Ajuste de presión en la torre de destilación

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¿Cómo se ajusta la presión de la torre en las operaciones de destilación? ¿Cuáles son los factores que afectan los cambios en la presión de la torre? En la operación de cualquier columna de destilación, es necesario mantener la presión dentro de los valores establecidos, a fin de poder ajustar adecuadamente los demás parámetros. Si las fluctuaciones en la presión de la torre son excesivas, se verá afectado el equilibrio de materiales y el equilibrio gas-líquido en toda la torre, lo que impide que el producto alcance la calidad deseada. Por lo tanto, muchas columnas de destilación cuentan con medidas específicas para garantizar que la presión en la columna se mantenga dentro de un rango adecuado. (1) En cuanto a la presión en la torre de presurización, existen principalmente dos métodos para regularla: ① Cuando el condensador en la parte superior de la torre es un condensador de fraccionamiento, la presión se regula generalmente mediante la cantidad de gas que se extrae. Si todas las demás condiciones permanecen constantes, aumenta la cantidad de producto extraído en fase gaseosa y disminuye la presión en la torre ； La cantidad de extracción en fase gaseosa disminuye y la presión en la torre aumenta. ②Cuando el condensador en la parte superior de la torre es un condensador total, la presión en la torre se regula mediante la cantidad de refrigerante utilizado; en otras palabras, se trata de regular la temperatura del líquido de retorno. Si se aumenta la cantidad de refrigerante, manteniendo todas las demás condiciones constantes, la temperatura del líquido de retorno disminuye, al igual que la presión en la torre ； Si se reduce la dosis de refrigerante, la temperatura del líquido de retorno aumenta y la presión de la torre también aumenta. Para el control de la presión en las columnas de destilación a baja presión, existen principalmente dos métodos: ① Cuando el vacío en la columna se obtiene mediante bombas de inyección, se puede regular el nivel de vacío ajustando la cantidad de refrigerante o su temperatura en el condensador situado en la parte superior de la columna, con el fin de modificar la cantidad de gases de escape. Cuando los materiales separados pueden entrar en contacto con el aire, en este sistema de control, la bomba de inyección de vapor funciona a su capacidad máxima. La válvula de regulación se encuentra en la tubería que conecta con el ambiente; mediante el ajuste de la apertura de esta válvula, se regula la cantidad de gases de escape que salen del sistema, logrando así regular el nivel de vacío en la torre. ②Cuando se utiliza una bomba de vacío eléctrica para crear vacío, la válvula de regulación se instala en la línea de retorno de la bomba. Mediante el ajuste de la apertura de esta válvula, se puede controlar la cantidad de gases residuales que salen del sistema, y así regular el nivel de vacío en la torre. Para el control de la presión en las columnas a presión atmosférica, existen principalmente tres métodos: ① Cuando no se requiere una alta estabilidad en la presión en la parte superior de la columna, no es necesario instalar un sistema de control de presión. En su lugar, se debe colocar un tubo que conecte la columna con la atmósfera, de modo que la presión dentro de la columna sea similar a la presión atmosférica. ②Cuando se requiere una alta estabilidad en la presión en la parte superior de la torre, o cuando los materiales a separar no deben entrar en contacto con el aire, se puede utilizar el método de control de la presión en torres a presión para regular dicha presión. ③Se regula la presión del gas en la caldera de la torre mediante el ajuste de la cantidad de vapor de calentamiento. ¿Cómo se ajusta la temperatura del tanque en las operaciones de destilación? ¿Cuáles son los factores que afectan las fluctuaciones de la temperatura del tanque? La temperatura del tanque está determinada por la presión en el mismo y por la composición de los materiales. Durante el proceso de destilación, solo manteniendo la temperatura del tanque establecida se puede garantizar la calidad del producto. Por lo tanto, la temperatura de la olla es uno de los indicadores de control importantes en las operaciones de destilación. Cuando la temperatura del recipiente cambia, normalmente se ajusta a su valor normal modificando la cantidad de vapor de calentamiento que llega al recipiente de evaporación. Cuando la temperatura del tanque está por debajo del valor establecido, se debe aumentar el consumo de vapor, a fin de incrementar la cantidad de vaporización en el líquido del tanque. De esta manera, aumenta el contenido de las sustancias más pesadas en el líquido, lo que eleva el punto de burbujeo y, por consiguiente, la temperatura del tanque. Cuando la temperatura del tanque supera el valor establecido, se debe reducir el consumo de vapor, a fin de disminuir la cantidad de vaporización del líquido en el tanque. De esta manera, aumenta relativamente el contenido de los componentes ligeros en el líquido, lo que hace que el punto de burbujeo disminuya y, por consiguiente, también la temperatura del tanque. Existen muchas causas para las fluctuaciones de la temperatura de la olla. Cuando la presión en la torre aumenta de repente, la temperatura del tanque también aumenta, para luego disminuir nuevamente. Esto se debe a que el aumento de esta temperatura del caldero es consecuencia del aumento de la presión, el cual provoca un incremento en el punto de ebullición del líquido del caldero. Por lo tanto, la cantidad de vapor que asciende dentro de la torre no solo no aumentará, sino que incluso disminuirá debido al aumento de la presión ； De este modo, la destilación de los componentes ligeros en la mezcla del recipiente no es completa, lo que provoca una disminución del punto de ebullición del líquido del recipiente y, en consecuencia, una nueva reducción de la temperatura en él. Por el contrario, cuando la presión en la torre disminuye de repente, la cantidad de vapor que asciende dentro de la torre aumenta debido a esa disminución de presión. Esto provoca una rápida caída del nivel del líquido en la parte inferior de la torre, lo que puede hacer que las sustancias de mayor peso molecular lleguen hasta la parte superior de la torre. A medida que aumenta el peso de los componentes en el líquido del reactor, aumenta también el punto de burbujeo de dicho líquido, y por lo tanto, sube la temperatura del reactor. Por lo tanto, la presión en la torre es un factor importante que provoca cambios en la temperatura del tanque. Por lo tanto, en la operación, solo después de controlar primero la presión de la torre dentro de los valores requeridos se puede saber con certeza si la temperatura del recipiente cumple con los requisitos del proceso; de lo contrario, se producirán operaciones erróneas. La temperatura de la olla también disminuye a medida que aumenta la concentración de los componentes ligeros en la materia prima, y aumenta a medida que aumenta la concentración de los componentes pesados. Además, la presencia de agua en el tanque, la polimerización de los materiales en el tanque de evaporación que obstruye algunas tuberías, las fluctuaciones en la presión del vapor de calentamiento, el fallo de las válvulas de control y la alteración en el proceso de extracción equilibrada de los materiales, todo esto puede causar fluctuaciones en la temperatura del tanque. Cuando haya fluctuaciones en la temperatura del caldero, se deben analizar las causas de dichas fluctuaciones y eliminarlas. Por ejemplo, si la cantidad extraída en la parte superior de la torre es demasiado pequeña, los componentes ligeros se desplazan hacia el fondo de la torre, lo que provoca una disminución de la temperatura en dicho fondo. En este caso, si no se aumenta la extracción en la parte superior de la torre, y simplemente se incrementa la cantidad de vapor de calefacción utilizado en la parte inferior de la misma, esto no tendrá ningún efecto en la temperatura del tanque. En casos graves, incluso puede causar un fenómeno de transbordamiento del líquido. Por ejemplo, si los tubos de la olla de evaporación se obstruyen debido a la polimerización de la materia prima, esto provoca una disminución de la temperatura de la olla. En ese caso, es necesario contratar a alguien para que revise y repare el equipo. ¿Cómo se ajusta la relación de reflujo en las operaciones de destilación? La relación de retroflujo se determina en función de los requisitos de separación de las materias primas. Tanto un ratio de retorno excesivamente alto como uno excesivamente bajo afectan la rentabilidad del proceso de destilación y la calidad del producto. Aumentar la relación de retorno permite incrementar la concentración de los componentes ligeros en el producto que se obtiene en la parte superior de la torre. Sin embargo, esto disminuye la capacidad de producción de la torre, además de aumentar el consumo de energía para enfriar la parte superior de la torre y para calentar su parte inferior. En el funcionamiento normal, se debe mantener un ratio de reflujo adecuado, con el fin de lograr los mejores resultados económicos, siempre y cuando se garantice la calidad del producto. Solo se puede ajustar la relación de retroflujo cuando se ven afectadas las condiciones normales de producción en la torre o cuando la calidad del producto no es satisfactoria. Por ejemplo, si aumenta el contenido de componentes reorganizados en el producto de la cima de la torre y disminuye su calidad, es necesario aumentar adecuadamente la relación de retroflujo. La carga de la torre (cantidad de alimentación) es demasiado baja; para garantizar una velocidad de vapor ascendente adecuada dentro de la torre, también es necesario aumentar proporcionalmente la relación de reflujo. En el caso de las grandes instalaciones de producción, cuando surgen conflictos entre los diferentes tipos de estructuras de las placas de evaporación, las exigencias relacionadas con la velocidad del vapor ascendente, el rango de funcionamiento de los instrumentos y el volumen real de producción, se puede modificar adecuadamente la relación de retroflujo. Por ejemplo, en el caso de las placas de torre con válvulas flotantes, si la capacidad de procesamiento es solo del 50-60% de la capacidad diseñada, para que las válvulas flotantes funcionen dentro de los rangos adecuados y para que el rango de medición de los instrumentos se mantenga dentro de los límites óptimos, es necesario aumentar la relación de reflujo. Esto es sumamente importante para garantizar una producción estable en las grandes instalaciones de producción. 4. Los métodos para ajustar la relación de reflujo son los siguientes: ① Reducir la cantidad de producto extraído en la parte superior de la torre, a fin de aumentar la relación de reflujo. ②Cuando el condensador en la parte superior de la torre es un separador, se puede aumentar la cantidad de refrigerante utilizado en dicha zona, con el fin de incrementar la cantidad de líquido condensado y, por lo tanto, el ratio de reflujo. ③Con el retorno forzado mediante un tanque intermedio de líquido de retorno, se puede aumentar temporalmente el caudal de retorno para elevar la relación de retorno, pero no se debe vaciar el tanque de retorno. 5. ¿Cómo se ajusta la diferencia de presión en la torre durante la operación de destilación? La diferencia de presión en la torre es el principal factor para medir la carga gaseosa dentro de la misma, y también es uno de los indicadores importantes para determinar si la alimentación y la descarga en la operación de destilación están equilibradas. Cuando el flujo de entrada y de salida se mantiene equilibrado, y la relación de retroflujo permanece constante, la diferencia de presión en la torre es, básicamente, constante. Cuando se altera el equilibrio normal de materiales, o cuando cambian la temperatura y la presión dentro de la torre, esto provoca cambios en la velocidad del flujo de vapor ascendente, así como en la altura del sello líquido en las placas de la torre. Todo esto a su vez genera cambios en la diferencia de presión dentro de la torre. En las operaciones de destilación, es necesario realizar ajustes en función de las causas que provocan cambios en la diferencia de presión dentro de la torre. Existen tres métodos comunes para ello: ① Manteniendo constante la cantidad de material de entrada, se ajusta la diferencia de presión mediante la cantidad de líquido que se extrae desde la parte superior de la torre. Cuanto mayor es la extracción de producto, menor es la velocidad del vapor ascendente en la torre y disminuye la diferencia de presión en ella ； La cantidad extraída disminuye, la velocidad del vapor que asciende en la torre aumenta y la diferencia de presión en la torre se eleva. ②Con un caudal de extracción constante, se utiliza el caudal de alimentación para regular la diferencia de presión en la torre. Aumento de la cantidad de material de alimentación, aumento de la diferencia de presión en la torre ； La cantidad de alimentación disminuye y la diferencia de presión en la torre disminuye. ③Dentro de los límites permitidos por las especificaciones del proceso, se regula la diferencia de presión en la torre mediante cambios en la temperatura del tanque. Al aumentar la temperatura de la olla, aumenta también la diferencia de presión en la torre ； Al disminuir la temperatura de la olla, la diferencia de presión en la torre también disminuye. En cuanto a los cambios en la diferencia de presión causados por problemas en el equipo, se debe abordar cada caso de manera específica; en casos graves, es necesario detener la máquina para realizar reparaciones. 6. ¿Cómo se regula la temperatura en la parte superior de la torre durante el proceso de destilación? La temperatura en la parte superior de la torre es un factor importante que determina la calidad del producto obtenido allí. Con una presión de la torre constante, al aumentar la temperatura en la parte superior, el contenido de componentes pesados en el producto de la cima de la torre aumenta y su calidad disminuye. Existen dos métodos principales para regular la temperatura en la parte superior de la torre: uno consiste en mantener constante el caudal de retorno y regular la temperatura de este ； Una es mantener una temperatura de retorno fija y ajustar el caudal de retorno. Debido al aumento progresivo del tamaño de los equipos de producción, y con el fin de garantizar la estabilidad en la misma, se ha adoptado ampliamente el método de ajuste del caudal de retorno. Los métodos específicos de ajuste son los siguientes: ① Controlar la temperatura máxima mediante el flujo de retorno. Aumenta el flujo de retorno y disminuye la temperatura en la parte superior; este método de regulación se utiliza principalmente cuando la parte superior de la torre funciona como condensador total. ②Cuando el refrigerante utilizado en la parte superior de la torre sufre un cambio de fase durante el proceso de transferencia de calor, se puede controlar la temperatura de la parte superior mediante un control en cascada de la presión de evaporación del refrigerante y la temperatura de la parte superior. La presión de evaporación disminuye, y la temperatura de evaporación correspondiente también disminuye, lo que provoca una reducción de la temperatura máxima. Este método puede cambiar el caudal de retorno cuando el condensador en la cima de la torre actúa como separador ； Cuando existe un efecto de subenfriamiento en el condensador de la parte superior de la torre, esto también puede utilizarse para modificar la temperatura de reflujo. ③Cuando el refrigerante en la parte superior de la torre no sufre cambios de fase durante el proceso de transferencia de calor, se puede controlar la temperatura de la parte superior mediante un control en cascada del caudal de refrigerante y la temperatura de la parte superior. Si el caudal aumenta, la temperatura máxima disminuye. Este método puede cambiar tanto el caudal de retorno como la temperatura del mismo. ④Se regula la temperatura de la parte superior mediante el área de intercambio térmico del condensador de la cima de la torre. Se eleva el nivel del líquido refrigerante, aumenta la superficie de intercambio térmico y disminuye la temperatura en la parte superior. Este método permite modificar tanto el caudal de retorno como la temperatura del mismo. ⑤Cuando la concentración de la materia en la sección de destilación es alta, se puede utilizar la diferencia de temperatura entre dos placas para regular la temperatura en la parte superior. Aumenta la diferencia de temperatura, aumenta la cantidad de líquido que regresa y disminuye la temperatura en la parte superior.