1. 在大氣壓為101.33×10Pa的地區,某真空蒸餾塔塔頂真空表讀數為9.84×10Pa。若在大氣壓為8.73×104Pa的...
如果塔頂真空測量儀器為絕壓式的,那麼不受當地大氣壓影響.讀數相同.
如果塔頂真空測量儀器為相對壓力式的(表壓),那麼是受當地大氣壓影響.塔內的實際壓力=當地大氣壓+表的讀數(表的讀數為負值).
2. 用PRO II的數據 按照已有模板計算精餾塔數據 有報酬
對於塔,PRO/II 提供了來一系列蒸餾自演算法、初始值生成演算法和模擬選項,能為任意蒸餾問題建立模型。在塔單元操作中共有四種類型的蒸餾演算法供您選擇。一般對於某個問題不止一種演算法合適:一般情況下,IO演算法適合於絕大多數情況和操作條件。CHEMDIST演算法適合於非理想物系和兩個液相的物系。烴類物系的蒸餾如果帶中斷迴流以及含自由水時則更適合於用SURE演算法。對於這些演算法,您可以選擇是否對板式塔和填料塔的水力學方面進行設計和核算。另外,PRO/II還支持簡潔塔模型,讓您能快速對多種塔操作的分離特徵進行分析。除此之外,LLEX單元操作則是一個專門用於液液萃取塔的模型,這樣,PRO/II中的蒸餾計算就十分完整。
3. 當蒸餾塔的迴流比小於最小的迴流比時
當迴流比小於最小迴流比的時候,通常蒸餾塔不能夠達到穩定的氣液平衡。會極大的影響蒸餾塔的分離效率。甚至造成無法精餾合格的結果。
4. 苯-氯苯分離過程板式精餾塔設計的問題
化學方面是最困源難的計算
微積分
苯 - 氯苯分離過程中篩蒸餾塔的設計
</設計介紹
1.1氯苯介紹
1.2簡介設計
過程中的草圖和說明
3個過程的計算和主要設備的設計
3.1蒸餾塔物料平衡...... /> 3.2車牌號碼,以確定
3.3蒸餾塔的工藝條件和物理數據計算
3.4整改塔體工藝尺寸計算
3.5托盤的主要工藝尺寸計算的接觸後,受
..........
詳細稍微
得分的兩個二維地圖
5. 哪裡有化工總控工考試試題
序號 試題內容 選項A 選項B 選項C 選項D 標准答案
1 ( )是保證精餾過程連續穩定操作的必要條件之一 液相迴流 進料 側線抽出 產品提純 A
2 不影響理論塔板數的是進料的( ) 位置 熱狀態 組成 進料量 D
3 操作中的精餾塔,F、q、xD、xW、v1不變,減小xF,則有 ( )。 D增大,R減小 D不變,R增加 D減小,R增加 D減小,R不變 C
4 操作中的精餾塔,若保持F、xF、q和提餾段氣相流量V'不變,減少塔頂產品量D,則變化結果是( )。 xD增加,xW增加 xD減小,xW減小 xD增加,xW減小 xD減小,xW增加
5 操作中的精餾塔,若選用的迴流比小於最小迴流比,則( ) 不能操作 xD、xW均增加 xD、xW均不變 xD減少,xW增加 D
6 從節能觀點出發,適宜迴流比R應取( )倍最小迴流比Rmin 1.1 1.3 1.7 2 A
7 當分離沸點較高,而且又是熱敏性混合液時,精餾操作壓力應採用( ) 加壓 減壓 常壓 不確定 B
8 當迴流從全迴流逐漸減小時,精餾段操作線向平衡線靠近。為達到給定的分離要求,所需的理論板數( ) 逐漸減少 逐漸增多 不變 無法判斷 B
9 二元連續精餾操作中進料熱狀況參數q的變化將引起( )的變化 平衡線和對角線 平衡線和進料線 精餾段操作線和平衡線 提餾段操作線和進料線 D
10 二元溶液連續精餾計算中,物料的進料狀態變化將引起( )的變化 相平衡線 進料線和提餾段操作線 精餾段操作線 相平衡線和操作線 B
11 迴流比的( )值為全迴流 上限 下限 平均 混合 A
12 迴流比的計算公式是( )。 迴流量比塔頂采出量 迴流量比塔頂采出量加進料量 迴流量比進料量 迴流量加進料量比全塔采出量 A
13 "精餾操作時,若其他操作條件均不變,只將塔頂的泡點迴流改為過冷液體迴流,則塔頂產品組成xD變化為( )
" 變小 不變 變大 不確定 C
14 精餾操作中,飽和液體進料量F,精餾段上升蒸汽量V與提餾段上升蒸汽量Vˊ的關系為( ) V= Vˊ+ F V<Vˊ+ F V= Vˊ V>Vˊ+ F C
15 精餾操作中,料液的黏度越高,塔的效率將( ) 越低 有微小的變化 不變 越高 A
16 精餾操作中,其它條件不變,僅將進料量升高則塔液泛速度將( ) 減少 不變 增加 以上答案都不正確 A
17 精餾操作中,全迴流的理論塔板數( )。 最多 最少 為零 適宜 B
18 精餾的操作線為直線,主要是因為( ) 理論板假設 理想物系 塔頂泡點迴流 恆摩爾流假設 D
19 精餾段操作線的斜率為R/(R+1), 全迴流時其斜率等於( )。 0 1 ∞ -1 B
20 精餾分離操作完成如下任務( ) 混合氣體的分離 氣、固相分離 液、固相分離 溶液系的分離 D
21 精餾過程中採用負壓操作可以( ) 使塔操作溫度提高 使物料的沸點升高 使物料的沸點降低 適當減少塔板數 C
22 精餾塔操作時,迴流比與理論塔板數的關系是( ) 迴流比增大時,理論塔板數也增多 迴流比增大時,理論塔板數減少 全迴流時,理論塔板數最多,但此時無產品 迴流比為最小迴流比時,理論塔板數最小 B
23 精餾塔分離某二元混合物,規定產品組成xD、xW。當進料為時xF1,相應的迴流比R1;當進料為時xF2,相應的迴流比R2。若xF1< xF2 ,進料熱狀態不變,則( ) 。 R1 < R2 R1= R2 R1 > R2 無法判斷 C
24 精餾塔釜溫度過高會造成( )。 輕組分損失增加 塔頂餾出物作為產品不合格 釜液作為產品質量不合格 可能造成塔板嚴重漏液 B
25 精餾塔迴流量的增加,( ) 塔壓差明顯減小,塔頂產品純度會提高 塔壓差明顯增大,塔頂產品純度會提高 塔壓差明顯增大,塔頂產品純度會減小 塔壓差明顯減小,塔頂產品純度會減小 B
26 精餾塔熱量衡算包括( ) 冷卻水用量和塔釜再沸器蒸汽耗量 進入精餾塔的熱量和離開精餾塔的熱量 以上兩者的和 B
27 精餾塔提餾段每塊塔板上升的蒸汽量是20Kmol/h,則精餾段的每塊塔板上升的蒸汽量是( ) 25Kmol/h 20Kmol/h 15Kmol/h 以上都有可能 D
28 精餾塔在xF、q、R一定下操作時,將加料口向上移動一層塔板,此時塔頂產品濃度xD將( ),塔底產品濃度xW將( ) 變大 變小 變大 變大 變小 變大 變小 變小 C
29 精餾塔中由塔頂向下的第n-l、n、n+1層塔板,其氣相組成關系為( ) yn+1>yn>yn-1 yn+1=yn=yn-l yn+1<yn<yn-1 不確定 C
30 精餾中引入迴流,下降的液相與上升的汽相發生傳質使上升的汽相易揮發組分濃度提高,最恰當的說法是( ) 液相中易揮發組分進入汽相 汽相中難揮發組分進入液相 液相中易揮發組分和難揮發組分同時進入汽相,但其中易揮發組分較多 液相中易揮發組分進入汽相和汽相中難揮發組分進入液相必定同時發生 D
31 可用來分析蒸餾原理的相圖是( ) p-y圖 x-y圖 p-x-y圖 p-x圖 C
32 冷凝器的作用是提供( )產品及保證有適宜的液相迴流 塔頂氣相 塔頂液相 塔底氣相 塔底液相 B
33 連續精餾中,精餾段操作線隨( )而變 迴流比 進料熱狀態 殘液組成 進料組成 A
34 兩股不同組成的料液進同一精餾塔分離,兩股料分別進入塔的相應塔板和兩股料混合後再進塔相比,前者能耗( )後者 大於 小於 等於 有時大於有時小於 B
35 兩組分液體混合物,其相對揮發度α越大,表示用普通蒸餾方法進行分離( ) 較容易 較困難 很困難 不能夠 A
36 餾塔精餾段操作線方程為y=0.75x+0.216,則操作迴流比為( )。 0.75 3 0.216 1.5 B
37 "某常壓精餾塔,塔頂設全凝器,現測得其塔頂溫度升高,則塔頂產品中易揮發組分的含量將( )
" 升高 降低 不變 以上答案都不對 B
38 "某二元混合物,進料量為l00kmol/h,xF=0.6,要求塔頂xD不小於0.9,則塔頂最大產量為( )
" 60kmol/h 66.7kmol/h 90kmol/h 100kmol/h B
39 某二元混合物,其中A為易揮發組分,當液相組成xA=0.6,相應的泡點為t1,與之平衡的汽相組成為yA=0.7,與該yA=0.7的汽相相應的露點為t2,則t1與t2的關系為( ) t1=t2 t1<t2 t1>t2 不一定 A
40 "某精餾塔的理論板數為17塊(包括塔釜),全塔效率為0.5,則實際塔板數為( )塊
" 34 31 33 32 D
41 某精餾塔的餾出液量是50kmol/h,迴流比是2,則精餾段的迴流量是( ) 100kmol/h 50kmol/h 25kmol/h 125kmol/h A
42 "某精餾塔精餾段理論塔板數為N1層,提餾段理論板數為N2層,現因設備改造,使精餾段理論板數增加,提餾段理論板數不變,且F、xF、q、R、V等均不變,則此時( )
" xD增加,xW不變 xD增加,xW減小 xD增加,xW增加 xD增加,xW的變化視具體情況而定 B
43 "氣液兩相在篩板上接觸,其分散相為液相的接觸方式是( )
" 鼓泡接觸 噴射接觸 泡沫接觸 以上三種都不對 B
44 區別精餾與普通蒸餾的必要條件是( ) 相對揮發度大於1 操作壓力小於飽和蒸氣壓 操作溫度大於泡點溫度 迴流 D
45 若僅僅加大精餾塔的迴流量,會引起以下的結果是( ) 塔頂產品中易揮發組分濃度提高 塔底產品中易揮發組分濃度提高 提高塔頂產品的產量 減少塔釜產品的產量 A
46 若進料量、進料組成、進料熱狀況都不變,要提高xD,可採用( ) 減小迴流比 增加提餾段理論板數 增加精餾段理論板數 塔釜保溫良好 C
47 塔板上造成氣泡夾帶的原因是( ) 氣速過大 氣速過小 液流量過大 液流量過大 C
48 塔頂全凝器改為分凝器後,其他操作條件不變,則所需理論塔板數( ) 增多 減少 不變 不確定 B
49 圖解法求理論塔板數畫梯級開始點是( ) (xD,xD) (xF,xF) (xW,xW) (1,1) A
50 下列精餾塔中,哪種形式的塔操作彈性最大( ) 泡罩塔 填料塔 浮閥塔 篩板塔 C
51 下列哪種情況不是誘發降液管液泛的原因( ) 液、氣負荷過大 過量霧沫夾帶 塔板間距過小 過量漏液 D
52 下列哪種情況不屬於塔板上的非理想流動( ) 液沫夾帶 降液管液泛 返混現象 氣泡夾帶 B
53 下列說法錯誤的是( ) 迴流比增大時,操作線偏離平衡線越遠越接近對角線 全迴流時所需理論板數最小,生產中最好選用全迴流操作 全迴流有一定的實用價值 實際迴流比應在全迴流和最小迴流比之間 B
54 下列塔設備中,操作彈性最小的是( ) 篩板塔 浮閥塔 泡罩塔 舌板塔 A
55 下面( )不是精餾裝置所包括的設備。 分離器 再沸器 冷凝器 精餾塔 A
56 下述分離過程中不屬於傳質分離過程的是( ) 萃取分離 吸收分離 精餾分離 離心分離 D
57 已知q=1.1,(冷夜進料)則加料液中液體量與總加料量之比為( ) 0.1:1 1.1:1 1:1.1 1:1 D
58 已知精餾q線如下:y=2x–0.5,則原料液的進料狀況為( ) 過冷液體 飽和液體 氣液混合物 飽和蒸氣 A
59 已知精餾段操作線方程為:y=0.8x+0.24,則該塔頂產品濃度x為( ) 0.9 4 0.98 0.72 B
60 以下說法正確的是( ) 冷液進料q=1 汽液混合進料0<q<1 過熱蒸氣進料q=O 飽和液體進料q<l B
61 有關靈敏板的敘述,正確的是( ) 是操作條件變化時,塔內溫度變化最大的那塊板 板上溫度變化,物料組成不一定都變 板上溫度升高,反應塔頂產品組成下降 板上溫度升高,反應塔底產品組成增大 A
62 "在常壓下苯的沸點為80.1℃,環乙烷的沸點為80.73℃,欲使該兩組分混合物得到分離,則宜採用( )
" 恆沸精餾(加入挾帶劑形成新沸點) 普通精餾 萃取精餾 (加入萃取劑) 水蒸氣蒸餾 C
63 "在多數板式塔內氣、液兩相的流動,從總體上是( )流,而在塔板上兩相為( )流流動。
" 逆 錯 逆 並 錯 逆 並 逆 A
64 在精餾操作中,若進料組成、餾出液組成與釜液組成均不變,在氣液混合進料中,液相分率(q)增加,則最小迴流比Rmin() 增大 不變 減小 無法判斷 C
65 在精餾操作中多次部分氣化將獲得接近純的( ) 難揮發組成 難揮發組成和易揮發組成 易揮發組成 A
66 在精餾過程中,迴流的作用是提供( )。 提供下降的液體 提供上升的蒸汽 提供塔頂產品 提供塔底產品 A
67 在精餾塔的計算中,離開某理論板的氣液相溫度分別為t1與t2;它們的相對大小為( ) t1=t2 t1>t2 t1<t2 不確定 A
68 在精餾塔中,加料板以上(不包括加料板)的塔部分稱為( ) 精餾段 提餾段 進料段 混合段 A
69 在四種典型塔板中,操作彈性最大的是( )型 泡罩 篩孔 浮閥 舌 C
70 在相同的條件R、xD、xF、xW下,q值越大,所需理論塔板數( ) 越少 越多 不變 不確定 A
71 在一定操作壓力下,塔釜、塔頂溫度可以反映出( ) 生產能力 產品質量 操作條件 不確定 B
72 "在再沸器中溶液( )而產生上升蒸氣,是精餾得以連續穩定操作的一個必不可少的條件
" 部分冷凝 全部冷凝 部分氣化 全部氣化 C
73 在蒸餾單元操作中,對產品質量影響最重要的因素是( ) 壓力 溫度 塔釜液位 進料量 B
74 在蒸餾生產過程中,從塔釜到塔頂,壓力( ) 由高到低 由低到高 不變 都有可能 A
75 蒸餾分離的依據是混合物中各組分的( )不同 濃度 揮發度 溫度 溶解度 B
76 蒸餾塔板的作用是( )。 熱量傳遞 質量傳遞 熱量和質量傳遞 停留液體 C
77 "正常操作的二元精餾塔,塔內某截面上升氣相組成Yn+1和下降液相組成Xn的關系是( )
" Yn+1>Xn Yn+1<Xn Yn+1=Xn 不能確定 A
我今年參加總控工比賽,先給你幾個題目看看!!!最好給我一個郵箱。也別忘了給我分!!!
6. 蒸餾塔的蒸餾塔的工作原理
在發酵成熟醪中,不單是含有酒精,還含有其它幾十種成分的物質,若加上水,這些物質的含量遠遠超過酒精的含量,成熟醒中酒精含量僅為7—11%(容量)左右,而包括水、醇類、醛類、酸類、脂類的雜質幾乎佔90%,要得到純凈的酒精,就必須採用一定的方法,把酒精從成熟醪中分離出來。生產中是採用加熱蒸餾的辦法,把各種不同沸點、比重、揮發性的物質從不同的設備中分離出來,從而得到較高純度的酒精。
粗餾塔的工作原理為發酵成熟醪通過預熱後,進入粗餾塔中的上部,塔底不斷均勻地通入加熱蒸氣,這時由於加熱的作用就可將成熟醪中液態酒精轉變為酒精氣體,同時其它低沸點和揮發性的雜質,都成為氣態,和酒精一同進入排醛塔中(也可直接進入精餾塔),塔底將蒸餾後的廢糟排出塔外。
粗餾塔運行正常時,塔頂溫度不得低於93℃,但也不能過高,過高的頂溫對分離無利,且耗蒸氣量大。一般控制在95—96℃。溫度過低,醒中的酒精沒有完全蒸發出來,逃酒率明顯增大。純酒精的沸點是78.3℃,但混有水等成分的混合液體的沸點遠遠不止78.3℃,所以,粗餾塔底溫控制不應低於105℃,一般在105℃—109℃之間。成熟醪進入粗餾塔前必須進行預熱,減小溫差,有利於粗餾塔穩定運行。一般應將醪預熱溫度控制在60—70℃之間,有些生產單位由於設備性能的影響,一般偏低5—10℃。
除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精經過粗餾後,由氣態從粗餾塔頂進入除醛塔中,通過除醛塔內再適量的加熱、冷凝、迴流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸點、易揮發的雜質從排醛管中排出,脫醛酒精從醛塔底部進入液相精餾塔,部分酒頭從酒頭管中進入後發酵罐的醪中或成熟醪中。
正常情況下,除醛塔底部溫度為86—89℃,塔頂溫度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水溫不應低於60℃,最後一個冷凝器的溫度不得低於25℃。
精餾塔的工作原理是酒精通過以上兩塔蒸餾後,酒精濃度還需要進一步提高,雜質還需進一步排除,精餾塔的蒸餾目的就是通過加熱蒸發、冷凝、迴流,上除頭級雜質,中提雜醇油,下排尾級雜質,獲得符合質量標準的成品——酒精。蒸餾塔的工作原理並非只局限於提純酒精。蒸餾塔的功能主要是為了分離混合液體,利用不同液體在不同條件下,如溫度不同,揮發性(沸點)不同的原理進行液體分離,從而達到提純效果。蒸餾塔主要分為板式塔與薄膜式塔。板式塔比較常見,其構造可分為板、重沸器、冷凝器三個部分。
精餾塔的塔頂溫度一般應控制在79℃,塔底溫度應控制在105—107℃,塔中溫度在取酒正常的情況下,在88—92℃之間。精餾塔上的1*冷凝器水溫應在60—65℃,2*冷凝器應在35—40℃,最後一個冷凝器溫度最好不低於25℃。
7. 某連續操作的精餾塔每小時蒸餾5000kg含乙醇10%的水溶液,塔底迴流內含乙
1:部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分離,它們均是籍混合物中各組分揮發性內的差異而達到分離的目的容,這就是蒸餾及精餾分離的依據。
2:精餾之所以區別於蒸餾就在於精餾有「迴流」,而蒸餾沒有「迴流」。迴流包括塔頂的液相迴流與塔釜部分汽化造成的氣相迴流。迴流是構成汽、液兩相接觸傳質使精餾過程得以連續進行的必要條件。若塔頂沒有液相迴流,或是塔底沒有再沸器產生蒸汽迴流,則塔板上的氣液傳質就缺少了相互作用的一方,也就失去了塔板的分離作用。因此,迴流液的逐板下降和蒸汽的逐板上升是實現精餾的必要條件。
8. 某真空蒸餾塔在大氣壓力為100KPa地區工作時,塔頂真空表讀數90KPa.當塔在大氣壓為86的地區工作時,如塔頂絕
讀數為77.4kpa
9. 精餾塔在一定條件下操作時,試問將加料口向上移動兩層塔板,此時塔頂和塔底產品組成將有何變化為什麼
將加料口向上移動兩層塔板,即精餾段理論板的層數減少,分離能力下降,塔頂產品組成下降,此時塔底產品組成將升高。
10. 蒸餾過程單塔操作和多塔操作有什麼不同
蒸餾流程的確定應根據成品質量的要求與發酵成熟醪的組成。在保證產品質量的前提下要盡可能地節省設備投資與生產費用,並要求管道布置簡單,工作操作方便。
(一)單塔式蒸餾
用一個塔從發酵成熟醪中分離獲得酒精成品,稱為單塔蒸餾。它適用於對成品質量與濃度要求不高的工廠。
(二)兩塔蒸餾
若利用單塔蒸餾製造濃度很高的酒精,則塔需要很多層塔板,於是塔身很高,相應的廠房建築也要很高。另外這樣的單塔蒸餾酒糟很稀,用作飼料諸多不便。為了降低塔身高度和提高成品濃度,把單塔分做兩個塔,分別安裝,這就是兩塔流程。
粗餾塔的作用是將乙醇從成熟醪中分離出來,並排除酒糟。精餾塔的作用是濃縮乙醇和排除大部分雜質。
兩塔流程又有氣相進塔和液相進塔兩種型式,氣相進塔系粗餾塔發生的酒汽直接進入精餾塔,這種方式生產費用較低,為澱粉質原料廠所採用。液相進塔則系粗餾塔發生的酒汽先冷凝戍液體,然後進入精餾塔,這種方式由於多一次排醛機會,成品質量較好,適用於糖蜜酒精廠。
1.氣相進塔的兩塔流程 如圖1—42所示。成熟醪用泵自醪池進入預熱器3,與精餾塔來的酒精蒸汽進行熱交換,成熟醪被加熱至40℃左右,由醪塔頂部進入醪塔1,而醪塔底部用直接蒸汽加熱,使塔底溫度為l05—108℃,塔頂溫度為92—95℃,塔頂約50%(容量)的酒精蒸汽直接進入精餾塔2,被蒸盡酒精的成熟醪稱酒糟,由塔底部排糟器自動排出。
精餾塔底同樣亦用直接蒸汽加熱,使塔底溫度為105—107℃,塔中部溫度為92℃左右,醪塔來的粗酒精經提濃精餾後,酒精蒸汽由塔頂進入醪液預熱器3,未冷凝下的酒汽再進入第一、第二冷凝器4、5,冷凝液全部迴流入塔,部分還未冷凝的氣體則進入第三冷凝器6,該冷凝液里含的雜質較多,不再迴流入塔,作為工業酒精出售。沒有冷凝的為CO2氣體和低沸點雜質,由排醛管排至大氣中。
成品酒精在塔頂迴流管以下,即第4—6塊塔板上液相取出,經成品冷卻器12,檢酒器13,其質量達到葯用要求後送入酒庫。蒸盡乙醇的廢水稱余餾水,經排出管排至塔外。
這種兩塔流程,醪塔一般用2l—24塊塔板,精餾塔用56—70塊塔板,當然塔板數目還與塔板結構、安裝質量有關。如醪塔用雙沸式塔塔板,則2l層就可以,若用數個泡帽的,塔板數還可減少些。精餾塔板採用浮閥式則40—42層就夠了。
精餾塔的進料層為第14—18層塔板(自下向上數),精餾塔除有提取成品、排除脂醛雜質任務外,還排除雜醇油。從精餾塔提取雜醇油的方法有兩種,一種是液相提取,即在進料層之上2—4層塔板,溫度為85—92℃的區域中提取。另一種是氣相取油。它在進料層以下2—4層塔板上提取,氣相取油,酒精質量較高,為我國南方工廠所採用,在北方則習慣液相取油。
雜醇油的分離,自塔內取出的粗雜醇油經冷卻器7再加水稀釋(經乳化器8),含酒精10%(容量)以下時,粗雜醇油便分層,油浮在上面,送至儲存罐10中,下層的淡酒流至醪池中。雜醇油由儲存罐10利用位差經過鹽析罐11,以提高濃度。
2.液相進塔的兩塔流程 氣相進塔的優點是節省加熱蒸汽、冷卻水。但成熟醪含雜質較多時成品質量難保證。由於兩塔直接相通,相互影響較大,要求操作技術也較高。由於糖蜜發酵醪含雜質較多,所以一般都不採用氣相進塔方式。
液相進塔的工藝過程是:成熟醪經預熱器之後進入組餾塔,在塔內被加熱,酒精蒸發,在冷凝器冷凝成液體後,或直接流入精溜塔或迴流到粗餾塔再由粗餾塔頂層塔板液相取料至精餾塔。
液相進塔時,進料塔板上汽液兩相平衡,濃度較氣相進料時高,因此液相進塔時的進料位置要比氣相進料時高2—3層,否則塔底容易跑酒。
今以南方某糖蜜酒精廠為例,介紹液相進塔,氣相取雜醉油的兩塔流程,如圖1-43所示。
成熟醪經預熱器後從粗餾塔頂進入,塔底通入直接蒸汽進行蒸餾,成熟醪從上而下逐步降低酒精含量,最後由塔底排出。塔底排出的廢液含酒不應超過0.04%(容量),塔頂蒸出的酒汽經預熱器,冷凝器變成液相,由酒精塔第18層入塔進行蒸餾。從進料層以下即第16、14、12層氣相提取雜醇油。塔頂蒸出的酒氣經第1、2、3冷凝器冷凝後迴流入精餾塔頂,即72層處。在第4冷凝器排除醛酒,與粗餾塔第4冷凝器排除的醛酒匯集一起,送入主發酵罐中,在第7l、70、69層板上液相提取酒精產品,粗餾塔和精餾塔底溫控制在104℃左右,塔頂分別控制在95℃和79℃。
(三)三塔蒸餾
兩塔流程無論是汽相過塔還是液相過塔,只能得到醫葯酒精。要獲得精餾酒精採用上述僅有濃縮設備的工藝流程是很難達到目的。三塔流程就是針對這缺點而改進的。三塔流程包括三個塔,一是粗韶塔,二是排醛塔又稱分餾塔,它安裝在粗餾塔與精餾塔之間,它的作用是排除醛脂類頭級雜質。三是精餾塔,它除有濃縮酒精提高濃度作用外,還繼續排除雜質,使能獲得精餾酒精。
三塔流程由於粗餾塔蒸餾出的粗酒精進入排醛塔,以及排醛塔的脫醛酒進入精餾塔的形式不同又可分為三類:
直接式 粗酒精由粗餾塔進入排醛塔以及脫醛酒進入精餾塔都是氣體狀態。
半直接式 粗酒精由粗餾塔進入排醛塔是氣體,而脫醛酒進入精餾塔是液體狀態。
間接式 粗酒精進入排醛塔以及脫醛酒進入精餾塔都是液體。
1.三塔直接式流程 由於粗酒精是蒸汽狀態進入排醛塔,再以氣體狀態進入精餾塔,所以它的排除雜質效率是不高的。另外還有可能將粗餾塔蒸汽中微量的成熟醪帶至精餾塔,致使所得的成品有不好的氣味。雖然這種流程熱能最經濟,由於上述缺點沒有推廣。
2.半直接式 熱能消耗雖然比直接式大些,但可以得到質量比較優良的成品,因此在我國酒精工業上得到廣泛的應用。其流程如圖1—44所示。成熟醪用泵自醪池經過預熱器1預熱後,進入粗餾塔2,這時蒸出的酒氣並不直接進入精餾塔而是先進入排醛塔3,脂醛類頭級雜質在乙醇濃度較低時精餾系數更大些,因此進入塔3的粗酒精濃度最好在35—40%(容量)之間,若酒度過高,有的廠還需加水稀釋。
排醛塔通常用較多的塔板層數(28—34)和冷凝面積很大的冷凝器,並採用很大的迴流比來提高塔頂酒精濃度。在13層(自下向上數)左右進料,塔頂控制在79℃,脂醛酒含酒精為95.8—96%(容量),脂醛酒的提取量為成品的1.2—3%。
排醛塔底進入精餾塔的脫醛酒,由於採用直接蒸汽加熱和脂醛酒中酒精含量較高的緣故,其濃度較粗餾塔導出的粗酒精濃度略低,一般在30—35%(容量)之間。
脫醛液進入精餾塔4後,殘留的脂醛類頭級雜質隨乙醇蒸汽而上升,經冷凝器7、8、9,一部分由排醛管排至大氣,另一部分經冷卻器及檢酒器後進入工業酒精中。糖蜜酒精廠由於酯醛餾出物數量較大(主要含乙醛多),則將其返回發酵罐中再次發酵,以增加酒精得率。
精餾塔頂蒸出的酒汽在冷凝器7、8冷凝後全部迴流人塔,成品酒精從塔頂迴流管以下2、4、6層塔板上液相取出。
雜醇油的提取方法與兩塔流程時一樣。
3.間接式三塔流程 它的成品質量比半直接式的高,還可以生產高純度酒精。這是由於粗餾塔蒸出的酒汽經冷凝成為液體,在這過程中可多一次驅除頭級雜質的機會。顯然生產費用要大些。無論澱粉原料還是糖蜜原料用半直接法的三塔流程都可獲得精餾酒精,因此間接式的三塔流程目前應用不很廣。
(四)白酒廠酒精蒸餾流程的商榷
目前我國酒精品種單一,故多採用雙塔流程就能滿足要求。現在酒廠的酒精車間都有一部分酒精用來生產白酒。有的廠在用代用原料時為了提高酒基質量,把已獲得的酒精經化學處理後再重蒸一次,質量有所提高,但費用也增加了。為了降低成本和減少操作過程,根據甲醇的特性,酒精濃度愈高時,其精餾系數愈大,即乙醇愈容易分離,建議酒廠的酒精蒸餾採用這樣的三塔式流程:粗餾塔、精餾塔、甲醇塔。當生產醫葯酒精時就用前面兩個塔,當生產白酒酒基時則用三個塔。把從精餾塔上部酒精濃度為85%左右含脂多的酒精液引入甲醇塔,甲醇塔可用填料塔,用間接蒸汽加熱,甲醇的精餾系數大於1,從塔頂排除,成品則從塔底流出,取濃度為85%(容量)左右,它含甲醇少,含脂多。至於雜醇油仍在精餾塔中取出,這樣精餾塔的操作重點放在取油上。這樣的三塔式可以一次蒸餾得到比醫葯酒精質量高的酒基,流程如圖1-45所示。
(五)蒸餾操作的控制
酒精蒸餾的流程不多,同一流程時控制點、控制參數都近似。操作上都必須嚴格控制進料、供汽、冷卻水的供應,以及取成品和雜酵油的量,使它們相互成為一定的平衡關系。如果在操
作上任意調整一個方面或操作條件中有一個變化,就會破壞這種平衡,造成生產過程混亂,甚至導致生產事故。因此操作上要求達到「三穩」:塔底壓力穩,控制點溫度穩,出酒量穩,才能達到產、質量的穩定。為了解蒸餾操作的控制,茲將各種連續蒸餾操作的一般標准摘錄如下,供參考。
1.兩塔流程,生產醫葯酒精。
(1)醪塔 蒸餾釜溫度為105—103℃,保證酒糟內不含酒精;蒸餾釜壓力為0.196—0.245萬帕斯卡(表壓);進入精溜塔的酒精蒸汽溫度為93—95℃(醪塔頂溫度)。
(2)精餾塔 塔釜溫度為102—104℃;塔釜壓力為0.137—0.157萬帕期卡(表壓);塔中部(取雜醇油區)溫度為86—93℃,比控制塔頂溫度靈敏。進入分凝器前塔頂酒精蒸汽之溫度78—79℃。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒溫為35—40℃,這是保證成品質量的重要措施之一。
2.三塔流程,生產精餾酒精。
(1)醪塔 同兩塔流程。
(2)排醛塔 塔底溫度為84—86℃,由脫醛酒的濃度決定;塔底壓力為0.098萬帕斯卡(表壓);塔頂溫度為78.5—79℃;第二冷凝器酒溫為40℃;脫醛酒濃度為36—38%(容量);酯醛酒濃度為95.5—96%(容量);酯醛酒的提取量為1.2-3%(對成品)。
(3)精餾塔 同兩塔流程。
3.蒸餾工藝條件決定的依據 上述各控制點的參數和設備結構,操作情況,產量,發酵成熟醪性質等有密切關系。
進醪速度和蒸汽耗量是由生產能力決定的,但也受到發酵成熟醪濃度的影響。醪塔和精餾塔底部的溫度和壓力是由塔板結構,塔內液面高度及保證不跑酒等因素決定。醪塔頂部溫度是由塔頂的酒精濃度,進醪的溫度及進醪量決定的。
各冷凝器的溫度由熱負荷分攤,並保證排醛管不跑酒等因素決定。
4.蒸餾操作 為了保證蒸餾設備的正常運轉與順利操作,最主要的是保證進醪、供汽、冷卻水三者間的平衡和穩定。其次是:成品提取、酯醛酒、雜醇油的提取部位,這對成品酒精質量以及減少蒸餾過程中的損失有很大的關系。現將其中幾個操作關鍵加以敘述。
(1)發酵成熟醪添加方式 醪液連續均勻地添加是保證醪塔穩定操作的主要條件之一,國
①在蒸餾工段最高層安裝高位槽,成熟醪用泵送入其中,醪液從高位槽經預熱器自動均勻地流入塔內。要注意的是應保持高位槽一定液位,一般用液面自動調節器控制。這種供醪方式比較簡單,其缺點在於發酵成熟醪中不能含有過多的固形物,否則可能發生管道堵塞現象。另外由於成熟醪時濃時稀現象,亦難避免,故澱粉質原料廠多不採用。
②第二種方法是用泵直接將醪液經預熱器後壓入塔內。常用的有蒸汽往復泵,醪液流量大小可通過蒸汽量的改變來達到。也有用離心泵送醪,但應裝迴流管來控制流量。要注意醪液的吸入高度不能大於1米,否則可能發生不良現象。
(2)加熱方式 酒精工廠常用的加熱方式有兩種:
①直接蒸汽加熱,採用鼓泡器或開孔蛇管。
②間接蒸汽加熱,一般用蛇管。
直接蒸汽加熱的優點在於熱能利用完全,操作比較靈敏。但是如果成品在塔底取出,例如甲醇塔就只能用間接加熱。這樣熱能利用要差些,但是可以保證酒精濃度,蒸汽冷凝水可用於鍋爐,對酒精質量也有好處。因為用直接蒸汽加熱時,如果水源有不良氣味,則會影響酒精質量。
酒糟余熱的回收利用:
分析醪塔的熱量平衡可以看出,加熱蒸汽消耗在成熟醪加熱,使它的溫度與從塔里排出的酒糟溫度相同,另外還消耗在各層塔板上,從醪液中驅出酒精。因此熱量從醪塔分作兩個流向排出,即隨著加熱到103—105℃的酒糟排出與隨著進入精餾塔的酒精蒸汽排出。
為了節約蒸餾成熟醪所用的蒸汽,有的廠利用真空裝置來蒸發冷卻酒糟,並利用回收的二次蒸汽去醪塔作加熱用。為了造成蒸發罐內的真空,並壓縮二次蒸汽,通常用蒸汽噴射器。
,蒸發罐里的酒糟由於噴射器所形成的負壓而沸騰,蒸發罐的壓力維持在5.88—7.84千帕斯卡絕對大氣壓,相當於150-300毫米汞柱。被冷卻至87—90℃的酒糟用泵抽出,或提高蒸發罐的位置,利用位壓排出。酒糟在沸騰時形成的二次蒸汽由噴射器吸入,與操作蒸汽混 合,降低到13.72—15.68千帕斯卡絕對大氣壓而進入醪塔中加熱,若操作蒸汽壓力不低於29.4千帕斯卡(絕),上述裝置是有效的,一般可節約加熱蒸汽量的18%。