為提高塔的處理能力著手進(jìn)行改造時(shí),需要解決一些問題,如老設(shè)備有多少潛力,限制老設(shè)備處理能力的關(guān)鍵因素是什么,采取什么辦法進(jìn)行改造既經(jīng)濟(jì)又能滿足增產(chǎn)的要求,這里的關(guān)鍵問題實(shí)質(zhì)上是塔的大處理能力的預(yù)測。
但是,此時(shí)與設(shè)計(jì)階段有所區(qū)別,在挖潛改造時(shí)要求預(yù)測更加,10%~20%的誤差在設(shè)計(jì)階段一般是可以允許的,但在挖潛改造時(shí)這樣的誤差就太大了。
此時(shí),有利的地方是已有老的裝置,有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)資料。應(yīng)該充分利用這些有利條件使預(yù)測更正確、切合實(shí)際。消除瓶頸階段的大能力預(yù)測是以可靠的測定為基礎(chǔ),而不是一般的關(guān)聯(lián)式。應(yīng)該說這是處理老裝置改造的一個(gè)基本觀點(diǎn),對于提高產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能也一樣。
為得到老裝置的大處理能力,即大的原料加工能力或大的產(chǎn)品量,應(yīng)進(jìn)行兩項(xiàng)試驗(yàn)。
首先,改變進(jìn)料位置,確定良好進(jìn)料位置;再逐步減小回流比R,同時(shí)檢驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量, 定出生產(chǎn)含格產(chǎn)品必須采用的小操作回流比值。如此值比平常生產(chǎn)操作的R小,說明塔有一定余力。后,在此小操作回流比下作塔的液泛試驗(yàn),確定塔的大通量。
通過上述試驗(yàn)可以推算出老裝置的大原料加工能力或大產(chǎn)品量,如果這個(gè)處理量已能滿足增產(chǎn)要求,即問題完滿結(jié)束。如果尚有一定差距,則應(yīng)對塔進(jìn)行改造。
此時(shí),需確定限制塔處理能力的因素,再決定改造方案。對塔進(jìn)行模擬計(jì)算在設(shè)備改造中能起重要作用,但是模擬計(jì)算中所用的各類關(guān)聯(lián)式和基本數(shù)據(jù),必須用精餾塔的有關(guān)實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行校核,保證模擬計(jì)算的結(jié)果能代表塔的真實(shí)運(yùn)行情況。精餾塔模擬計(jì)算中基本的關(guān)聯(lián)式和數(shù)據(jù)有如下幾個(gè)方面。
1. 相平衡關(guān)聯(lián)
關(guān)聯(lián)從實(shí)測的相平衡數(shù)據(jù)導(dǎo)出,而且實(shí)測數(shù)據(jù)要有高的質(zhì)量。即要通過熱力學(xué)一致性檢驗(yàn),應(yīng)用建立的關(guān)聯(lián)預(yù)計(jì)出的相平衡數(shù)據(jù)與實(shí)測值的誤差要小,而且實(shí)測數(shù)據(jù)的濃度范圍應(yīng)覆蓋塔中全部濃度范圍,避免外推。
例如,產(chǎn)品的濃度為99.5%,而實(shí)測數(shù)據(jù)僅有95%或更小,這樣的實(shí)測數(shù)據(jù)范圍嫌窄,95%到99.5%看來外推不多,但真是這一范圍的提純需用很多塔板數(shù),稍有誤差會明顯影響計(jì)算值。
2. 傳質(zhì)效率數(shù)據(jù)
板式塔往往用塔效率,也可以對精餾段和提餾段取不同數(shù)值,填料塔則用HETP。有了正確的相平衡關(guān)聯(lián),從實(shí)測的產(chǎn)品組成、進(jìn)料組成和熱狀態(tài)、進(jìn)料量和嚴(yán)品量、回流比和操作壓力,以及側(cè)線位置、抽出量和組成(如果有的話),就可以通過模擬計(jì)算得到全塔(及各分段)實(shí)際具有的理論板數(shù),從而得到塔效率(或各分段效率)或HETP。
在這一測試中回流比宜取得大一些,以避免關(guān)鍵組分的分離發(fā)生夾點(diǎn)問題,得出錯(cuò)誤結(jié)取,對于填料塔測試需特別注意液體分布器的分布質(zhì)量。核查結(jié)構(gòu)圖紙可以獲得分布器設(shè)計(jì)的分布質(zhì)量,一般說來能正常操作并達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)的塔,其液體分布器分布質(zhì)量是能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的,如果生產(chǎn)操作中懷疑液體分布器的分布質(zhì)量冋題,則可以通過現(xiàn)場測試來鑒定。
為嚴(yán)格校驗(yàn)平衡數(shù)據(jù)和效率與生產(chǎn)操作是否相符,在現(xiàn)場測試中應(yīng)設(shè)法測得沿塔高的溫度分布,當(dāng)然能測得沿塔高的濃度分布就更好了,應(yīng)用這些數(shù)據(jù)核對模擬計(jì)算結(jié)果,反復(fù)分析調(diào)整關(guān)聯(lián)就能得到更切合實(shí)際的相平衡關(guān)聯(lián)和效率數(shù)據(jù)。