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约束条件

为保证正常操作，需规定某些参数的极限值，并作为约束条件。塔内气体的流速过低时，对于某些筛板精馏塔会产生漏液现象，从而影响操作降低塔板效率；而流速过高易产生液泛，将完全***塔的操作。由于塔板上液层，气相通过液层的阻力增大，因而可用测量差压的方法检测塔的液泛现象。当冷凝器冷却量Q增加时，必然会使更多的气相变为液相，从而降低了塔压。当压差过高时，则通过差压控制系统减小气体流速。每个精馏塔都存在着一个1大操作压力限制，超过这个压力，塔的安全就没有保障。为精馏过程提供能量的再沸器和冷凝器，也都存在一定限制。再沸器的加热，受塔压和再沸器中液相介质1大汽化率的影响；同时再沸器两侧间的温差不能超过其临界温差，否则会导致给热系数下降，传热量降低。对冷凝器冷却能力影响1大的是冷却介质的温度。而在介质条件不变时，又与塔的操作压力有关；同时馏出产品组份的变化也将影响到冷凝器的冷却能力限制。在确定精馏塔的控制方案时，必须考虑到上述的约束条件，以使精馏塔工作于正常操作区内。

精馏塔的干扰因素

和其他化工过程一样，精馏是在一定的物料平衡和能量平衡的基础上进行的。一切因素均通过物料平衡和能量平衡影响塔的正常操作。一般附着在成熟醪预热器、塔底再沸器的管壁及蒸馏塔塔盘和塔件上，常常造成进料温度降低，塔底各板间温差加大，塔顶真空度升高，严重时会造成塔底跑酒，***终导致生产不能正常进行。影响物料平衡的因素包括进料量和进料成分的变化，顶部馏出物及底部出料的变化。影响能量平衡的因素主要是进料温度或热焓的变化，再沸器加热量和冷凝器冷却量的变化，此外还有塔的环境温度等变化。同时，物料平衡和能量平衡之间又是相互影响的。要了解这些因素是如何影响精馏塔操作的，首先必须分析它的静态规律，即研究其静态特性。从而分析上述因素对精馏塔的动态影响。

1．精馏塔中静态关系的分析

图15为精馏塔的物料流程图，可简单地视其于为二元精馏。则从物料平衡和能量关系出发，可得出它的总的物料平衡关系为

F=D＋B （9）

轻组分的物料平衡关系为

Fz＝Dy＋Bx （10）

式中，F、D和B分别为进料量、顶部馏出物量和塔底产品；z、y和x分别为进料、顶部馏出物和底部产品中轻组分的含量。由以上两式，可明显看出进料量F在产品中的分配量（即D／F）是决定顶部和底部产品中轻组分含量y和x的关键因素。

静态下精馏塔的能量关系为

QH FHF＝QC＋DHD＋BHB （11）

式中，QH为再沸器加热量，QC为冷凝器冷却量，HP、HD和HB分别为进料顶部、底部产品的比热熔。在式中，每一项都影响着塔内上升蒸汽的流量V。对于一个既定的塔来讲，V与F之比与塔的分离度S有关。即V／F一定时意味着塔分离度也一定。

精馏流程和塔型的选择

乙醇和水混合料经预热器加热至泡点后，送至精馏塔，塔顶采用全凝器冷凝后，一部分作回流，其余为塔顶产品经冷却后送贮槽，塔釜采用直接蒸汽供热，塔底产品经冷却后送至贮槽，流程图如下图： 根据生产任务，若按每天开动设备24小时计算，产品流量为1.67t/h，由于产品粘度较小，流量较大，为减少造价，降低生产过程中压降和塔板液面落差的影响，提高生产效率，选用浮阀塔。需指出，由于能量关系因素V主要取决于再沸器加热量，但也取决于进料和回流的热焓。 塔设备的高度与直径之比，因情况不同，差别很大，塔外壳用钢板焊制，也可用铸铁铸造，每层塔板为一节，并用法兰连接。 塔体材料和踏板材料均选用TiNiCr918,因这种不锈钢具有高的强度极限，较低的屈服极限，的塑性和韧性，他的焊接性能和冷弯成形等工艺性也很好，是目前制造容器、塔的广泛的一类不锈钢，又因为这种钢在乙醇介质中有很好的耐腐蚀性，所以选用TiNiCr918。