1. 在大气压为101.33×10Pa的地区,某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×10Pa。若在大气压为8.73×104Pa的...
如果塔顶真空测量仪器为绝压式的,那么不受当地大气压影响.读数相同.
如果塔顶真空测量仪器为相对压力式的(表压),那么是受当地大气压影响.塔内的实际压力=当地大气压+表的读数(表的读数为负值).
2. 用PRO II的数据 按照已有模板计算精馏塔数据 有报酬
对于塔,PRO/II 提供了来一系列蒸馏自算法、初始值生成算法和模拟选项,能为任意蒸馏问题建立模型。在塔单元操作中共有四种类型的蒸馏算法供您选择。一般对于某个问题不止一种算法合适:一般情况下,IO算法适合于绝大多数情况和操作条件。CHEMDIST算法适合于非理想物系和两个液相的物系。烃类物系的蒸馏如果带中断回流以及含自由水时则更适合于用SURE算法。对于这些算法,您可以选择是否对板式塔和填料塔的水力学方面进行设计和核算。另外,PRO/II还支持简洁塔模型,让您能快速对多种塔操作的分离特征进行分析。除此之外,LLEX单元操作则是一个专门用于液液萃取塔的模型,这样,PRO/II中的蒸馏计算就十分完整。
3. 当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时
当回流比小于最小回流比的时候,通常蒸馏塔不能够达到稳定的气液平衡。会极大的影响蒸馏塔的分离效率。甚至造成无法精馏合格的结果。
4. 苯-氯苯分离过程板式精馏塔设计的问题
化学方面是最困源难的计算
微积分
苯 - 氯苯分离过程中筛蒸馏塔的设计
</设计介绍
1.1氯苯介绍
1.2简介设计
过程中的草图和说明
3个过程的计算和主要设备的设计
3.1蒸馏塔物料平衡...... /> 3.2车牌号码,以确定
3.3蒸馏塔的工艺条件和物理数据计算
3.4整改塔体工艺尺寸计算
3.5托盘的主要工艺尺寸计算的接触后,受
..........
详细稍微
得分的两个二维地图
5. 哪里有化工总控工考试试题
序号 试题内容 选项A 选项B 选项C 选项D 标准答案
1 ( )是保证精馏过程连续稳定操作的必要条件之一 液相回流 进料 侧线抽出 产品提纯 A
2 不影响理论塔板数的是进料的( ) 位置 热状态 组成 进料量 D
3 操作中的精馏塔,F、q、xD、xW、v1不变,减小xF,则有 ( )。 D增大,R减小 D不变,R增加 D减小,R增加 D减小,R不变 C
4 操作中的精馏塔,若保持F、xF、q和提馏段气相流量V'不变,减少塔顶产品量D,则变化结果是( )。 xD增加,xW增加 xD减小,xW减小 xD增加,xW减小 xD减小,xW增加
5 操作中的精馏塔,若选用的回流比小于最小回流比,则( ) 不能操作 xD、xW均增加 xD、xW均不变 xD减少,xW增加 D
6 从节能观点出发,适宜回流比R应取( )倍最小回流比Rmin 1.1 1.3 1.7 2 A
7 当分离沸点较高,而且又是热敏性混合液时,精馏操作压力应采用( ) 加压 减压 常压 不确定 B
8 当回流从全回流逐渐减小时,精馏段操作线向平衡线靠近。为达到给定的分离要求,所需的理论板数( ) 逐渐减少 逐渐增多 不变 无法判断 B
9 二元连续精馏操作中进料热状况参数q的变化将引起( )的变化 平衡线和对角线 平衡线和进料线 精馏段操作线和平衡线 提馏段操作线和进料线 D
10 二元溶液连续精馏计算中,物料的进料状态变化将引起( )的变化 相平衡线 进料线和提馏段操作线 精馏段操作线 相平衡线和操作线 B
11 回流比的( )值为全回流 上限 下限 平均 混合 A
12 回流比的计算公式是( )。 回流量比塔顶采出量 回流量比塔顶采出量加进料量 回流量比进料量 回流量加进料量比全塔采出量 A
13 "精馏操作时,若其他操作条件均不变,只将塔顶的泡点回流改为过冷液体回流,则塔顶产品组成xD变化为( )
" 变小 不变 变大 不确定 C
14 精馏操作中,饱和液体进料量F,精馏段上升蒸汽量V与提馏段上升蒸汽量Vˊ的关系为( ) V= Vˊ+ F V<Vˊ+ F V= Vˊ V>Vˊ+ F C
15 精馏操作中,料液的黏度越高,塔的效率将( ) 越低 有微小的变化 不变 越高 A
16 精馏操作中,其它条件不变,仅将进料量升高则塔液泛速度将( ) 减少 不变 增加 以上答案都不正确 A
17 精馏操作中,全回流的理论塔板数( )。 最多 最少 为零 适宜 B
18 精馏的操作线为直线,主要是因为( ) 理论板假设 理想物系 塔顶泡点回流 恒摩尔流假设 D
19 精馏段操作线的斜率为R/(R+1), 全回流时其斜率等于( )。 0 1 ∞ -1 B
20 精馏分离操作完成如下任务( ) 混合气体的分离 气、固相分离 液、固相分离 溶液系的分离 D
21 精馏过程中采用负压操作可以( ) 使塔操作温度提高 使物料的沸点升高 使物料的沸点降低 适当减少塔板数 C
22 精馏塔操作时,回流比与理论塔板数的关系是( ) 回流比增大时,理论塔板数也增多 回流比增大时,理论塔板数减少 全回流时,理论塔板数最多,但此时无产品 回流比为最小回流比时,理论塔板数最小 B
23 精馏塔分离某二元混合物,规定产品组成xD、xW。当进料为时xF1,相应的回流比R1;当进料为时xF2,相应的回流比R2。若xF1< xF2 ,进料热状态不变,则( ) 。 R1 < R2 R1= R2 R1 > R2 无法判断 C
24 精馏塔釜温度过高会造成( )。 轻组分损失增加 塔顶馏出物作为产品不合格 釜液作为产品质量不合格 可能造成塔板严重漏液 B
25 精馏塔回流量的增加,( ) 塔压差明显减小,塔顶产品纯度会提高 塔压差明显增大,塔顶产品纯度会提高 塔压差明显增大,塔顶产品纯度会减小 塔压差明显减小,塔顶产品纯度会减小 B
26 精馏塔热量衡算包括( ) 冷却水用量和塔釜再沸器蒸汽耗量 进入精馏塔的热量和离开精馏塔的热量 以上两者的和 B
27 精馏塔提馏段每块塔板上升的蒸汽量是20Kmol/h,则精馏段的每块塔板上升的蒸汽量是( ) 25Kmol/h 20Kmol/h 15Kmol/h 以上都有可能 D
28 精馏塔在xF、q、R一定下操作时,将加料口向上移动一层塔板,此时塔顶产品浓度xD将( ),塔底产品浓度xW将( ) 变大 变小 变大 变大 变小 变大 变小 变小 C
29 精馏塔中由塔顶向下的第n-l、n、n+1层塔板,其气相组成关系为( ) yn+1>yn>yn-1 yn+1=yn=yn-l yn+1<yn<yn-1 不确定 C
30 精馏中引入回流,下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高,最恰当的说法是( ) 液相中易挥发组分进入汽相 汽相中难挥发组分进入液相 液相中易挥发组分和难挥发组分同时进入汽相,但其中易挥发组分较多 液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相必定同时发生 D
31 可用来分析蒸馏原理的相图是( ) p-y图 x-y图 p-x-y图 p-x图 C
32 冷凝器的作用是提供( )产品及保证有适宜的液相回流 塔顶气相 塔顶液相 塔底气相 塔底液相 B
33 连续精馏中,精馏段操作线随( )而变 回流比 进料热状态 残液组成 进料组成 A
34 两股不同组成的料液进同一精馏塔分离,两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比,前者能耗( )后者 大于 小于 等于 有时大于有时小于 B
35 两组分液体混合物,其相对挥发度α越大,表示用普通蒸馏方法进行分离( ) 较容易 较困难 很困难 不能够 A
36 馏塔精馏段操作线方程为y=0.75x+0.216,则操作回流比为( )。 0.75 3 0.216 1.5 B
37 "某常压精馏塔,塔顶设全凝器,现测得其塔顶温度升高,则塔顶产品中易挥发组分的含量将( )
" 升高 降低 不变 以上答案都不对 B
38 "某二元混合物,进料量为l00kmol/h,xF=0.6,要求塔顶xD不小于0.9,则塔顶最大产量为( )
" 60kmol/h 66.7kmol/h 90kmol/h 100kmol/h B
39 某二元混合物,其中A为易挥发组分,当液相组成xA=0.6,相应的泡点为t1,与之平衡的汽相组成为yA=0.7,与该yA=0.7的汽相相应的露点为t2,则t1与t2的关系为( ) t1=t2 t1<t2 t1>t2 不一定 A
40 "某精馏塔的理论板数为17块(包括塔釜),全塔效率为0.5,则实际塔板数为( )块
" 34 31 33 32 D
41 某精馏塔的馏出液量是50kmol/h,回流比是2,则精馏段的回流量是( ) 100kmol/h 50kmol/h 25kmol/h 125kmol/h A
42 "某精馏塔精馏段理论塔板数为N1层,提馏段理论板数为N2层,现因设备改造,使精馏段理论板数增加,提馏段理论板数不变,且F、xF、q、R、V等均不变,则此时( )
" xD增加,xW不变 xD增加,xW减小 xD增加,xW增加 xD增加,xW的变化视具体情况而定 B
43 "气液两相在筛板上接触,其分散相为液相的接触方式是( )
" 鼓泡接触 喷射接触 泡沫接触 以上三种都不对 B
44 区别精馏与普通蒸馏的必要条件是( ) 相对挥发度大于1 操作压力小于饱和蒸气压 操作温度大于泡点温度 回流 D
45 若仅仅加大精馏塔的回流量,会引起以下的结果是( ) 塔顶产品中易挥发组分浓度提高 塔底产品中易挥发组分浓度提高 提高塔顶产品的产量 减少塔釜产品的产量 A
46 若进料量、进料组成、进料热状况都不变,要提高xD,可采用( ) 减小回流比 增加提馏段理论板数 增加精馏段理论板数 塔釜保温良好 C
47 塔板上造成气泡夹带的原因是( ) 气速过大 气速过小 液流量过大 液流量过大 C
48 塔顶全凝器改为分凝器后,其他操作条件不变,则所需理论塔板数( ) 增多 减少 不变 不确定 B
49 图解法求理论塔板数画梯级开始点是( ) (xD,xD) (xF,xF) (xW,xW) (1,1) A
50 下列精馏塔中,哪种形式的塔操作弹性最大( ) 泡罩塔 填料塔 浮阀塔 筛板塔 C
51 下列哪种情况不是诱发降液管液泛的原因( ) 液、气负荷过大 过量雾沫夹带 塔板间距过小 过量漏液 D
52 下列哪种情况不属于塔板上的非理想流动( ) 液沫夹带 降液管液泛 返混现象 气泡夹带 B
53 下列说法错误的是( ) 回流比增大时,操作线偏离平衡线越远越接近对角线 全回流时所需理论板数最小,生产中最好选用全回流操作 全回流有一定的实用价值 实际回流比应在全回流和最小回流比之间 B
54 下列塔设备中,操作弹性最小的是( ) 筛板塔 浮阀塔 泡罩塔 舌板塔 A
55 下面( )不是精馏装置所包括的设备。 分离器 再沸器 冷凝器 精馏塔 A
56 下述分离过程中不属于传质分离过程的是( ) 萃取分离 吸收分离 精馏分离 离心分离 D
57 已知q=1.1,(冷夜进料)则加料液中液体量与总加料量之比为( ) 0.1:1 1.1:1 1:1.1 1:1 D
58 已知精馏q线如下:y=2x–0.5,则原料液的进料状况为( ) 过冷液体 饱和液体 气液混合物 饱和蒸气 A
59 已知精馏段操作线方程为:y=0.8x+0.24,则该塔顶产品浓度x为( ) 0.9 4 0.98 0.72 B
60 以下说法正确的是( ) 冷液进料q=1 汽液混合进料0<q<1 过热蒸气进料q=O 饱和液体进料q<l B
61 有关灵敏板的叙述,正确的是( ) 是操作条件变化时,塔内温度变化最大的那块板 板上温度变化,物料组成不一定都变 板上温度升高,反应塔顶产品组成下降 板上温度升高,反应塔底产品组成增大 A
62 "在常压下苯的沸点为80.1℃,环乙烷的沸点为80.73℃,欲使该两组分混合物得到分离,则宜采用( )
" 恒沸精馏(加入挟带剂形成新沸点) 普通精馏 萃取精馏 (加入萃取剂) 水蒸气蒸馏 C
63 "在多数板式塔内气、液两相的流动,从总体上是( )流,而在塔板上两相为( )流流动。
" 逆 错 逆 并 错 逆 并 逆 A
64 在精馏操作中,若进料组成、馏出液组成与釜液组成均不变,在气液混合进料中,液相分率(q)增加,则最小回流比Rmin() 增大 不变 减小 无法判断 C
65 在精馏操作中多次部分气化将获得接近纯的( ) 难挥发组成 难挥发组成和易挥发组成 易挥发组成 A
66 在精馏过程中,回流的作用是提供( )。 提供下降的液体 提供上升的蒸汽 提供塔顶产品 提供塔底产品 A
67 在精馏塔的计算中,离开某理论板的气液相温度分别为t1与t2;它们的相对大小为( ) t1=t2 t1>t2 t1<t2 不确定 A
68 在精馏塔中,加料板以上(不包括加料板)的塔部分称为( ) 精馏段 提馏段 进料段 混合段 A
69 在四种典型塔板中,操作弹性最大的是( )型 泡罩 筛孔 浮阀 舌 C
70 在相同的条件R、xD、xF、xW下,q值越大,所需理论塔板数( ) 越少 越多 不变 不确定 A
71 在一定操作压力下,塔釜、塔顶温度可以反映出( ) 生产能力 产品质量 操作条件 不确定 B
72 "在再沸器中溶液( )而产生上升蒸气,是精馏得以连续稳定操作的一个必不可少的条件
" 部分冷凝 全部冷凝 部分气化 全部气化 C
73 在蒸馏单元操作中,对产品质量影响最重要的因素是( ) 压力 温度 塔釜液位 进料量 B
74 在蒸馏生产过程中,从塔釜到塔顶,压力( ) 由高到低 由低到高 不变 都有可能 A
75 蒸馏分离的依据是混合物中各组分的( )不同 浓度 挥发度 温度 溶解度 B
76 蒸馏塔板的作用是( )。 热量传递 质量传递 热量和质量传递 停留液体 C
77 "正常操作的二元精馏塔,塔内某截面上升气相组成Yn+1和下降液相组成Xn的关系是( )
" Yn+1>Xn Yn+1<Xn Yn+1=Xn 不能确定 A
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6. 蒸馏塔的蒸馏塔的工作原理
在发酵成熟醪中,不单是含有酒精,还含有其它几十种成分的物质,若加上水,这些物质的含量远远超过酒精的含量,成熟醒中酒精含量仅为7—11%(容量)左右,而包括水、醇类、醛类、酸类、脂类的杂质几乎占90%,要得到纯净的酒精,就必须采用一定的方法,把酒精从成熟醪中分离出来。生产中是采用加热蒸馏的办法,把各种不同沸点、比重、挥发性的物质从不同的设备中分离出来,从而得到较高纯度的酒精。
粗馏塔的工作原理为发酵成熟醪通过预热后,进入粗馏塔中的上部,塔底不断均匀地通入加热蒸气,这时由于加热的作用就可将成熟醪中液态酒精转变为酒精气体,同时其它低沸点和挥发性的杂质,都成为气态,和酒精一同进入排醛塔中(也可直接进入精馏塔),塔底将蒸馏后的废糟排出塔外。
粗馏塔运行正常时,塔顶温度不得低于93℃,但也不能过高,过高的顶温对分离无利,且耗蒸气量大。一般控制在95—96℃。温度过低,醒中的酒精没有完全蒸发出来,逃酒率明显增大。纯酒精的沸点是78.3℃,但混有水等成分的混合液体的沸点远远不止78.3℃,所以,粗馏塔底温控制不应低于105℃,一般在105℃—109℃之间。成熟醪进入粗馏塔前必须进行预热,减小温差,有利于粗馏塔稳定运行。一般应将醪预热温度控制在60—70℃之间,有些生产单位由于设备性能的影响,一般偏低5—10℃。
除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精经过粗馏后,由气态从粗馏塔顶进入除醛塔中,通过除醛塔内再适量的加热、冷凝、回流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸点、易挥发的杂质从排醛管中排出,脱醛酒精从醛塔底部进入液相精馏塔,部分酒头从酒头管中进入后发酵罐的醪中或成熟醪中。
正常情况下,除醛塔底部温度为86—89℃,塔顶温度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水温不应低于60℃,最后一个冷凝器的温度不得低于25℃。
精馏塔的工作原理是酒精通过以上两塔蒸馏后,酒精浓度还需要进一步提高,杂质还需进一步排除,精馏塔的蒸馏目的就是通过加热蒸发、冷凝、回流,上除头级杂质,中提杂醇油,下排尾级杂质,获得符合质量标准的成品——酒精。蒸馏塔的工作原理并非只局限于提纯酒精。蒸馏塔的功能主要是为了分离混合液体,利用不同液体在不同条件下,如温度不同,挥发性(沸点)不同的原理进行液体分离,从而达到提纯效果。蒸馏塔主要分为板式塔与薄膜式塔。板式塔比较常见,其构造可分为板、重沸器、冷凝器三个部分。
精馏塔的塔顶温度一般应控制在79℃,塔底温度应控制在105—107℃,塔中温度在取酒正常的情况下,在88—92℃之间。精馏塔上的1*冷凝器水温应在60—65℃,2*冷凝器应在35—40℃,最后一个冷凝器温度最好不低于25℃。
7. 某连续操作的精馏塔每小时蒸馏5000kg含乙醇10%的水溶液,塔底回流内含乙
1:部分汽化及部分冷凝均可使混合物得到一定程度的分离,它们均是籍混合物中各组分挥发性内的差异而达到分离的目的容,这就是蒸馏及精馏分离的依据。
2:精馏之所以区别于蒸馏就在于精馏有“回流”,而蒸馏没有“回流”。回流包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的气相回流。回流是构成汽、液两相接触传质使精馏过程得以连续进行的必要条件。若塔顶没有液相回流,或是塔底没有再沸器产生蒸汽回流,则塔板上的气液传质就缺少了相互作用的一方,也就失去了塔板的分离作用。因此,回流液的逐板下降和蒸汽的逐板上升是实现精馏的必要条件。
8. 某真空蒸馏塔在大气压力为100KPa地区工作时,塔顶真空表读数90KPa.当塔在大气压为86的地区工作时,如塔顶绝
读数为77.4kpa
9. 精馏塔在一定条件下操作时,试问将加料口向上移动两层塔板,此时塔顶和塔底产品组成将有何变化为什么
将加料口向上移动两层塔板,即精馏段理论板的层数减少,分离能力下降,塔顶产品组成下降,此时塔底产品组成将升高。
10. 蒸馏过程单塔操作和多塔操作有什么不同
蒸馏流程的确定应根据成品质量的要求与发酵成熟醪的组成。在保证产品质量的前提下要尽可能地节省设备投资与生产费用,并要求管道布置简单,工作操作方便。
(一)单塔式蒸馏
用一个塔从发酵成熟醪中分离获得酒精成品,称为单塔蒸馏。它适用于对成品质量与浓度要求不高的工厂。
(二)两塔蒸馏
若利用单塔蒸馏制造浓度很高的酒精,则塔需要很多层塔板,于是塔身很高,相应的厂房建筑也要很高。另外这样的单塔蒸馏酒糟很稀,用作饲料诸多不便。为了降低塔身高度和提高成品浓度,把单塔分做两个塔,分别安装,这就是两塔流程。
粗馏塔的作用是将乙醇从成熟醪中分离出来,并排除酒糟。精馏塔的作用是浓缩乙醇和排除大部分杂质。
两塔流程又有气相进塔和液相进塔两种型式,气相进塔系粗馏塔发生的酒汽直接进入精馏塔,这种方式生产费用较低,为淀粉质原料厂所采用。液相进塔则系粗馏塔发生的酒汽先冷凝戍液体,然后进入精馏塔,这种方式由于多一次排醛机会,成品质量较好,适用于糖蜜酒精厂。
1.气相进塔的两塔流程 如图1—42所示。成熟醪用泵自醪池进入预热器3,与精馏塔来的酒精蒸汽进行热交换,成熟醪被加热至40℃左右,由醪塔顶部进入醪塔1,而醪塔底部用直接蒸汽加热,使塔底温度为l05—108℃,塔顶温度为92—95℃,塔顶约50%(容量)的酒精蒸汽直接进入精馏塔2,被蒸尽酒精的成熟醪称酒糟,由塔底部排糟器自动排出。
精馏塔底同样亦用直接蒸汽加热,使塔底温度为105—107℃,塔中部温度为92℃左右,醪塔来的粗酒精经提浓精馏后,酒精蒸汽由塔顶进入醪液预热器3,未冷凝下的酒汽再进入第一、第二冷凝器4、5,冷凝液全部回流入塔,部分还未冷凝的气体则进入第三冷凝器6,该冷凝液里含的杂质较多,不再回流入塔,作为工业酒精出售。没有冷凝的为CO2气体和低沸点杂质,由排醛管排至大气中。
成品酒精在塔顶回流管以下,即第4—6块塔板上液相取出,经成品冷却器12,检酒器13,其质量达到药用要求后送入酒库。蒸尽乙醇的废水称余馏水,经排出管排至塔外。
这种两塔流程,醪塔一般用2l—24块塔板,精馏塔用56—70块塔板,当然塔板数目还与塔板结构、安装质量有关。如醪塔用双沸式塔塔板,则2l层就可以,若用数个泡帽的,塔板数还可减少些。精馏塔板采用浮阀式则40—42层就够了。
精馏塔的进料层为第14—18层塔板(自下向上数),精馏塔除有提取成品、排除脂醛杂质任务外,还排除杂醇油。从精馏塔提取杂醇油的方法有两种,一种是液相提取,即在进料层之上2—4层塔板,温度为85—92℃的区域中提取。另一种是气相取油。它在进料层以下2—4层塔板上提取,气相取油,酒精质量较高,为我国南方工厂所采用,在北方则习惯液相取油。
杂醇油的分离,自塔内取出的粗杂醇油经冷却器7再加水稀释(经乳化器8),含酒精10%(容量)以下时,粗杂醇油便分层,油浮在上面,送至储存罐10中,下层的淡酒流至醪池中。杂醇油由储存罐10利用位差经过盐析罐11,以提高浓度。
2.液相进塔的两塔流程 气相进塔的优点是节省加热蒸汽、冷却水。但成熟醪含杂质较多时成品质量难保证。由于两塔直接相通,相互影响较大,要求操作技术也较高。由于糖蜜发酵醪含杂质较多,所以一般都不采用气相进塔方式。
液相进塔的工艺过程是:成熟醪经预热器之后进入组馏塔,在塔内被加热,酒精蒸发,在冷凝器冷凝成液体后,或直接流入精溜塔或回流到粗馏塔再由粗馏塔顶层塔板液相取料至精馏塔。
液相进塔时,进料塔板上汽液两相平衡,浓度较气相进料时高,因此液相进塔时的进料位置要比气相进料时高2—3层,否则塔底容易跑酒。
今以南方某糖蜜酒精厂为例,介绍液相进塔,气相取杂醉油的两塔流程,如图1-43所示。
成熟醪经预热器后从粗馏塔顶进入,塔底通入直接蒸汽进行蒸馏,成熟醪从上而下逐步降低酒精含量,最后由塔底排出。塔底排出的废液含酒不应超过0.04%(容量),塔顶蒸出的酒汽经预热器,冷凝器变成液相,由酒精塔第18层入塔进行蒸馏。从进料层以下即第16、14、12层气相提取杂醇油。塔顶蒸出的酒气经第1、2、3冷凝器冷凝后回流入精馏塔顶,即72层处。在第4冷凝器排除醛酒,与粗馏塔第4冷凝器排除的醛酒汇集一起,送入主发酵罐中,在第7l、70、69层板上液相提取酒精产品,粗馏塔和精馏塔底温控制在104℃左右,塔顶分别控制在95℃和79℃。
(三)三塔蒸馏
两塔流程无论是汽相过塔还是液相过塔,只能得到医药酒精。要获得精馏酒精采用上述仅有浓缩设备的工艺流程是很难达到目的。三塔流程就是针对这缺点而改进的。三塔流程包括三个塔,一是粗韶塔,二是排醛塔又称分馏塔,它安装在粗馏塔与精馏塔之间,它的作用是排除醛脂类头级杂质。三是精馏塔,它除有浓缩酒精提高浓度作用外,还继续排除杂质,使能获得精馏酒精。
三塔流程由于粗馏塔蒸馏出的粗酒精进入排醛塔,以及排醛塔的脱醛酒进入精馏塔的形式不同又可分为三类:
直接式 粗酒精由粗馏塔进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是气体状态。
半直接式 粗酒精由粗馏塔进入排醛塔是气体,而脱醛酒进入精馏塔是液体状态。
间接式 粗酒精进入排醛塔以及脱醛酒进入精馏塔都是液体。
1.三塔直接式流程 由于粗酒精是蒸汽状态进入排醛塔,再以气体状态进入精馏塔,所以它的排除杂质效率是不高的。另外还有可能将粗馏塔蒸汽中微量的成熟醪带至精馏塔,致使所得的成品有不好的气味。虽然这种流程热能最经济,由于上述缺点没有推广。
2.半直接式 热能消耗虽然比直接式大些,但可以得到质量比较优良的成品,因此在我国酒精工业上得到广泛的应用。其流程如图1—44所示。成熟醪用泵自醪池经过预热器1预热后,进入粗馏塔2,这时蒸出的酒气并不直接进入精馏塔而是先进入排醛塔3,脂醛类头级杂质在乙醇浓度较低时精馏系数更大些,因此进入塔3的粗酒精浓度最好在35—40%(容量)之间,若酒度过高,有的厂还需加水稀释。
排醛塔通常用较多的塔板层数(28—34)和冷凝面积很大的冷凝器,并采用很大的回流比来提高塔顶酒精浓度。在13层(自下向上数)左右进料,塔顶控制在79℃,脂醛酒含酒精为95.8—96%(容量),脂醛酒的提取量为成品的1.2—3%。
排醛塔底进入精馏塔的脱醛酒,由于采用直接蒸汽加热和脂醛酒中酒精含量较高的缘故,其浓度较粗馏塔导出的粗酒精浓度略低,一般在30—35%(容量)之间。
脱醛液进入精馏塔4后,残留的脂醛类头级杂质随乙醇蒸汽而上升,经冷凝器7、8、9,一部分由排醛管排至大气,另一部分经冷却器及检酒器后进入工业酒精中。糖蜜酒精厂由于酯醛馏出物数量较大(主要含乙醛多),则将其返回发酵罐中再次发酵,以增加酒精得率。
精馏塔顶蒸出的酒汽在冷凝器7、8冷凝后全部回流人塔,成品酒精从塔顶回流管以下2、4、6层塔板上液相取出。
杂醇油的提取方法与两塔流程时一样。
3.间接式三塔流程 它的成品质量比半直接式的高,还可以生产高纯度酒精。这是由于粗馏塔蒸出的酒汽经冷凝成为液体,在这过程中可多一次驱除头级杂质的机会。显然生产费用要大些。无论淀粉原料还是糖蜜原料用半直接法的三塔流程都可获得精馏酒精,因此间接式的三塔流程目前应用不很广。
(四)白酒厂酒精蒸馏流程的商榷
目前我国酒精品种单一,故多采用双塔流程就能满足要求。现在酒厂的酒精车间都有一部分酒精用来生产白酒。有的厂在用代用原料时为了提高酒基质量,把已获得的酒精经化学处理后再重蒸一次,质量有所提高,但费用也增加了。为了降低成本和减少操作过程,根据甲醇的特性,酒精浓度愈高时,其精馏系数愈大,即乙醇愈容易分离,建议酒厂的酒精蒸馏采用这样的三塔式流程:粗馏塔、精馏塔、甲醇塔。当生产医药酒精时就用前面两个塔,当生产白酒酒基时则用三个塔。把从精馏塔上部酒精浓度为85%左右含脂多的酒精液引入甲醇塔,甲醇塔可用填料塔,用间接蒸汽加热,甲醇的精馏系数大于1,从塔顶排除,成品则从塔底流出,取浓度为85%(容量)左右,它含甲醇少,含脂多。至于杂醇油仍在精馏塔中取出,这样精馏塔的操作重点放在取油上。这样的三塔式可以一次蒸馏得到比医药酒精质量高的酒基,流程如图1-45所示。
(五)蒸馏操作的控制
酒精蒸馏的流程不多,同一流程时控制点、控制参数都近似。操作上都必须严格控制进料、供汽、冷却水的供应,以及取成品和杂酵油的量,使它们相互成为一定的平衡关系。如果在操
作上任意调整一个方面或操作条件中有一个变化,就会破坏这种平衡,造成生产过程混乱,甚至导致生产事故。因此操作上要求达到“三稳”:塔底压力稳,控制点温度稳,出酒量稳,才能达到产、质量的稳定。为了解蒸馏操作的控制,兹将各种连续蒸馏操作的一般标准摘录如下,供参考。
1.两塔流程,生产医药酒精。
(1)醪塔 蒸馏釜温度为105—103℃,保证酒糟内不含酒精;蒸馏釜压力为0.196—0.245万帕斯卡(表压);进入精溜塔的酒精蒸汽温度为93—95℃(醪塔顶温度)。
(2)精馏塔 塔釜温度为102—104℃;塔釜压力为0.137—0.157万帕期卡(表压);塔中部(取杂醇油区)温度为86—93℃,比控制塔顶温度灵敏。进入分凝器前塔顶酒精蒸汽之温度78—79℃。第二冷凝器流至第三冷凝器的酒温为35—40℃,这是保证成品质量的重要措施之一。
2.三塔流程,生产精馏酒精。
(1)醪塔 同两塔流程。
(2)排醛塔 塔底温度为84—86℃,由脱醛酒的浓度决定;塔底压力为0.098万帕斯卡(表压);塔顶温度为78.5—79℃;第二冷凝器酒温为40℃;脱醛酒浓度为36—38%(容量);酯醛酒浓度为95.5—96%(容量);酯醛酒的提取量为1.2-3%(对成品)。
(3)精馏塔 同两塔流程。
3.蒸馏工艺条件决定的依据 上述各控制点的参数和设备结构,操作情况,产量,发酵成熟醪性质等有密切关系。
进醪速度和蒸汽耗量是由生产能力决定的,但也受到发酵成熟醪浓度的影响。醪塔和精馏塔底部的温度和压力是由塔板结构,塔内液面高度及保证不跑酒等因素决定。醪塔顶部温度是由塔顶的酒精浓度,进醪的温度及进醪量决定的。
各冷凝器的温度由热负荷分摊,并保证排醛管不跑酒等因素决定。
4.蒸馏操作 为了保证蒸馏设备的正常运转与顺利操作,最主要的是保证进醪、供汽、冷却水三者间的平衡和稳定。其次是:成品提取、酯醛酒、杂醇油的提取部位,这对成品酒精质量以及减少蒸馏过程中的损失有很大的关系。现将其中几个操作关键加以叙述。
(1)发酵成熟醪添加方式 醪液连续均匀地添加是保证醪塔稳定操作的主要条件之一,国
①在蒸馏工段最高层安装高位槽,成熟醪用泵送入其中,醪液从高位槽经预热器自动均匀地流入塔内。要注意的是应保持高位槽一定液位,一般用液面自动调节器控制。这种供醪方式比较简单,其缺点在于发酵成熟醪中不能含有过多的固形物,否则可能发生管道堵塞现象。另外由于成熟醪时浓时稀现象,亦难避免,故淀粉质原料厂多不采用。
②第二种方法是用泵直接将醪液经预热器后压入塔内。常用的有蒸汽往复泵,醪液流量大小可通过蒸汽量的改变来达到。也有用离心泵送醪,但应装回流管来控制流量。要注意醪液的吸入高度不能大于1米,否则可能发生不良现象。
(2)加热方式 酒精工厂常用的加热方式有两种:
①直接蒸汽加热,采用鼓泡器或开孔蛇管。
②间接蒸汽加热,一般用蛇管。
直接蒸汽加热的优点在于热能利用完全,操作比较灵敏。但是如果成品在塔底取出,例如甲醇塔就只能用间接加热。这样热能利用要差些,但是可以保证酒精浓度,蒸汽冷凝水可用于锅炉,对酒精质量也有好处。因为用直接蒸汽加热时,如果水源有不良气味,则会影响酒精质量。
酒糟余热的回收利用:
分析醪塔的热量平衡可以看出,加热蒸汽消耗在成熟醪加热,使它的温度与从塔里排出的酒糟温度相同,另外还消耗在各层塔板上,从醪液中驱出酒精。因此热量从醪塔分作两个流向排出,即随着加热到103—105℃的酒糟排出与随着进入精馏塔的酒精蒸汽排出。
为了节约蒸馏成熟醪所用的蒸汽,有的厂利用真空装置来蒸发冷却酒糟,并利用回收的二次蒸汽去醪塔作加热用。为了造成蒸发罐内的真空,并压缩二次蒸汽,通常用蒸汽喷射器。
,蒸发罐里的酒糟由于喷射器所形成的负压而沸腾,蒸发罐的压力维持在5.88—7.84千帕斯卡绝对大气压,相当于150-300毫米汞柱。被冷却至87—90℃的酒糟用泵抽出,或提高蒸发罐的位置,利用位压排出。酒糟在沸腾时形成的二次蒸汽由喷射器吸入,与操作蒸汽混 合,降低到13.72—15.68千帕斯卡绝对大气压而进入醪塔中加热,若操作蒸汽压力不低于29.4千帕斯卡(绝),上述装置是有效的,一般可节约加热蒸汽量的18%。