Druckanpassung der Destillationskolonne

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Wie wird im Destillationsprozess der Druck im Kolben reguliert? Welche Faktoren beeinflussen die Veränderungen des Turmdrucks? Bei der Betriebsführung jedes Destillationskolbens muss der Kolbendruck innerhalb der vorgegebenen Werte gehalten werden, um die anderen Parameter entsprechend anzupassen. Überschreiten die Druckschwankungen im Kolonnenkopf ein bestimmtes Maß, so wird das Stoff- und Gas-Flüssigkeits-Gleichgewicht in der gesamten Kolonne gestört, wodurch das Produkt die geforderte Qualität nicht erreicht. Daher verfügen viele Destillationskolonnen über spezielle Maßnahmen, um zu gewährleisten, dass der Kolonnendruck im geeigneten Bereich bleibt. (1) Für den Druck im Verdampfungsturm gibt es hauptsächlich zwei Methoden zur Regulierung: ① Wenn der Kondensator an der Spitze des Turms ein Trennkondensator ist, wird der Turmdruck in der Regel durch die Menge des aus der Gasphase entnommenen Stoffes reguliert. Bei unveränderten anderen Bedingungen steigt die Menge an Gas, das aus dem Prozess gewonnen werden kann, während der Druck im Tower sinkt ； Die Menge an Gas, das aus dem Prozess gewonnen werden kann, nimmt ab, während der Druck im Tower steigt. ②Wenn der Kondensator auf der Spitze des Turms ein Vollkondensator ist, wird der Druck im Turm in der Regel durch die Menge des Kühlmittels reguliert – das entspricht im Grunde der Regulierung der Temperatur der Rückflussflüssigkeit. Bei unveränderten anderen Bedingungen führt eine Erhöhung der Kühlmittelmenge dazu, dass die Temperatur der Rücklaufflüssigkeit und der Druck im Kolonne sinken ； Wenn die Menge an Kältemittel verringert wird, steigt die Temperatur der Rückflussflüssigkeit und auch der Druck im Tower. Für die Druckregelung in Destillationskolonnen gibt es hauptsächlich zwei Methoden: ① Wenn das Vakuum in der Kolonne mithilfe einer Spritzpumpe erzeugt wird, kann man das Vakuum durch Anpassung der Menge oder der Temperatur des Kühlmittels im Kondensator an der Oberseite der Kolonne regulieren. Wenn die getrennten Stoffe mit Luft in Berührung kommen dürfen, arbeitet in diesem Steuerungssystem die Dampfpumpe mit maximaler Leistung. Der Regelventil befindet sich an der Leitung, die zur Atmosphäre führt. Durch die Einstellung der Öffnungsweite des Regelventils kann die Menge an Abgasen, die aus dem System abgeleitet werden, reguliert werden. Auf diese Weise wird die Vakuumstärke im Turm gesteuert. ②Bei der Vakuumerzeugung mittels eines elektrischen Vakuumpumpens wird das Regelventil in die Rücklaufleitung der Vakuumpumpe eingebaut. Durch die Einstellung des Öffnungsgrades des Regelventils wird die Menge der aus dem System abgesaugten Abgase reguliert, wodurch wiederum der Vakuumgrad im Turm gesteuert wird. Bei der Druckregelung in Kolonnen unter Atmosphärendruck gibt es im Wesentlichen drei Methoden: ① Wenn keine hohen Anforderungen an die Stabilität des Drucks am Kolonnenkopf bestehen, ist es nicht notwendig, ein Druckregelungssystem zu installieren. Stattdessen sollte an der Destillationsanlage (Kondensator oder Rücklaufbehälter) ein Rohr zur Entlüftung in die Atmosphäre angebracht werden, um sicherzustellen, dass der Druck im Inneren der Kolonne nahe dem atmosphärischen Druck liegt. ②Wenn hohe Anforderungen an die Stabilität des Drucks an der Spitze des Turms bestehen oder die zu trennenden Stoffe nicht mit Luft in Berührung kommen dürfen, kann zur Steuerung des Drucks an der Spitze des Turms die Methode der Druckregelung in einem unter Druck stehenden Turm angewandt werden. ③Die Gasdruck im Rektifikationskessel wird durch Regulierung der Menge des Heiddampfes geregelt. Wie wird die Temperatur des Reaktors bei der Destillation reguliert? Welche Faktoren beeinflussen die Schwankungen der Kesseltemperatur? Die Temperatur des Kessels wird durch den Druck im Kessel sowie die Zusammensetzung der Materialien bestimmt. Während des Destillationsprozesses kann die Produktqualität nur gewährleistet werden, wenn die vorgeschriebene Kesseltemperatur beibehalten wird. Daher ist die Temperatur des Kessels einer der wichtigen Steuerungsparameter bei der Destillation. Wenn sich die Temperatur des Kessels ändert, wird die Temperatur in der Regel durch Anpassung der Menge an Heißdampf, der dem Verdampfungskessel zugeführt wird, auf den Normalwert gebracht. Wenn die Temperatur im Reaktor unter dem vorgeschriebenen Wert liegt, sollte die Menge an Dampf erhöht werden. Dadurch steigt die Menge an verdampftem Fluid im Reaktor, wodurch der Anteil der schwereren Bestandteile im Fluid zunimmt. Dadurch erhöht sich der Siedepunkt und somit auch die Temperatur im Reaktor. Wenn die Temperatur im Reaktor über dem zulässigen Wert liegt, sollte die Menge an Dampf reduziert werden. Dadurch wird die Verdunstungsmenge der Flüssigkeit im Reaktor verringert. Infolgedessen steigt der Anteil der leichteren Bestandteile in der Flüssigkeit, der Siedepunkt sinkt und somit auch die Temperatur im Reaktor. Es gibt viele Ursachen für Schwankungen der Kesseltemperatur. Wenn der Druck im Turm plötzlich ansteigt, steigt auch die Temperatur im Reaktor an, um anschließend wieder zu sinken. Dies liegt daran, dass die Erhöhung der Ölbadtemperatur durch den Druckanstieg verursacht wird, was wiederum zu einer Erhöhung des Siedepunkts der Ölmischung führt. Daher wird die Menge an aufsteigendem Dampf im Turm nicht zunehmen, sondern aufgrund des erhöhten Drucks sogar abnehmen ； Dadurch erfolgt beim Verdampfen der leichteren Bestandteile in der Mischung im Reaktorkessel keine vollständige Verdampfung. Dies führt zu einem Absinken des Siedepunkts der Flüssigkeit im Kessel, wodurch wiederum die Temperatur des Kessels sinkt. Umgekehrt, wenn der Druck im Turm plötzlich sinkt, nimmt die Menge an aufsteigendem Dampf im Turm aufgrund dieses Druckabfalls zu. Dadurch sinkt der Flüssigkeitsspiegel im unteren Teil des Turms schnell, wodurch die schwereren Bestandteile möglicherweise bis zur Oberseite des Turms gelangen können. Mit zunehmender Schwere der Bestandteile im Kesselinhalt steigt der Siedepunkt des Kesselinhalts, und die Kesseltemperatur erhöht sich entsprechend. Daraus lässt sich schließen, dass der Druck im Tank ein wichtiger Faktor für die Temperaturänderungen im Kessel ist. Daher kann man im Betrieb nur dann mit Sicherheit feststellen, ob die Temperatur des Reaktors den Anforderungen des Prozesses entspricht, wenn zunächst der Druck in dem Turm auf den erforderlichen Wert eingestellt wird. Andernfalls können falsche Handlungen erfolgen. Die Temperatur des Kessels sinkt ebenfalls mit zunehmender Konzentration der leichteren Bestandteile im Zutrittsmaterial und steigt mit zunehmender Konzentration der schwereren Bestandteile. Außerdem können Schwankungen der Badtemperatur durch Wasser im Bad, eine Verklumpung des Materials im Verdampfungsbad, die dadurch blockierten Rohre, Schwankungen des Dampfdrucks zur Erwärmung, Defekte an den Regelventilen sowie Störungen bei der ausgewogenen Entnahme des Materials verursacht werden. Bei Schwankungen der Kesseltemperatur ist die Ursache für die Schwankungen zu analysieren und zu beseitigen. Zum Beispiel führt eine zu geringe Menge an Produkt, die an der Spitze des Turms gewonnen wird, dazu, dass die leichteren Komponenten in den Tank am Boden des Turms gedrückt werden, wodurch die Temperatur im Tank sinkt. Wenn zu diesem Zeitpunkt nicht die Menge der aus dem Turmoberen entnommenen Flüssigkeit erhöht wird, sondern lediglich die Menge des zur Erwärmung des Turmbodens verwendeten Dampfes gesteigert wird, hat das keinen Einfluss auf die Temperatur im Turmboden. In schweren Fällen kann dies sogar zu einem Überlaufen der Flüssigkeit führen. Ebenso können die Rohre im Verdampfer aufgrund der Polymerisierung des Materials verstopfen, wodurch die Temperatur im Verdampfer sinkt. In solchen Fällen sollte ein Fahrzeug bestellt werden, um die Anlage zu überprüfen und zu reparieren. Wie wird im Destillationsprozess das Rückflussverhältnis reguliert? Das Rückflussverhältnis wird anhand der Anforderungen an die Trennung der Rohstoffe bestimmt. Sowohl ein zu hoher als auch ein zu niedriger Rückflussverhältnis beeinflussen die Wirtschaftlichkeit der Destillationsprozesse sowie die Qualität des Produkts. Eine Erhöhung des Rückflussverhältnisses kann dazu führen, dass die Konzentration der leichteren Bestandteile im Produkt am Turmoberen Ende zunimmt. Allerdings verringert dies die Produktionskapazität des Turms und erhöht außerdem den Energieverbrauch für Kühlung am Turmoberen Ende sowie für Wärmeabgabe am Turmunteren Ende. Bei der normalen Betriebsweise sollte ein angemessener Rückflussverhältnis aufrechterhalten werden, um unter Gewährleistung der Produktqualität die beste wirtschaftliche Effizienz zu erzielen. Die Rückflussverhältnis kann nur dann angepasst werden, wenn die normalen Produktionsbedingungen im Turm gestört sind oder die Produktqualität nicht den Anforderungen entspricht. Zum Beispiel erhöht sich bei Produkten aus dem Kolbenoberteil der Gehalt an schweren Bestandteilen und die Qualität verschlechtert sich; daher muss das Rücklaufverhältnis angemessen erhöht werden. Die Last des Turms (Zufuhrmenge) ist zu niedrig; um eine bestimmte Aufstiegsgeschwindigkeit der Dampfströmung im Turm zu gewährleisten, muss auch das Rückflussverhältnis angemessen erhöht werden. Bei großen Produktionsanlagen kann der Rückflussverhältnis entsprechend angepasst werden, wenn es zu Widersprüchen zwischen den Anforderungen an die verschiedenen Typen von Trägerplattenstrukturen sowie an die Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfs sowie zwischen dem Designbereich der Messgeräte und der tatsächlichen Produktionsmenge kommt. Ebenso bei den Schwimmerventil-Trennelementen: Wenn die Verarbeitungskapazität nur 50–60 % der geplanten Kapazität beträgt, muss man den Rückflussverhältnis erhöhen, damit die Schwimmerventile im geeigneten Bereich arbeiten können und auch der Messbereich der Geräte innerhalb eines angemessenen Bereichs bleibt. Dies ist äußerst wichtig, um eine stabile Produktion in großen Produktionsanlagen aufrechtzuerhalten. 4. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das Rückflussverhältnis zu regulieren: ① Die Menge des Produkts, das an der Spitze des Turms entnommen wird, kann verringert werden, um so das Rückflussverhältnis zu erhöhen. ②Wenn der Kondensator auf dem Turm ein Trennkondensator ist, kann die Menge des Kühlmittels am Turm erhöht werden, um die Menge des Kondensats zu steigern und den Rückflussgrad zu vergrößern. ③Durch den erzwungenen Rückfluss mit einem Zwischenspeicher für das Rückflussfluid kann der Rückflussstrom vorübergehend erhöht werden, um das Rückflusssverhältnis zu steigern, doch der Rückflussspeicher darf nicht entleert werden. 5. Wie wird im Destillationsprozess der Druckunterschied im Kolben reguliert? Der Druckunterschied im Tower ist ein wichtiger Faktor zur Bestimmung der Gaslast im Tower und zugleich ein wichtiges Kriterium, um zu beurteilen, ob die Zufuhr und Abfuhr von Stoffen bei der Destillation ausgewogen sind. Bei ausgeglichenem Zulauf und Ablauf sowie konstantem Rückflussverhältnis bleibt der Druckunterschied im Tower im Wesentlichen unverändert. Wenn das normale Stoffbilanzgleichgewicht gestört wird oder sich die Temperatur und der Druck im Tower ändern, führt dies zu einer Veränderung der Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfstroms sowie der Höhe des Flüssigkeitsverschlusses auf den Treppenplatten. Dadurch entstehen Veränderungen im Druckunterschied im Tower. Bei der Destillation muss entsprechend den Ursachen für Veränderungen des Druckunterschieds im Tower reguliert werden. Es gibt drei gängige Methoden dafür: ① Bei konstanter Zufuhrmenge wird der Druckunterschied im Tower durch die Menge der Flüssigkeit, die an der Oberseite des Towers entnommen wird, reguliert. Wenn mehr Produkt gewonnen wird, verringert sich die Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfs im Turm, wodurch der Druckunterschied im Turm abnimmt ； Die Fördermenge nimmt ab, die Geschwindigkeit des aufsteigenden Dampfs im Tower erhöht sich und der Druckunterschied im Tower steigt an. ②Bei unveränderter Fördermenge wird der Druckunterschied im Turm durch die Zufuhrmenge reguliert. Steigende Zufuhrmenge, erhöhter Druckunterschied im Turm ； Die Zufuhrmenge nimmt ab, der Druckunterschied im Turm sinkt. ③Im Rahmen der zulässigen Prozessparameter wird der Druckunterschied im Turm durch Änderungen der Temperatur im Reaktor reguliert. Erhöhung der Kesseltemperatur, Anstieg des Druckunterschieds in der Turbine ； Bei gesenkter Kesseltemperatur sinkt der Druckunterschied im Kolonnenturm. Bei Druckunterschiedsänderungen aufgrund von Geräteproblemen sollte jeweils individuell vorgegangen werden; bei schwerwiegenden Fällen muss die Anlage stillgelegt und gewartet werden. 6. Wie wird die Temperatur an der Spitze des Destillationskolbens bei der Destillation reguliert? Die Temperatur an der Spitze des Turms ist ein wichtiger Faktor, der die Qualität des Produkts an dieser Stelle bestimmt. Bei konstantem Kolonnendruck führt eine Erhöhung der Oberflächentemperatur zu einem Anstieg des Anteils der schwereren Bestandteile im Produkt an der Kolonnenoberseite, wodurch die Qualität abnimmt. Es gibt hauptsächlich zwei Methoden zur Regulierung der Temperatur an der Spitze des Turms: Eine besteht darin, den Rückflussstrom konstant zu halten und dabei die Temperatur des Rückflusses zu regulieren ； Eine Möglichkeit besteht darin, die Rückflusstemperatur konstant zu halten und die Menge des Rückflusses anzupassen. Da die Produktionsanlagen zunehmend größer werden, wird zur Gewährleistung der Produktionsstabilität die Methode zur Regulierung des Rücklaufvolumens weithin angewandt. Die konkreten Anpassungsmethoden sind wie folgt: ① Die Oberflächentemperatur wird durch die Rückflussmenge gesteuert. Die Rückflussmenge nimmt zu, die Temperatur an der Spitze sinkt. Diese Regelungsmethode wird häufig angewandt, wenn an der Spitze des Turms ein Vollkondensator vorhanden ist. ②Wenn beim Wärmetransfer des Kühlmittels, das an der Spitze des Turms verwendet wird, eine Phasenänderung stattfindet, kann die Spitzen Temperatur durch die serielle Regulierung des Verdampfungsdrucks des Kühlmittels sowie der Spitzen Temperatur selbst gesteuert werden. Der Verdampfungsdruck sinkt, was wiederum zu einer Senkung der Verdampfungstemperatur führt und somit eine Abnahme der Oberflächentemperatur verursacht. Diese Methode kann den Rückfluss bei einem Trennkondensator am Dach des Turms verändern ； Bei einer Unterkühlung im Kondensator am Turmkopf kann dies außerdem zur Veränderung der Rücklauftemperatur verwendet werden. ③Wenn sich der Kältemittelstrom am Turmkopf während des Wärmeübergangs nicht phasenändert, kann die Temperatur am Turmkopf mittels einer Kaskadenschaltung aus Kältemittelstrom und Oberflächentemperatur geregelt werden. Wenn der Durchfluss zunimmt, sinkt die Oberflächentemperatur. Diese Methode kann sowohl den Rückflussstrom als auch die Rückflusstemperatur verändern. ④Die Oberfläche des Kondensators auf dem Dach wird verwendet, um die Oberflächentemperatur zu regulieren. Durch Erhöhung des Kältemittelstands vergrößert sich die Wärmeübertragungsfläche und die Oberflächentemperatur sinkt. Diese Methode kann sowohl den Rückflussstrom als auch die Rückflusstemperatur verändern. ⑤Wenn die Konzentration des Stoffes im Destillationsabschnitt hoch ist, kann die Oberflächentemperatur durch den Temperaturunterschied zwischen zwei Platten reguliert werden. Die Temperaturdifferenz nimmt zu, die Menge des Rückflussfluids steigt und die Oberflächentemperatur sinkt.