Métodos e aplicações de refluxo em operações de destilação

Sabemos que uma torre de destilação geralmente consiste em uma chaleira, seção da torre, condensador, tubulação de descarga, tubulação de saída, tubulação de refluxo, etc. Por que precisamos de uma linha de retorno? Vamos primeiro falar sobre o papel principal do refluxo nas torres de destilação:
Em primeiro lugar, forneça refluxo frio na bandeja para remover o excesso de calor dentro da torre e manter o equilíbrio de calor dentro da torre;
Em segundo lugar, forneça um fluido frio na bandeja, onde as fases de gás-líquido entram em contato reverso. Os componentes pesados ​​no condensão do gás ascendente, enquanto os componentes da luz no líquido descendente absorvem o calor e vaporizam. Este processo repetido de condensação e vaporização preenche toda a seção da torre com componentes leves
Os componentes, a parte inferior é o componente recombinante, melhorando ainda mais a pureza de separação do produto. Portanto, o líquido de refluxo é uma condição necessária para a purificação da destilação.
1. Métodos de refluxo comum nas operações de destilação
Em primeiro lugar, de acordo com os diferentes métodos de refluxo, ele pode ser dividido em "refluxo natural" e "refluxo forçado". O refluxo natural refere -se ao condensador da torre localizada acima da seção da torre de destilação, com uma certa altura. A saída de armazenamento líquido do condensador é maior que a saída do refluxo da seção da torre e tem uma certa distância. O líquido do refluxo flui de volta para a torre sob a ação da gravidade. A operação de refluxo natural é simples e não requer uma bomba de refluxo, economizando consumo de energia. No entanto, a taxa de refluxo varia com a pressão dentro da torre e a relação refluxo não é rigorosa. Quando a produção é anormal, o ajuste é relativamente lento. O refluxo natural é amplamente utilizado em pequenas unidades de destilação, exigindo altura e espaço suficientes. O refluxo forçado é a instalação de uma bomba no oleoduto do refluxo, e o líquido de refluxo é bombeado para a torre para refluxo. A taxa de fluxo de refluxo do refluxo forçado é estável e fácil de ajustar. Quando a produção é anormal, ela pode ser ajustada rapidamente. No entanto, o refluxo forçado requer uma bomba, que consome muita energia, especialmente para materiais de ebulição com baixa ebulição, que podem causar falha na bomba e afetar a operação. No entanto, o condensador com refluxo forçado não é limitado pela altura e pode ser instalado em um local conveniente para instalação e manutenção.
Em segundo lugar, de acordo com as diferentes posições de instalação da condensação na parte superior da torre, ela pode ser dividida em refluxo interno e refluxo externo. O refluxo interno refere -se à conexão vertical entre o condensador e a seção da torre, localizada diretamente acima da seção da torre. Na destilação, o refluxo interno geralmente se refere ao refluxo na bandeja, que é composto pelo líquido produzido pela condensação do líquido descendente e pelo aumento do gás. O equipamento de condensação auxiliar da torre de destilação inclui um divisor, um condensador total e um condensador. O topo da torre pode ser projetado com um condensador. A fase gasosa no topo da torre passa pelo condensador, e uma parte da condensação flui diretamente de volta para a torre, que é chamada de refluxo interno. O gás restante com condensação entra em outro condensador para condensação. Um condensador completo também pode ser instalado na parte superior da torre, com uma bandeja de recebimento abaixo do condensador completo. Parte é extraída, enquanto a outra parte flui para trás, que também é chamada de refluxo interno. Em circunstâncias normais, altos pontos de ebulição e alta toxicidade devem ser tratados com esse método de refluxo interno. Entrando diretamente no condensador do topo da torre, a condensação parcial é realizada aqui e o condensado flui naturalmente pela bandeja. A quantidade de refluxo é difícil de controlar e não pode ser ajustada com precisão. Devido à influência do aquecimento, a taxa de refluxo varia muito. No entanto, esse condensador de refluxo é instalado diretamente na parte superior da torre e não requer outras estruturas de suporte, tornando a instalação conveniente. O refluxo externo na destilação é extrair uma porção de líquido da seção da torre, resfriá -lo e depois despejá -lo na torre. O condensador na parte superior da torre é instalado separadamente, e um vidro de mira, medidor de fluxo, válvula reguladora etc. pode ser instalado no oleoduto de refluxo para ajustar a quantidade de refluxo.
2. A diferença entre refluxo interno e refluxo externo
O refluxo interno refere -se ao material que não deixa o topo da torre, mas voltando diretamente para a torre de destilação após condensação no topo. A medição é difícil e a razão entre fracionamento e refluxo não pode ser determinada com precisão. É um retorno direto à torre após condensação da fase gasosa no topo da torre do refluxo. Durante a operação, deve -se prestar atenção ao controle do valor da extração para impedir a falha do produto. Embora o refluxo interno não tenha uma bomba de refluxo, um distribuidor de refluxo deve ser instalado entre o condensador e o topo da torre, geralmente é necessário ter um dispositivo rotativo ou em movimento para distribuir a relação refluxo e instalações que dependem de motores elétricos ou Outras unidades de energia não são adequadas para a instalação fechada na torre. Este regulamento é "classificado" e é um equipamento não padrão.
O refluxo externo refere -se ao material que deixa o topo da torre, passando por oleodutos externos, medidores de fluxo, etc., e depois voltando para a torre de destilação. Pode ser medido para desvio ou refluxo forçado. Após a fase gasosa no topo da torre condensa e entra no tanque de refluxo, ela é ajustada pela válvula de controle da bomba de refluxo e medidor de fluxo
O fluxo retorna à torre. A maioria das torres de destilação da indústria usa o refluxo externo, que pode ajustar automaticamente e escassos a taxa de refluxo para atender às necessidades de produção, especialmente quando há flutuações no volume ou composição da alimentação.
3. Aplicação de refluxo externo e interno
O refluxo externo é benéfico para controlar o fluxo e a temperatura do processo, com altos custos operacionais e nenhuma utilização da energia potencial líquida, resultando em altos custos. Se o condensador no topo da torre não puder atender aos requisitos de condensação, um sistema de refluxo de condensação forçado poderá ser adicionado para alcançar a operação forçada da torre de destilação. Além disso, o tamanho relativo dos custos operacionais e dos custos de investimento em infraestrutura também precisa ser considerado ao investir.
Se os requisitos de medição para o líquido de refluxo não forem altos ou a flexibilidade operacional da relação refluxo for grande, o refluxo interno poderá ser usado. Se um instrumento de medição de fluxo on -line puder ser desenvolvido ao longo da rota de refluxo interno, o refluxo interno poderá ser alcançado e a destilação geralmente será chamada de refluxo externo.
A vantagem do refluxo externo é que é fácil de ajustar, mas aumenta os custos operacionais e aumenta os pontos de vazamento. Pode não ser adequado para alguns meios de alto risco, e o refluxo interno é preferido para meios de alto risco que não são muito altos na torre. Portanto, a escolha do método de refluxo deve ser considerada de forma abrangente a partir de vários aspectos.
De acordo com a temperatura do refluxo, ele pode ser dividido em "refluxo quente" e "refluxo frio".
O refluxo a quente refere -se à temperatura do líquido de refluxo na temperatura do ponto da bolha, enquanto o refluxo frio refere -se à temperatura do líquido de refluxo abaixo da temperatura do ponto da bolha. O refluxo de uma torre de destilação é geralmente refluxo líquido saturado, que é para garantir o estado de trabalho estável da seção de destilação e refletir levemente sub -resfriado do líquido do refluxo. A razão teórica do refluxo pode ser aumentada sem aumentar a vazão do refluxo, porque o líquido de refluxo que entra na seção de destilação causará uma grande quantidade de condensação do vapor crescente, melhorando a pureza da saída superior, garantindo a quantidade de saída superior. No entanto, uma desvantagem é aumentar a carga de calor da chaleira da torre, o consumo de calor é relativamente alto e, se o valor agregado de saída for alto, ela ainda é economicamente razoável e muito mais econômica que o refluxo de líquidos saturados.
Para unidades de destilação com um condensador completo, a maioria dos refluxo industrial usa refluxo frio principalmente porque:
1. A fase gasosa superior da torre pode obter condensação completa durante o processo de condensação, reduzindo a perda de emissões de fase gasosa.
2. É difícil controlar a temperatura superior de uma torre totalmente condensada em um estado líquido saturado.
3. O refluxo levemente sub -resfriamento pode aumentar a razão teórica do refluxo sem aumentar a taxa de fluxo de refluxo.
O refluxo total é a operação na qual o condensado extraído do topo da torre é devolvido à chaleira de destilação como líquido de refluxo. O refluxo total é um processo necessário durante a inicialização para garantir que o produto seja qualificado o mais rápido possível. Na produção normal, o refluxo total não pode ser realizado arbitrariamente, a menos que haja flutuações de processo, pois a torre de destilação perde seu significado de existência sem extração do produto. Se aguardar os resultados da análise do produto limpar toda a torre, pode ser usado o refluxo total.
4. Como controlar o refluxo durante a operação de destilação?
Geralmente, existem dois tipos de controle de refluxo superior da torre: controle manual e controle automático. Ao controlar manualmente a operação de destilação, desde que não haja alteração significativa na qualidade do produto no topo da torre, a mudança na taxa de refluxo da torre é muito pequena e pode até permanecer inalterada. Na operação real, a taxa de refluxo não é basicamente afetada pela quantidade de alimentação. O nível do líquido do tanque de refluxo deve ser mantido e não deve haver fenômeno de tanques cheios ou vazios. Os operadores experientes devem controlar a taxa de refluxo de acordo com a situação real da torre e ajustar a eficiência da torre.
Durante o controle automático, a taxa de refluxo é afetada pela quantidade de material extraído do topo da torre. Quando a taxa de alimentação permanece constante, é necessário controlar a quantidade de material extraído do topo da torre. À medida que a quantidade de material extraída do topo da torre aumenta, a taxa de refluxo diminui, o contato com gás-líquido é ruim e a qualidade do produto na parte superior da torre é não qualificada. Se a quantidade de alimentação aumentar, a quantidade de aumento na extração superior deve ser calculada. Se a extração for muito pequena, a taxa de refluxo aumenta, o material dentro da torre aumenta, o aumento da velocidade de vapor aumenta e a diferença de pressão entre a parte superior e a parte inferior da torre aumenta. Em casos graves, pode causar inundações líquidas. Se a quantidade de extração for muito grande, a taxa de refluxo diminuirá, o contato com gás-líquido será ruim e a qualidade da saída na parte superior da torre não é qualificada. Geralmente, um dispositivo de refluxo automático deve ser instalado em uma torre de destilação, e o pipeline de descarga principal e a tubulação de saída também devem ser equipados com autocontrole, com uma relação de refluxo fixo. Todos os três devem ser alterados simultaneamente para garantir a operação normal de toda a torre de destilação.
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