前言

精馏塔的压力是精馏操作中的一个重要参数，塔压的变化必将引起塔内气相流量和塔板上汽-液平衡条件的变化，结果会使操作条件改变，最终将影响到产品的质量。因此，一般精馏塔都要设置塔压控制系统，以维持塔压的恒定。

维持塔压恒定还有另外一个重要原因，就是一般精馏塔都选用间接质量指标温度作为控制产品质量的被控变量，而用温度作为产品质量指标的前提条件是必须塔压保持一定。

常用的塔压控制方法如下。

(1)加压塔的塔压控制 加压塔操作过程中，压力控制非常重要，它不仅会影响到产品的质量，而且还关系到设备和生产的安全。

加压塔控制方案的确定，不仅与塔顶馏出物的状态是气相还是液相密切相关，而且还和塔顶馏出物中不凝性气体量的多少有关。

①气相采出情况 当塔顶为气相采出时，塔压的控制可以采用如图3-3-204所示的控制方案。该方案中除通过调节气相采出量控制塔压外，为了维持回流罐的液位，还设置了回流罐液位控制，即通过对冷凝器冷剂量的调节来维持液位的恒定，以保证有足够的冷凝液作为回流。

如果该精馏塔的气相采出作为后续工序的进料，那么可设置塔压与气相采出流量串级均匀控制，如图3-3-205所示。

为避免上述方案中因回流液可能过冷而造成塔的扰动，可设置一回流温度控制。这时回流罐液位可用回流量来调节，如图3-3-206所示。

②液相采出情况

a.在馏出物中不含或仅含微量不凝性气体。当冷凝器位于回流罐上方时，可以采用以下各种方案来控制塔压。

用冷凝器的冷剂量来控制塔压，如图3-3-207所示。该方案的优点是所用的调节阀口径较小，节约投资，且可节约冷却水；缺点是冷凝速率与冷却水量之间为非线性关系。在冷却流量波动较大时，可设置塔压与冷却水量串级控制，以克服冷却水量波动对塔压的影响。

直接调节顶部气相流量来控制塔压，如图3-3-208所示。该方案的优点是压力调节快捷、灵敏，可调范围也大；缺点是所需调节阀的口径较大，而且在气相介质有腐蚀性时，需用价格昂贵的耐腐蚀性材质的调节阀。

通过调节冷凝器去回流罐的液相流量来控制塔压，如图3-3-209所示。该方案不如图3-3-208方案灵敏、快捷，但由于调节阀处于液相，因此所需口径要比调节阀放在气相时为小，可节约投资。

采用热旁路的方法控制塔压，如图3-3-210所示。该方案反应较为灵敏，且所采用的调节阀也比图3-3-208方案时口径要小。

用冷凝器排液量与热旁路相结合的方法控制塔压，如图3-3-211所示。这时压力控制器的输出控制两个调节阀而构成分程控制，这样可以扩大调节阀的可调范围，缺点是需采用两个调节阀，增加设备投资。

当冷凝器位于回流罐下方时，可采用浸没式冷凝器塔压控制方案，如图3-3-212所示。这时调节阀安装在通往回流罐的气相管路上。这种控制方法，一般希望进入冷凝器的冷剂量大，保持过冷，因改变压差(△p=p₁一p₂)的方法使传热面积发生变化，以改变气相的冷凝量，从而达到控制塔压的目的。

补充氮气控制压力。精馏塔塔顶不凝气较少时，仅仅通过控制不凝气的排放，不足以平稳的控制塔顶压力，这时通常采用补充惰性气体(也有使用空气的工艺)的方法，补充控制塔顶压力。这种控制方法通常应用在正压塔上，在气相采出线上设置一路补充氮气，塔顶压力分程控制氮气补充量和不凝气排放量，以保证塔顶压力稳定。

这种压力控制方法控制原理简单，调节阀尺寸较小，设备投资较少，同时，压力调整也比较迅速。但是，此法有一个问题，即精馏塔波动较大时，有少量物料会从气相排放管线排放而出，即造成了浪费，因此通常在回流罐气相出口增加一个后冷器，用以回收尾气中的物料。另一方面，若物料中含有毒有害物质时，尾气就不能随意排放了，需要在下游增加尾气处理设备，这样一来又增加了设备成本和操作成本。

b.馏出物中含有少量不凝性气体。当塔顶气相中不凝性气体的含量小于塔顶气相总量的2%时，或者在塔的操作中预计只在部分时间里产生不凝性气体时，就不能采用将不凝性气体放空的方法控制塔压。因为这样做损失太大，会有大量未被冷凝下来的产品被排放掉。此时可采用如图3-3-213所示的分程控制方案对塔压进行控制。首先用冷却水调节阀控制塔压，如冷却水阀全开塔压还降不下来时，再打开放空阀，以维持塔压的恒定。

c.馏出物中有较多不凝性气体。当塔顶馏出物中含有不凝性气体比较多时，塔压可以通过改变回流罐的气相排放量来实现，如图3-3-214所示。该方案适用于进料流量、组分、塔釜加热蒸汽压力波动不大，且塔顶蒸汽流经冷凝器的阻力变化也不大的条件下。因为只有这样，回流罐上的压力才可以代替塔顶的压力。如果冷凝器阻力变化值可能接近或超过塔压波动的最大值，此时回流罐上的压力就不能代表塔顶压力。这时压力控制系统的取压点应移至塔的顶部，类似于图3-3-204所示的方案。

如果塔顶气相物料不需冷凝而直接进入下一工序,那么可采用如图 3-3-2 15 所示的方案控制塔压。此时调节阀直接安装在塔顶的气相管线上。该方案特别简单，但所需调节阀口径却较大。

③气、液两相采出的情况 在精馏塔顶部为液相采出，然而却含有较多不凝性气体需要放空时，或者塔顶冷凝器为分凝器，除液相产品外，尚有气相产品需要送到下一工序进行再加工处理时，可以采用如图3-3-216所示方案控制塔压。该方案中还设置了冷凝液温度控制系统。这是因为在气相产品量较多时，分凝器中的平衡温度与压力之间的关系将随气相产品成分而变，只有在一定压力和一定冷凝温度下，才能保证气相产品的成分不变。同样道理，为保证液相产品的质量，顶部温度(或精馏段指标)也应进行控制，使其维持一定。

(2)常压塔的塔压控制 在常压精馏过程中，一般对塔顶压力要求不高，因此不必要设置压力控制系统。为了控制塔压，可在冷凝器或回流罐上设置一段连通大气的管道来平衡压力，以保持塔内压力接近于环境压力。

如果对常压精馏时的塔压控制要求较高，或者是用管道与大气连通的方法导致空气进入塔内会影响到产品的质量，甚至会因空气进入塔内而有产生爆炸的危险时，就不能采用上述方法维持塔压，而必须设置塔压控制系统，使塔内压力通过控制后略高于大气的压力。其塔压控制方案可采用加压塔的塔压控制方案。

(3)减压塔的塔压控制 所谓减压塔是指精馏塔的操作压力低于大气压，也就是说精馏塔是在一定的真空度下进行操作。

减压塔真空度的获得，一般都依靠蒸汽喷射泵或电动真空泵的抽吸作用，因此，减压塔真空度的控制将涉及各种形式的真空泵的控制。其控制方案如下。

如果真空抽吸装置为蒸汽喷射泵，那么在真空度控制的同时，应在蒸汽管路上设置蒸汽压力控制系统，如图3-3-218所示。由于真空度与蒸汽压力之间有着严重的非线性，不宜用蒸汽压力或流量来直接控制真空度。

如果真空抽吸装置采用的是电动真空泵，通常把调节阀安装在真空泵返回吸入口的旁路管线上，如图3-3-219所示。

②改变旁路吸入空气或惰性气体量 在回流罐至真空泵的吸入管上，连接一根通大气或某种惰性气体的旁路，并在该旁路上安装一调节阀，通过改变经旁路管吸入的空气量或惰性气体量，即可控制塔的真空度。该控制方案如图3-3-220所示。

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