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これこそが蒸留塔の運転に影響を与える重要な要因である……

2016-06-17View Original

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蒸留操作に影響を与える要因は以下の通りです。1、リフラックス比の影響; 2、給料状態の影響; 3、供給量の大きさの影響; 4、投入材組成の変化が与える影響; 5、給料温度変動の影響; 6、タワー頂部の冷却剤量の影響; 7、タワー頂部での採取量の影響; 8、タワー底部での採取量の影響; 9、給料位置の影響; 10、充填材の種類の影響; 11、塔の設置が蒸留操作に与える影響; 12、蒸気速度と噴霧密度の影響。 1、リフラックス比の影響 運転中に製品の品質要件を満たすためにリフラックス比の大きさを変更することは、よくある問題です。塔頂留分の重質成分含有量が増加すると、製品品質を合格させるために、重質成分を押し下げる目的で還流を強化する方法がよく用いられる。 精留段の軽成分が抽出段に降りて塔下部の温度が低下した場合、適切にリフラックス比を減らすことでタンク内の温度を上げることができる。還流比を増加させると、塔頂から製品を得る蒸留塔において製品品質は向上するが、塔の生産能力は低下し、水や電力、ガスの消費量が増える。 返流比が過大になると、塔内の物質の循環量が増えすぎ、場合によっては液だまりが発生し、塔の正常な運転が妨げられます。 2、供給状態にはどのようなものがあり、精留操作にどのような影響を与えるか? 供給状態には5種類あります:(1)冷たい供給物、(2)飽和液、(3)気液混合物、(4)飽和ガス、(5)過熱ガス。一定量の供給が行われる塔において、供給状態が変化すると、製品の品質や損失に影響を与えます。 例えば、ある塔が飽和液を原料としている場合、それを冷却された原料に変更すると、原料液は塔内に入った後、供給板で抽出段から上昇してくる蒸気と出会い、飽和温度まで加熱される。同時に、上昇する蒸気の一部が凝縮される。精留段の塔板数が多すぎ、抽出段の塔板数が不足していると、結果としてタンク内の液量の損失が増加する。このときの操作においては、再沸器の蒸気を適切に調整し、塔内の戻り流量を元の量に戻す必要がある。3、供給量の大きさは精留操作にどのような影響を与えるか? 2つのケースがある:(1)供給量の変動範囲が塔頂の凝縮器および加熱釜の負荷範囲を超えない場合、適切に調整すれば塔頂温度や釜温度に顕著な変化は生じず、塔内の上昇する蒸気の速度のみが影響を受ける。 (2)供給量の変動範囲が塔頂の凝縮器および加熱の負荷範囲を超えると、塔内の上昇蒸気速度の変化に影響を与えるだけでなく、塔頂や塔底の温度も変化し、塔板上の気液平衡組成が変わってしまう。これにより、塔頂製品の品質や塔底での損失に直接的な影響が生じる。 要するに、投入量の大きな変動は塔内の正常な物質収支やプロセス条件を乱し、一連の変動を引き起こす。したがって、給料をバランスよくし、慎重に調整する必要がある。 4、原料組成の変化は精留操作にどのような影響を与えるか? 原料の組成の変化は蒸留操作に直接影響を与える。原料中の重質成分が増加すると、蒸留段の負荷が増大し、重質成分が塔頂に持ち上がりやすくなり、その結果塔頂製品の品質が悪化する。一方、原料中の軽質成分が増加すると、抽出段の負荷が増大し、タンク内の軽質成分が失われやすくなる。投入原料の組成の変化は、物質収支やプロセス条件の変化を引き起こす。 5、供給温度の変化は精留操作にどのような影響を与えるか? 供給温度の変化は、精留操作に大きな影響を与える。給料温度が低いと、加熱釜の熱負荷が増加し、塔頂凝縮器の冷負荷が減少する。逆もまた然り。 原料温度の変化が大きすぎると、通常は塔全体の温度に影響を与え、気液平衡が変化する。また、供給温度の変化は供給状態の変化を引き起こし、精留段および抽出段の負荷に影響を与えるため、製品品質や物質収支も変化する。したがって、供給温度は蒸留操作に影響を与える重要な要因の一つです。 6、塔頂冷剤量の大小は精留操作にどのような影響を与えるか? タワー頂部の冷却剤量の大きさは、戻り流量と戻り温度の変化を引き起こす。冷却剤の量が増えると、戻り流量も増え、塔頂温度が下がる;冷却剤の量が減ると、戻り流量も減少し、頂部温度が上昇するため、塔頂の冷却剤量は適切に設定する必要がある。 7、塔頂からの取り出し量の大小は精留操作にどのような影響を与えるか? 塔頂からの取り出し量は、供給量と密接な関係がある。供給量が増加または減少すると、取り出し量もそれに応じて増加または減少し、これによって塔内の一定のリフラックス比を保ち、塔の正常な運転を維持することができる。 原料を変えずに塔頂からの取り出し量を増やすと、リフラックス比が低下し、操作圧力が下がるため、重質成分が塔頂まで運ばれ、製品が不良となる。取り出し量を減らすと、リフラックス比が増大し、塔内の物質量が増える。その結果、上昇する蒸気の速度が増し、塔頂と塔底の圧力差も大きくなる。時間が経つと液面が溢れ出し、それによって塔底で得られる製品が不良になる。 8、塔底の採出量の大小は精留操作にどのような影響を与えるか? 精留操作においては塔底の液面を安定させなければならず、塔底からの抽出量の大小が液面の変動を引き起こします。塔底液の排出量が過大になると、タンク内の液面が低下したり空になったりし、再沸器を通るタンク内液の循環量が減少する。その結果、熱伝達が悪くなり、軽成分が蒸発しなくなるため、塔頂および塔底の製品がいずれも不良となる。 塔底からの採出量が少なすぎると、塔内の液面が高くなり、深刻な場合は揮発管を超えてしまいます。これによりタンク内の液体の循環に抵抗が生じ、熱伝達が悪化し、タンク内の温度が下がって操業に支障をきたします。釜の液面が低すぎると、空になった際にポンプが送液できなくなり、設備が損傷し、事故につながる可能性があります。 9、給料位置が精留に与える影響 精留塔の給料口が2つ以上ある場合、通常は塔の異なる高さに設置される。生産時には、具体的な状況に応じて適切な給料口を選択し、必要に応じて調整も行う必要があります。 最適な供給板位置の意味からわかるように、泡点または泡点に近い温度で原料を供給する蒸留塔においては、供給口の選定は、供給される原料の組成が供給板の組成と一致することに基づいて決定される。 一般的に、分離される混合物中の揮発しやすい成分が増えると、より高い位置にある給料口を使用する。給料状態が変わった場合もそれに応じて給料口を調整し、給料温度が下がる場合は、より高い位置にある給料口を使用する;逆に、位置の低い給料口を使用する。 10、充填材の種類の影響 充填方法によって、散装充填材と規則的充填材に分けられる。使用する種類によって、分離効果も異なります。 例えば、同じサイズのラシー環と比較して、ボール環の気液流量は50%向上し、圧力損失はその半分に過ぎず、分離性能も向上する。その改良版はステップ型のボールリングで、円筒部の一端がラッパ口の形状になっている。このようにして充填材同士が点接触となり、層は均一で空隙率が高くなるため、ボールリングと比較してガス抵抗が25%減少し、生産能力が10%向上する。 11、塔の設置は蒸留操作にどのような影響を与えるか? 異なる材料や異なる工程によって、タワー装置に求められる要件は異なります。しかし、一般的にはタワー装置には分離能力が高く、生産能力が大きく、操作が安定していることが望まれます。定型化された塔設備の場合、設置上の問題により、上記の要件を満たせない可能性があります。塔体、塔板、オーバーフロー口なども、設置時に要件を満たしていない場合、蒸留操作に影響を与える可能性があります。 (1)塔体 塔体は垂直でなければならず、一般的に傾きは千分の一を超えてはならない。そうでないと塔板にデッドゾーンが生じる。小径の精留塔の場合、塔板をまず段階的に取り付け、その後組み立てる場合、塔体の非垂直性は塔全体のすべての塔板の水平度に直接影響を与え、塔の効率を低下させる。 (2)塔板 塔板は水平でなければならず、その水平度は水平器で測定した場合、±2ミリメートルを超えてはならない。タブレットが水平でないと、板面上の液層の高さが不均一になり、塔内を上昇する蒸気が液層の高さが低い浅い部分から容易に通過してしまうため、タブレットの効率が低下します。 (3)オーバーフロー口 オーバーフロー口と下層の塔板との距離は、生産能力および下層の塔板のオーバーフロー堰の高さによって決まる。ただし、上昇する蒸気を封じるために、オーバーフロー口が受液盤の液体中に挿入されていなければならない。 オーバーフロー口と下層の塔板との距離が近すぎると、上層の塔板からの戻り液が下層の塔板にスムーズに流れ込めなくなり、上層の塔板の液層が厚くなり、下層の塔板の圧力が上昇し、最悪の場合には液溢れを引き起こす可能性がある。 オーバーフロー口が高すぎて、オーバーフローゲートの高さを超えると、上昇する蒸気が「短絡」し、オーバーフローチューブから直接上層の塔板まで上がってしまい、液封の役割を果たせず、塔板の効率に悪影響を与えます。 設置時には、さまざまなタイプの塔板にそれぞれ異なる要件があり、これらを守って設置しないと、塔の生産効率が**低下する可能性があります。 12、蒸気速度と噴霧密度の影響 充填塔の運転において、蒸気速度の大きさは物質移動効率に直接的な影響を与える。気速が低い場合、接触面は充填材の表面に限られ、物質移動効率は高くない。気速が上昇するにつれて物質移動効率は向上するが、気速が最大許容速度を超えると液泛現象が発生し、これは運転上許されない。 スプレー密度の大きさは、充填塔の蒸留効果にも一定の影響を与える。スプレー密度が非常に低い場合、充填材の表面が液体で完全に濡れず、蒸留効率が低下する;スプレー密度が過大になると、液体は充填材の表面を通らずに塔壁に沿って流れ落ちてしまい、この現象はさらに深刻になります。これがよく言われる壁面流れや漏液現象であり、精留効率を低下させます。

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