设置好操作参数，如加热温度、进料速度等。
三、加热操作加热是精馏塔操作的重要环节，需要控制加热温度和速度。
加热温度应该根据混合物中各成分的沸点来设定，从而确保被分离的成分能够达到沸点并蒸发出来。
加热速度也需要适当控制，过快的加热会导致压力升高，影响操作的稳定性。
四、分馏操作在精馏塔中，分馏是将混合物中的不同成分分离出来的过程。
在进行分馏操作时，需要根据混合物的成分和物性来确定操作参数，如进料速度、塔体高度、冷凝温度等。
对于待分离的成分，需要关注其沸点、比重等特性，掌握好分馏的时机和程度，确保分离效果。
五、冷却和收集操作在分馏后，需要将蒸馏出来的气体冷却成液体，并进行收集。
冷却器的选择和设置要合理，确保冷却效果良好。
冷却后的液体产品要进行检查，确认其质量和纯度是否符合要求，再进行储存或进一步处理。
影响精馏操作的主要因素及常见问题
影响精馏操作的主要因素1．物料平衡的影响和制约根据精馏塔的总物料衡算可知，对于一定的原料液流量F和组成xF，只要确定了分离程度xD 和xW，馏出液流量D和釜残液流量W也就被确定了。
采出率D/F: D/F=(xF-xW)/(xD-xW)不能任意增减，否则进、出塔的两个组分的量不平衡，必然导致塔内组成变化，操作波动，使操作不能达到预期的分离要求。
在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。
通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。
2、塔顶回流的影响回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。
当回流比增大时，精馏产品质量提高；当回流比减小时，xD减小而xW增大，使分离效果变差。
回流比增加，使塔内上升蒸汽量及下降液体量均增加，若塔内汽液负荷超过允许值，则可能引起塔板效率下降，此时应减小原料液流量。
调节回流比的方法可有如下几种。
（1）减少塔顶采出量以增大回流比。
（2）塔顶冷凝器为分凝器时，可增加塔顶冷剂的用量，以提高凝液量，增大回流比。
（3）有回流液中间贮槽的强制回流，可暂时加大回流量，以提高回流比，但不得将回流贮槽抽空。
必须注意，在馏出液采出率D/F规定的条件下，籍增加回流比R以提高xD的的方法并非总是有效。
加大操作回流比意味着加大蒸发量与冷凝量，这些数值还将受到塔釜及冷凝器的传热面的限制。
3．进料热状况的影响当进料状况（xF和q）发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。
一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精馏塔的适宜位置进料。
如进料状况改变而进料位置不变，必然引起馏出液和釜残液组成的变化。
进料情况对精馏操作有着重要意义。
常见的进料状况有五种，不同的进料状况，都显著地直接影响提馏段的回流量和塔内的汽液平衡。
精馏塔较为理想的进料状况是泡点进料，它较为经济和最为常用。
对特定的精馏塔，若xF减小，则将使xD和xW均减小，欲保持xD不变，则应增大回流比。
精馏塔的操作
精馏塔的操作精馏塔的操作填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑，通过控制系统建立并调节塔的操作条件，使填料塔满足分离要求。
控制系统可采用手动、一般自动化仪表或智能计算机操作。
(一)、控制参数图中表示了塔操作控制的典型参数，其中6个流量参数：进料量、塔顶和塔釜产品流量、冷凝量、蒸发量和回流量。
除流量参数外，还有压力、塔釜液位、回流罐液位、塔顶产品组成和塔釜产品组成等参数。
精馏塔常用控制参数压力和液位控制是为了建立塔稳态操作条件，液位恒定阻止了液体累积，压力恒定阻止了气体累积。
对于一个连续系统，若不阻止累积就不可能取得稳态操作，也就不可能稳定。
压力是精馏操作的主要控制参数，压力除影响气体累积外,还影响冷凝、蒸发、温度、组成、相对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。
产品组成控制可以直接使用产品组成测定值, 也可以采用代表产品组成的物性，如密度、蒸气压等。
最常用的是采用灵敏点温度。
(二)、填料塔操作瓶颈及解决方法任何一个设计都不可能把装置中的每个设备及每个设备中的每个部分设计在同一最大负荷百分数下操作,而许多工厂则希望采取各种手段使装置生产能力达到最大,这就使装置中的至少一个部分成为操作瓶颈,填料塔操作中,填料塔的任一部分、塔顶冷凝器、塔釜再沸器等都可能成为操作瓶颈,这里所指的瓶颈是指装置已达到设计负荷需进一步提高分离效率和生产能力,而装置中的某一设备或某一设备的某一部分限制了生产能力和分离效率的提高。
1、填料塔为操作瓶颈填料塔在设计气液负荷范围内操作可取得所需的分离效率,超过此负荷范围,会导致分离效率下降、压降升高泛塔等现象,多数情况下填料塔操作提高处理能力和分离效率的瓶颈是填料塔本身。
(1) 填料塔处理能力的提高① 增、降压操作若设备及工艺条件允许,适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。
在常压附近,提高压力可使处理量提高,低压、相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大时,增压操作对处理量提高最大。
精馏塔操作要点
精馏塔操作要点1）进料口偏高。
降低进料口。
a) 对塔进行加热和冷却，使其接近操作温度。
全回流操作开车办法对于下属两种情况不大合适，或需采取一些措施：b) 向塔中加入原料。
2）、回流比偏高; 降低回流比。
（二）精馏塔的停车步骤一般为：1）、进料组分变化，重组分偏高; 调整进料组分。
塔板上流体分布不良填料效率太低1）、进料组分变化，轻组分偏高。
提高进料口或调整进料组分。
全回流操作填料层中流体分布不良局部效率损失g) 对塔的操作条件和参数逐步调整，使塔的负荷，产品质量逐步又尽快地达到正常操作值，转入正常操作。
开车是生产中十分重要的环节，目标是缩短开车时间，节省费用，辟免可能发生的事故，尽快取得合格产品（1）气体通过塔板上孔道的流速需足够大，能阻止液体从孔道中泄漏，使液体横流过塔板，越过溢流堰到达降液管。
对回流比大的高纯度塔，全回流开车有很大吸引力，文献中建议乙烯精馏塔和丙烯精馏塔采取此开车办法，因为这类塔从开车到操作稳定需较长时间，全回流时塔中状况与操作状况比较接近。
对于回流比小或很易开车的塔，则往往无必要采取全回流开车办法。
3）、再沸器加热效果不好; 检查再沸器。
（3）降液管必须被液体封住，即将液管中液层高必需大于降液管的底隙。
现象处理办法a) 制定出合理的开车步骤，时间表和必须的预防措施；准备好必要的原材料和水电汽供应；配备好人员编制，并完成相应的培训工作等。
f) 开启塔顶冷凝器和开启再沸器和各种加热器的热源，各种冷却器的冷源。
塔板开孔率低（或高）6）、灵敏点温度偏高。
降低灵敏点温度。
b) 此时，塔的结构必须符合设计要求，塔中整洁，无固体杂物，无堵塞，并清除了一切不应存在的物质，例如塔中含氧量和水分含量必须符合规定；机泵和仪表调试正常；安全措施已调整好。
精馏塔开停车（2）气体一开始流经降液管的汽速需足够小，使液体越过溢流堰后能降落并通过降液管。
1.处理能力受限制塔板/填料损坏控制不稳定填料效率太低板效率太低c) 排放塔中存液。
精馏塔常识
1，液泛？在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至上层塔板，破坏了塔的正常操作，这种现象叫做液泛。
液泛形成的原因，主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大，超过了最大允许速度所造成的。
另外在精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢流管内液面上升，以至上下塔板的液体连在一起，破坏了塔的正常操作的现象，这也是液泛的一种形式。
以上两种现象都属于液泛，但引起的原因是不一样的。
2，雾沫夹带？雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。
在传质过程中，大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中，从而降低产品的质量，同时会降低传质过程中的浓度差，只是塔板效率下降。
对于给定的塔来说，最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。
影响雾沫夹带量的因素很多，诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。
同时还必须指出：雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。
虽然影响雾沫夹带量的因素很多，但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。
对于固定的塔来说，雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。
但是，如果增大塔板间的距离，扩大分离空间，则相应提高空塔速度。
3，液体泄漏？俗称漏液，塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。
在精馏操作中，如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层，甚至低于液层所具有的位能，这时就会托不住液体而产生泄漏。
空塔速度越低，泄漏越严重。
其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板，不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去，致使塔板效率下降。
因此，塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的，正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。
泄漏量的大小，亦是评价塔板性能的特性之一。
筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。
4，返混现象？在有降液管的塔板上，液体横过塔板与气体呈错流状态，液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的方向逐渐下降。
FN-20Y型精馏塔故障分析与处理
收稿日期:2006201204;修回日期:2006203222作者简介陈自强(6— ),男,技师,检修班长,现在中国工程物理研究院从事制氮设备的检修工作。
FN 220Y 型精馏塔故障分析与处理陈 自 强(中国工程物理研究院,四川省绵阳市718信箱 621907) 摘要:针对制氮设备配套F N 220Y 型精馏塔出液不足的现象,分析原因,采取拆塔大修,从而保证液氮产量。
关键词:制氮设备;精馏塔;泄漏中图分类号:T Q116115 文献标识码:BAnalysis and trea tment of malfunction in FN 220Y rectifica tion columnChen Zi 2qiang(China Academy of Engineering Physic s ,P 1O 1Box 718,M ianyang 621907,Sichuan ,P 1R 1Chi na )Abstract :Based on cause analysis of insuf ficient liquid output fr om the rectification col umn a ffiliated to F N 220Y air separation unit ,the system w as disassembled for heavy repair to ensure liquid nitr ogen output.K eyw ords :Nitr ogen produci ng system ;Rectification c olumn ;Leakage1 故障现象F N 220Y 型精馏塔工作不正常,液氮产量下降,精馏塔联动试车时发现4#、5#U 形管在5～8min 内压差不正常。
当蒸发器有液体时,1#、2#和3#U 形管内水柱(压力)波动很小,在规定115～2h 切换时间内没有液体流出,而且6#U 形管的负压差是原压差的几倍,阻力增加。
精馏工序操作规程
1 精馏塔操作规程1.1 岗位定员及职责（1）本岗位定员：4人/班（由班长、主岗各1人，付岗2人组成）；（2）负责将氧化生产的粗苯甲酸提纯，生产工业苯甲酸和液态苯甲酸，回收真空系统中的低沸物；（3）主岗负责精馏塔的操作及生产记录，付岗一负责协助精馏塔操作及生产记录，付岗二负责精馏塔进料及工业酸生产；（4）完成分厂下达产量、质量、消耗定额指标；（5）负责本岗位的信息传递；（6）负责管理范围内设备、电器、仪表的正确使用及维护保养；（7）负责操作过程中异常情况及事故的处理和报告；（8）积极主动配合维修、仪表人员的工作，协助做好设备检修的安全工作；（9）遵守各项规章制度和标准，坚持安全文明生产；服从指挥，完成班长交待的各项任务；（10）杜绝违章作业，有权拒绝违章指挥，对违章行为必须予以纠正和举报；（11）管理范围：精馏釜进料阀至液料贮槽及刮片机、真空系统。
1.2 开停车操作方法1.2.1 开车前准备1.2.1.1 精馏系统在处于安装完毕或大修完毕之后：（1）清洗：用清水对设备及管道进行清洗；（2）系统调试：对系统的机电设备、控制系统进行调试，使其工作正常；（3）密封性试验：试验工作由设备工程部负责组织，分厂协助实施，并由设备工程部组织验收●首先检查系统各密封点安装合格；●启动真空泵，系统真空度达到0.09MPa，关闭真空泵，30分钟后系统真空度不得低于0.08MPa；如果达不到上述要求，由验收人员对各接头、法兰及焊缝检查和整改直至达到上述要求（4）验收：由生产部组织相关人员进行最终验收，办理有关手续，此后设备正式投入使用；（5）热紧：开车后第一批料出料后，对塔身各密封面进行热紧。
1.2.1.2 精馏系统在正常停工后重新开车：(1) 设备检查：●水泵、多级泵盘车灵活，电机运行正常；真空泵极限真空达到0.096MPa；●物料管道畅通，保温正常，阀门关启灵活，阀位正确；●真空系统、冷却水系统、油加热系统正常，塔系统无泄漏；●检查捕集器内物料量，不得超过总体积的1/2；●通知仪表人员开控制系统电源、气源，检查仪表调节、显示正常；(2) 工艺检查：●电话与调度室联系热油炉状况，确定开车台数；●蒸汽供应正常、各分汽缸汽压≥0.3MPa；●真空泵水池水位正常，补充水供应充足；●与氧化联系苯甲酸粗品的供应，以上完成后由班长确定开车。
2 精馏塔故障诊断及处理方法
填料塔常见故障诊断与处理填料塔达不到设计指标统称为故障。
填料塔的故障可由一个因素引起,也可能同时由多个因素引起,一旦出现故障,工厂总是希望尽快找出故障原因,以最少的费用尽快解决问题。
故障诊断者应对塔及其附属设备的设计及有关方面的知识有很深的了解,了解得越多,故障诊断越容易。
故障诊断应从最简单最明显处着手,可遵循以下步骤:（1）若故障严重,涉及安全、环保或不能维持生产,应立即停车,分析、处理故障。
（2）若故障不严重,应在尽量减少对安全、环境及利润损害的前提下继续运行。
在运行过程中取得数据及一些特征现象,在不影响生产的前提下,做一些操作变动,以取得更多的数据和特征现象。
如有可能还可进行全回流操作,为故障分析提供分析数据。
（3）分析塔过去的操作数据,或与同类装置相比较,从中找出相同与不同点。
若塔操作由好变坏,找出变化时间及变化前后的差异,从而找出原因。
（4）故障诊断不要只限于塔本身,塔的上游装置及附属设备,如泵、换热器以及管道等都应在分析范畴内。
（5）仪表读数及分析数据错误可能导致塔的不良操作。
每当故障出现,首先对仪表读数及分析数据进行交叉分析,特别要进行物料平衡,热量平衡及相平衡分析,以确定其准确性。
（6）有些故障是由于设计不当引起的。
对设计引起故障的检查应首先检查图纸,看是否有明显失误之处,分析此失误是否为发生故障的原因;其次,要进行流体力学核算,核算某处是否有超过上限操作的情况;此外,还需对实际操作传质进行模拟计算,检查实际传质效率的高低。
填料塔常见的故障诊断与处理方法如下所述。
原因一：液体分布不均匀。
（1）分布器设计不合理；（2）分布器堵塞、腐蚀漏液；（3）分布器安装水平度差；（4）超过操作弹性；（5）分布器液体入口分布不良。
现象：塔的效率差，压降与设计差异不大。
通常可根据塔各段的分离效率确定那个分布器分布不良。
由于2、4、5引起的效率低，通常增加回流并不能使效率提高；由1、3、4引起的效率低，增加回流可使效率提高。
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填料塔静压液体分布器的水平度要求很高 , 应在塔安 装就位后现场安装 , 以避免塔垂直度对分布器等水平度的
影响。
塔的无规则小摇动,不会使塔效率有大的下降,较垂直 塔的效率下降小于10%。塔的无规则摇动会使液体分布器
分布性能下降,使液体分布器溢流,使塔的效率大幅度下降, 使用管式分布器可避免此类事故发生。
很高的塔,由于风载的影响,塔顶摇动很大宜采用管式 液体分布器。
2、填料塔的椭圆度
一般认为 ,填料塔的椭圆度并不影响填料塔的性能 ,
只是影响塔内件及填料的安装。散装填料的安装并不受 塔椭圆度的影响。为了便于安装,规整填料塔的塔径误差 需予以限制,常规规整填料塔推荐误差见下表。
塔的主要特点比较，列表说明，如下表所示。塔的制造与安装
总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行 ,不能一概而论。 有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制 造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正 常操作。例如图所示,静压孔流式液体分布器受安装水平度的影响,若设 计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平 度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体 分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。
制造与安装精度虽不可一概而论,某些精度也无标准可言, 但仍有公认的误差精度可供参考。
1、填料塔的垂直度
由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变 形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂 直度偏差。 在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因 此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上 一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填 料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证 明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效率下降 5%~10%, 规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填 料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。
2.9 板式塔与填料塔比较
板式塔和填料塔都是常用的精馏塔型，各有其特点， 对于具体的分离任务，正确选择合适的塔型是首要的。 了解分离任务的具体条件和要求，充分理解和掌握各塔 型的特点，是作出合理选择的基础。有时，为完成某个 分离任务，板式塔和填料塔都可以采用，这时往往需经
过详细的设计后，由经济性作出抉择现将板式塔和填料