天津大學化工基礎實驗中心
2014．12
第5章精餾操作崗位實訓
5-1實訓目的
（1）了解精餾操作基本原理和基本工藝流程、了解精餾塔等主要裝置的結構特點、工作原理和效能引數、了解液位、流量、壓力、溫度等工藝引數的測量原理和操作方法。
（2）能夠根據工藝要求進行精餾生產裝置的間歇或連續操作；能夠在操作進行中熟練調控儀表引數,保證生產維持在工藝條件下正常進行。能實現手動和自動無擾切換操作。能熟練操控dcs控制系統。
（3）能根據異常現象分析判斷故障種類、產生原因並排除處理。
（4）能夠完成精餾過程的效能測定。
5-2 精餾的基本原理
精餾實訓採用的混合液體物係是乙醇和水，其分離原理是根據乙醇和水揮發度（或沸點）的差異，使混合液得以分離。其中乙醇稱為易揮發組分（或輕組分），水稱為難揮發組分（或重組分）。操作中，通過精餾板上汽、液兩相的直接接觸，使易揮發組分-乙醇由液相向汽相傳遞，難揮發組分-水由汽相向液相傳遞，汽、液兩相之間發生質量傳遞過程。
最終，由塔頂得到易揮發組份含量較高的乙醇溶液，由塔底得到難揮發組份含量較高的水溶液。
5-3 精餾操作工藝流程、主要裝置及儀表控制
（1） 精餾實訓裝置工藝流程圖見圖5-l
圖 5-1 帶有控制點的精餾工藝流程圖
（2） 精餾實訓裝置主要裝置技術引數見表5-l
表 5-1 精餾實訓裝置主要裝置技術引數
精餾操作主要裝置簡介：
·塔頂冷凝器使用列管式冷卻器，換熱管採用紫銅管軋制出的散熱翅片，整體換熱面積大，體積小，重量輕，適用於粘度低和較清潔的流體冷卻。
圖 5-2 塔頂冷凝器部件圖
·篩板塔內裝14塊水平塔板，板上均布許多圓形小孔，形狀如篩；並裝有溢流管。操作時，液體由塔頂進入，經溢流管逐板下降，並在板上積存液層。蒸氣由塔底進入，經篩孔上公升穿過液層，鼓泡而出，因而兩相可以充分接觸，並相互作用。
篩板塔結構簡單、造價低；氣流壓降小、板上液面落差小；板效率高。
圖 5-3 精餾塔篩板部件圖
圖 5-4 精餾塔體部件圖
·再沸器使液體再一次公升溫汽化。其結構與冷凝器相似。它使精餾塔底液相的重組分氣化,氣相向上流動，與從回流罐回流的輕組分液相在塔板上進行多次部分氣化和部分冷凝，從而使混合物達到高純度的分離。
圖 5-5 再沸器部件圖
（3） 精餾實訓裝置主要閥門名稱及作用見表5-2
表 5-2 精餾實訓裝置主要閥門名稱及作用
（4） 精餾實訓裝置流程簡述
精餾操作的原料液為乙醇-水（15-20%）混合液，塔頂餾出液為高純度的乙醇產品，塔釜殘液主要是水和少量乙醇組分。
原料液行走路徑為從原料罐v105—通過進料幫浦p104—閥門va132—閥門va136—閥門va133—大轉子流量計f102—進料預熱器e102—閥門va121—從第十四塊板進入篩板精餾塔t101；或者原料液通過進料幫浦p104—閥門va135—塔頂冷凝器e101—閥門va133—大轉子流量計f102—進料預熱器e102—閥門va121—從第十四塊板進入篩板精餾塔t101的塔釜再沸器內。
冷卻水一路經過閥門va103—轉子流量計f106—進入塔釜冷卻器e104；另一路經過閥門va140—閥門va138—轉子流量計f105—進入塔頂冷凝器e101。
塔釜內的原料液經加熱沸騰後所產生蒸汽，經過塔頂冷凝器冷凝並冷卻後流入回流罐v101。全回流操作時，冷凝液由採出幫浦p102輸送—經閥門va129—轉子流量計f103—閥門va126—回流至篩板精餾塔t101內。部分回流操作時，冷凝液一部分經過閥門va131由回流幫浦p101輸送—經轉子流量計f103—回流至精餾塔t101內；另一部分由採出幫浦p102輸送—經閥門va130—轉子流量計f104—閥門va127—輸送到塔頂出料罐v103中。
塔釜中的液體，一部分經再沸器e103回精餾塔，繼續維持上公升蒸汽的產生，另一部分通過電磁閥va106控制，作為塔底採出產品，其原理是依靠液位差將塔釜液體輸送到塔釜出料罐v104內。電磁閥va106和lic102構成串級控制迴路，控制調節精餾塔液位。再沸器用電加熱棒加熱，加熱功率由eic101控制。
真空操作時，原料罐v105開啟閥門va159；精餾塔t101開啟閥門va125；塔頂出料罐v103開啟閥門va137；塔釜出料罐v104開啟閥門va105到真空緩衝罐v102，空氣最終被真空幫浦p103排出。
(5) 精餾實訓裝置控制儀表面板圖見圖 5-6
圖 5-6 精餾實訓裝置面板圖
(6) 精餾實訓裝置儀表控制引數見表5-3
表 5-3 精餾實訓裝置檢測引數
·真空緩衝罐v102壓力pic101檢控引數關聯圖：
圖5-7真空緩衝罐v102壓力pic101檢控引數關聯圖
·回流罐v101液位lic106檢控引數關聯圖：
圖5-8回流罐v101液位lic106檢控引數關聯圖
·回流流量fic103檢控引數關聯圖：
圖5-9回流流量fic103檢控引數關聯圖
·進料流量fic101檢控引數關聯圖：
圖5-10進料流量fic101檢控引數關聯圖
·進料溫度tic121檢控引數關聯圖：
圖5-11進料溫度tic121檢控引數關聯圖
·再沸器e103加熱功率eic101檢控引數關聯圖：
圖5-12再沸器e103加熱功率eic101檢控引數關聯圖
5-4 單元專案訓練
（1）工藝檔案準備：
能識記精餾生產過程工藝檔案，能識讀精餾崗位的工藝流程圖、實訓裝置示意圖、實訓裝置的平面和立面布置圖，能繪製工藝配管簡圖，能識讀儀表聯鎖圖。了解精餾塔、塔釜再沸器、塔頂全凝器等主要裝置的結構和布置。
（2）開車前的動、靜裝置檢查訓練：
檢查原料預熱器、塔頂冷凝器、塔釜再沸器、各管件、儀表、精餾塔及附屬裝置是否完好，檢查閥門、分析取樣點是否靈活好用以及管路閥門是否有漏水現象。
（3）檢查原料液及冷卻水、電氣等公用工程的**情況訓練：
·檢查原料罐內閥門是否處於正確位置，原料加入口是否暢通，沒有堵塞情況。
·檢查上水管線是否正常，水流量是否達到要求。
·檢查電器儀表櫃處於正常後接通動力電源，電器儀表櫃三塊指標電壓表均指向380v，說明動力電源已經接入。按下電器儀表櫃總電源開關綠色按鈕使儀表上電，整套實訓裝置處於準備開啟狀態。
·按照常用儀表的使用方法，對儀表及主要部件是否正常作出判斷。
·開啟裝置總電源，巡視儀表。觀察儀表有無異常（pv和sv顯示是否在閃動，一般閃動即表示儀表異常）。
·開啟計算機，雙擊螢幕桌面上的「精餾實驗」圖示進入軟體，登陸系統後，檢查軟體儀表傳輸是否正常，即逐一對照儀表及軟體視窗的相應顯示，觀察其是否一致（一致則軟體正常，否之則為不正常。）
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