共沸精餾塔裝置是化工工藝過(guò)程中重要的單元操作,是化工生產(chǎn)中*的手段,其基本原理是利用組分的汽液平衡關(guān)系與混合物之間相對揮發(fā)度的差異,將液體升溫汽化并與回流的液體接觸,使易揮發(fā)組分(輕組分)逐級向上提高濃度;而不易揮發(fā)組分(重組分)則逐級向下提高濃度。若采用填料塔形式,對二元組分來(lái)說(shuō),則可在塔頂得到含量較高的輕組分產(chǎn)物,塔底得到含量較高的重組分產(chǎn)物。
共沸精餾塔裝置是化學(xué)工程與化工工藝、化工研究實(shí)驗室專(zhuān)用設備,可供有機化工、石油化工、精細化工、生物制藥化工等專(zhuān)業(yè)部門(mén)的科研、教學(xué)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方面使用。用于有機物質(zhì)的精制分離時(shí),具有操作穩定、塔效率高、數據重現性好等優(yōu)點(diǎn)。此外,它還可裝填不同規格、尺寸的填料測定塔效率,也能用于小批量生產(chǎn)或中間模擬試驗。當填裝小尺寸的三角型填料或θ網(wǎng)環(huán)填料時(shí),可進(jìn)行精密精餾。裝置結構緊湊,外形美觀(guān),控制儀表采用先進(jìn)的智能化形式。
對共沸精餾塔裝置進(jìn)行優(yōu)化時(shí),先要從眾多參數中確定出獨立的設計變量與可調設計變量。幾種常見(jiàn)的優(yōu)化方式如下:
1.操作壓力優(yōu)化
常規共沸精餾塔裝置單塔的壓力優(yōu)化相對較簡(jiǎn)單,在滿(mǎn)足塔頂冷凝器的溫度可以在炎熱的夏季也能夠用自來(lái)水冷卻的前提下,可以選用相對較低的操作壓力以減少再沸器的熱負荷。在實(shí)際設計的時(shí)候,由于增加壁厚而增加的設備費用將隨著(zhù)壓力的增加而增大,在滿(mǎn)足分離要求的前提下,低壓(正壓)相對有利。
2.理論塔板數與回流比優(yōu)化
理論塔板數越多,分離效果越好,制造成本越大。
3.進(jìn)料位置和進(jìn)料狀態(tài)優(yōu)化
相同分離要求及板數下,回流比小或冷凝器、再沸器熱負荷??;相同板數及回流比下,塔頂和塔釜產(chǎn)品的分離純度高;相同分離要求和回流比下,所需塔板數少。