I. D: Il sistema di colonne di distillazione funziona in modo continuo? Perché sono necessarie quattro torri?
A: Abbiamo allestito un sistema a tre torri per il funzionamento continuo e abbiamo aggiunto una torre intermittente per migliorare il tasso di recupero e ridurre al minimo la perdita di NMP. Le torri sono: Torre di disidratazione: la maggior parte dell'acqua viene rimossa dalla parte superiore della torre, mentre il contenuto della parte inferiore entra nella torre di rimozione dei componenti leggeri. Torre di rimozione dei componenti leggeri: i componenti leggeri vengono rimossi dalla parte superiore della torre e il substrato della torre entra nella torre di raffinazione. Torre di raffinazione: l'NMP conforme ai requisiti del prodotto viene scaricato dalla parte superiore della torre e il substrato della torre entra nella torre di distillazione a lotti. Torre intermittente: l'NMP recuperato dalla parte superiore della torre entra nel serbatoio dei liquidi di scarto e il substrato della torre viene imballato in fusti e affidato a un produttore qualificato per il trattamento.
II. D: La disposizione centrale del sistema di colonne di distillazione è così vuota? È uno spreco di spazio?
A: L'NMP appartiene alla classe C, ovvero ai liquidi di classe A. La nostra colonna di distillazione opera in pressione negativa. Sebbene la temperatura di esercizio sia ridotta, rimane comunque superiore al punto di infiammabilità dell'NMP. Secondo le normative, l'apparecchiatura appartiene alla classe B. In base alla tipologia di apparecchiatura e alle caratteristiche delle apparecchiature di supporto, è necessario un layout razionale e conforme per soddisfare i requisiti di distanza di sicurezza antincendio.
III. D: Quanto tempo ci vorrà per recuperare il costo dell'intero dispositivo?
A: È necessario effettuare un calcolo completo in base ai prezzi della soluzione NMP di buona qualità e della soluzione NMP di scarto. Se la differenza di prezzo tra la soluzione NMP di buona qualità e la soluzione NMP di scarto con una determinata concentrazione è minima, ci vorrà molto tempo per ripristinare l'unità. Se la differenza di prezzo è elevata, i tempi di recupero saranno più brevi. In base all'attuale differenza di prezzo, il tempo di recupero previsto dal nostro sistema di calcolo è generalmente di 1-1,5 anni.
IV. D: Per quanto tempo l'apparecchiatura può funzionare per produrre prodotti qualificati?
A: Generalmente si distinguono due situazioni: 1. Il primo avviamento dell'auto richiede molto tempo, poiché è necessario sostituire completamente i materiali del sistema. In questo caso, occorrono circa due settimane per produrre prodotti conformi. 2. Dopo la messa in servizio, i prodotti conformi possono essere prodotti in 10-12 ore.
V. D: Come si regola la pressione della torre durante il processo di distillazione? Quali sono i fattori che influenzano la variazione della pressione nella torre?
A: Nel funzionamento di qualsiasi colonna di distillazione, la pressione della colonna deve essere controllata entro i limiti specificati per regolare di conseguenza gli altri parametri. Fluttuazioni eccessive della pressione della colonna compromettono l'equilibrio di massa e l'equilibrio gas-liquido dell'intera colonna, impedendo ai prodotti di raggiungere la qualità richiesta. Pertanto, molte colonne di distillazione adottano misure specifiche per garantire che la pressione della colonna rimanga stabile entro l'intervallo appropriato.
Per quanto riguarda la pressione della torre di pressurizzazione, esistono principalmente i seguenti due metodi di regolazione:
1. Quando il condensatore in cima alla torre è un condensatore, la pressione della torre viene generalmente regolata dal recupero della fase gassosa. A parità di altre condizioni, il recupero del gas aumenta e la pressione della torre diminuisce; la produzione di gas diminuisce e la pressione della torre aumenta.
2. Quando il condensatore in cima alla torre è pieno, la pressione della torre viene regolata principalmente dalla quantità di refrigerante, il che equivale a regolare la temperatura del liquido di riflusso.
A parità di altre condizioni, la temperatura del liquido di riflusso e la pressione della torre diminuiranno all'aumentare del dosaggio di refrigerante. Se la quantità di refrigerante viene ridotta, la temperatura del liquido di riflusso aumenterà e la pressione della torre aumenterà.
Per il controllo della pressione di una colonna di distillazione sotto vuoto, esistono principalmente i seguenti due metodi:
1. Quando si utilizza una pompa a vuoto elettrica per creare il vuoto, la valvola di regolazione viene installata sulla linea di riflusso della pompa e, aprendo la valvola di regolazione, si regola la quantità di gas di scarico aspirato dal sistema, modificando così il grado di vuoto della torre.
Per il controllo della pressione nelle torri atmosferiche, esistono principalmente i seguenti tre metodi:
1. Quando la stabilità della pressione in cima alla torre non è elevata, non è necessario installare un sistema di controllo della pressione e si dovrebbe installare una tubazione verso l'atmosfera sull'apparecchiatura di distillazione (condensatore o serbatoio di riflusso) per garantire che la pressione nella torre sia prossima alla pressione atmosferica.
2. Quando la stabilità della pressione in cima alla torre è elevata o i materiali separati non possono entrare in contatto con l'aria, è possibile utilizzare il metodo di controllo della pressione in cima alla torre.
3. Regolare la pressione di vapore alla base della torre regolando la quantità di vapore riscaldato alla base della torre.
VI. D: Come si regola la temperatura del bollitore durante il processo di distillazione? Quali sono i fattori che influenzano la fluttuazione della temperatura del bollitore?
A: La temperatura del bollitore è determinata dalla pressione al suo interno e dalla composizione del materiale. Nel processo di rettifica, solo mantenendo la temperatura del bollitore specificata è possibile garantire la qualità del prodotto. Pertanto, la temperatura del bollitore è uno degli indici di controllo più importanti nel processo di distillazione.
Quando la temperatura del bollitore varia, di solito viene riportata al valore normale modificando la quantità di vapore di riscaldamento nel bollitore di evaporazione. Quando la temperatura del bollitore è inferiore al valore specificato, la quantità di vapore deve essere aumentata per incrementare la quantità di vapore del liquido nel bollitore, in modo che il contenuto di componenti pesanti nel liquido nel bollitore aumenti relativamente, il punto di ebollizione si innalzi e la temperatura del bollitore aumenti.
Quando la temperatura della caldaia è superiore al valore specificato, il consumo di vapore deve essere ridotto per diminuire la vaporizzazione del liquido nella caldaia, in modo che il contenuto di componenti leggeri nel liquido nella caldaia aumenti relativamente, il punto di ebollizione si abbassi e la temperatura della caldaia si abbassi.
Esistono diverse ragioni per le fluttuazioni della temperatura del bollitore. Quando la pressione nella torre aumenta improvvisamente, la temperatura del bollitore sale e poi scende di nuovo. Questo accade perché l'aumento della temperatura del bollitore è causato dall'aumento della pressione, che a sua volta provoca un innalzamento del punto di ebollizione nel bollitore. Pertanto, la quantità di vapore che sale nella torre non aumenta, ma diminuisce a causa dell'aumento della pressione; in questo modo, l'evaporazione dei componenti leggeri nel liquido misto tra la torre e il bollitore non è completa, il che porta a una diminuzione del punto di ebollizione nel bollitore e, di conseguenza, anche della sua temperatura.
Al contrario, quando la pressione della torre diminuisce improvvisamente, il vapore che sale nella torre aumenterà a causa della diminuzione della pressione, provocando una rapida diminuzione del livello del liquido sul fondo della torre, in modo che i componenti più pesanti possano essere portati in cima alla torre. Man mano che i componenti nel liquido del bollitore diventano più pesanti, il punto di ebollizione del liquido nel bollitore aumenta e anche la temperatura del bollitore aumenterà. Da questo punto di vista, la pressione della torre è un fattore importante che causa la variazione della temperatura del bollitore. Pertanto, solo controllando innanzitutto la pressione della torre entro i valori richiesti possiamo sapere con precisione se la temperatura del bollitore soddisfa i requisiti del processo, altrimenti si rischia un funzionamento errato. La temperatura del bollitore diminuirà anche con l'aumento della concentrazione di componenti leggeri nell'alimentazione e aumenterà con l'aumento della concentrazione di componenti pesanti. Inoltre, la presenza di acqua nel bollitore, l'ostruzione di alcuni tubi dovuta alla polimerizzazione dei materiali nel bollitore di evaporazione, la fluttuazione della pressione del vapore di riscaldamento, il guasto della valvola di regolazione e la compromissione della produzione bilanciata dei materiali possono tutti causare fluttuazioni della temperatura del bollitore. Quando la temperatura del bollitore oscilla, è necessario analizzare ed eliminare le cause di tale oscillazione.
La portata in cima alla torre è troppo bassa, il che fa sì che i componenti leggeri premano contro la caldaia della torre, provocandone un calo di temperatura. In questo caso, se non si aumenta l'estrazione in cima alla torre, il semplice aumento della quantità di vapore di riscaldamento nella caldaia non solo non avrà alcun effetto sulla temperatura della caldaia, ma nei casi più gravi causerà anche allagamenti. Un altro esempio è l'ostruzione dei tubi della caldaia di evaporazione a causa della polimerizzazione del materiale, che provoca un calo di temperatura. In questo caso, l'impianto deve essere fermato per manutenzione.
VII. D: Come regolare il rapporto di riflusso nel processo di distillazione?
A: Il rapporto di riflusso viene determinato in base ai requisiti di separazione delle materie prime.
Un rapporto di riflusso troppo elevato o troppo basso influisce sull'economicità del processo di distillazione e sulla qualità dei prodotti. Aumentare il rapporto di riflusso può incrementare la concentrazione di componenti leggeri nel prodotto di testa, ma riduce la capacità produttiva della colonna e aumenta il consumo di energia frigorifera nella parte superiore e di energia termica nella parte inferiore.
In condizioni operative normali, è necessario mantenere un rapporto di riflusso adeguato e puntare al miglior risultato economico, garantendo al contempo la qualità del prodotto. Il rapporto di riflusso può essere regolato solo in caso di alterazione delle normali condizioni di produzione della torre o di peggioramento della qualità del prodotto. Ad esempio, se il contenuto di componenti pesanti nel prodotto di testa aumenta e la qualità diminuisce, il rapporto di riflusso deve essere opportunamente incrementato. Se il carico (portata di alimentazione) della torre è troppo basso, il rapporto di riflusso deve essere opportunamente aumentato per garantire una determinata velocità di risalita del vapore nella torre.
VIII. D: Quali sono i metodi per regolare il rapporto di reflusso?
A: Esistono diversi modi per regolare il rapporto di reflusso:
1. Ridurre la produzione dall'alto per aumentare il rapporto di riflusso.
2. Quando il condensatore in cima alla torre è un condensatore, la quantità di refrigerante in cima alla torre può essere aumentata per incrementare il volume di condensa e il rapporto di riflusso.
3. Se nel serbatoio di stoccaggio intermedio è presente un riflusso forzato con liquido di riflusso, il flusso di riflusso può essere temporaneamente aumentato per migliorare il rapporto di riflusso, ma il serbatoio di stoccaggio del riflusso non deve essere svuotato.
IX. D: Come si regola la differenza di pressione della torre durante il processo di distillazione?
A: La differenza di pressione nella torre è il fattore principale per misurare il carico di gas nella torre ed è anche uno degli indicatori importanti per valutare se l'alimentazione e lo scarico del processo di distillazione sono bilanciati. Nelle condizioni in cui l'alimentazione e lo scarico sono bilanciati e il rapporto di riflusso è costante, la differenza di pressione nella torre rimane sostanzialmente invariata.
Quando il normale equilibrio di massa viene alterato, o quando la temperatura e la pressione nella torre cambiano, la velocità di risalita del vapore nella torre varia, e di conseguenza varia l'altezza del livello del liquido sui piatti, causando una differenza di pressione nella torre.
Nell'operazione di rettifica, esistono tre metodi comuni per correggere le cause della variazione della differenza di pressione nella torre:
1. A parità di portata di alimentazione, la differenza di pressione nella torre viene regolata dalla velocità di estrazione della fase liquida nella parte superiore della torre. Quando si produce una maggiore quantità di prodotto, la velocità del vapore ascendente nella torre diminuisce e di conseguenza diminuisce anche la differenza di pressione; al diminuire del recupero, la velocità del vapore ascendente nella torre aumenta e di conseguenza aumenta anche la differenza di pressione.
2. In condizioni di produzione costante, la differenza di pressione della torre viene regolata dalla velocità di alimentazione. All'aumentare della velocità di alimentazione, aumenta la differenza di pressione della torre; al diminuire della velocità di alimentazione, diminuisce la differenza di pressione della torre.
3. Nei limiti consentiti dall'indice di processo, la differenza di pressione della torre viene regolata variando la temperatura del bollitore. Con l'aumento della temperatura del bollitore, la differenza di pressione della torre aumenta; quando la temperatura del bollitore viene abbassata, la differenza di pressione della torre diminuisce.
Per quanto riguarda le variazioni di pressione causate da problemi alle apparecchiature, è necessario intervenire in base alla natura specifica del problema e, nei casi più gravi, procedere con la manutenzione.
X. D: Come si regola la temperatura in cima alla torre durante il processo di rettifica?
A: La temperatura nella parte superiore della torre è un fattore importante per determinare la qualità dei prodotti nella parte superiore della torre. A parità di pressione nella torre, il contenuto di componenti pesanti nel prodotto in cima aumenta e la qualità diminuisce con l'aumento della temperatura in cima.
Esistono due metodi principali per regolare la temperatura in cima alla torre: uno consiste nel fissare il flusso di riflusso e regolare la temperatura di riflusso; l'altro consiste nel fissare la temperatura di riflusso e regolare il flusso di riflusso. A causa delle apparecchiature di produzione sempre più grandi, considerando la stabilità della produzione, il metodo di regolazione del flusso di ritorno è stato ampiamente utilizzato.
I metodi specifici per regolare la temperatura in cima alla torre sono i seguenti:
1. Controllare la temperatura in cima con il flusso di ritorno. Quando il flusso di ritorno aumenta, la temperatura in cima diminuisce; questa soluzione viene spesso utilizzata quando la parte superiore della torre è interamente occupata dal condensatore.
2. Quando il refrigerante utilizzato nella parte superiore della torre cambia fase durante lo scambio termico, la temperatura in cima può essere controllata mediante la regolazione a cascata della pressione di evaporazione e della temperatura in cima del refrigerante. Quando la pressione di evaporazione diminuisce, anche la corrispondente temperatura di evaporazione diminuisce, provocando una diminuzione della temperatura in cima. Questo metodo può essere utilizzato per modificare il flusso di ritorno quando il condensatore in cima alla torre è un condensatore; quando il condensatore in cima alla torre ha un effetto di superraffreddamento, può essere utilizzato anche per modificare la temperatura di riflusso.
3. Quando il refrigerante nella parte superiore della torre non subisce cambiamenti di fase durante lo scambio termico, la temperatura in cima può essere controllata mediante una regolazione a cascata del flusso di refrigerante e della temperatura in cima. Se la portata aumenta, la temperatura in cima diminuisce. Questo metodo consente di variare non solo la quantità di riflusso, ma anche la temperatura di riflusso.
4. Regolare la temperatura superiore in base alla superficie di scambio termico del condensatore superiore. Aumentando il livello del refrigerante, aumenta la superficie di scambio termico e diminuisce la temperatura superiore. Questo metodo consente di modificare non solo la quantità di riflusso, ma anche la temperatura di riflusso.
5. Quando la concentrazione del materiale nella sezione di rettifica è relativamente alta, la temperatura superiore può essere regolata dalla differenza di temperatura tra due piastre. Con l'aumento della differenza di temperatura, il volume del liquido di riflusso aumenta e la temperatura superiore diminuisce.
XI. D: Qual è il motivo per cui a volte la temperatura del bollitore non aumenta durante il processo di distillazione?
A: Durante l'avvio e il normale funzionamento della colonna di distillazione, la temperatura del bollitore non aumenterà.
Durante la fase di riscaldamento iniziale, i motivi per cui la temperatura del bollitore non riesce ad aumentare possono essere i seguenti:
1. La trappola per il vapore (o valvola di strozzamento dello scarico) dell'impianto di riscaldamento si guasta;
2. La valvola di non ritorno della stazione di pompaggio non è aperta;
3. La condensa del vapore nel bollitore non è stata svuotata e non è possibile immettere vapore;
4. Nel materiale di base della torre è presente molta acqua (l'acqua è immiscibile con il materiale, quindi non è adatto al sistema NMP-acqua);
5. Una struttura dell'attrezzatura inadeguata ostacola la circolazione del liquido nella caldaia;
6. A causa di un funzionamento improprio (riscaldamento troppo tardivo nella caldaia di riscaldamento o quantità di alimentazione eccessiva e troppo aggressiva), la componente leggera che rifluisce nella caldaia della torre è eccessiva e per un certo periodo di tempo è difficile riportare la temperatura della caldaia alla normalità, soprattutto per le torri con alimentazione di liquidi a bassa temperatura, situazione che si verifica facilmente. In questo caso, è necessario modificare la velocità e la composizione dell'alimentazione oppure aumentare la produzione in testa per regolare il funzionamento.
In condizioni di normale funzionamento, i motivi per cui la temperatura del bollitore non può essere aumentata possono essere:
1. Il tubo di circolazione del liquido della pentola di riscaldamento inferiore è ostruito, pertanto il liquido nella pentola non circola;
2. Il materiale nel ribollitore è carbonizzato o ostruito;
3. La valvola di strozzamento dello scarico è guasta;
4. La composizione della caldaia a torre è troppo pesante e l'agente riscaldante presente non riesce a riscaldare il liquido nella caldaia fino al punto di ebollizione, con conseguente circolazione irregolare del liquido nella caldaia;
5. La pressione del fluido termovettore nel bollitore diminuisce;
6. Il livello del liquido nel bollitore è troppo basso o troppo alto.
