Sabemos que aTorre de destilaciónGeneralmente consiste en un hervidor de torre, sección de torre,Condensador, Tubería de descarga, tubería de salida, tubería de reflujo, etc. ¿Por qué necesitamos una línea de retorno? Primero hablemos sobre el papel principal del reflujo en las torres de destilación:
En primer lugar, proporcione reflujo frío en la bandeja para eliminar el exceso de calor dentro de la torre y mantener el equilibrio térmico dentro de la torre;
En segundo lugar, proporcionar un fluido frío en la bandeja, donde las fases gas-líquido entran en contacto inverso. Los componentes pesados en el gas hacia arriba se condensan, mientras que los componentes ligeros en el líquido hacia abajo absorben calor y se vaporizan. Este proceso repetido de condensación y vaporización llena toda la sección de la torre con componentes ligeros
Los componentes, la parte inferior es el componente recombinante, mejorando aún más la pureza de separación del producto. Por lo tanto, el líquido de reflujo es una condición necesaria para la purificación por destilación.
1. métodos comunes de reflujo en las operaciones de destilación
En primer lugar, según los diferentes métodos de reflujo, se puede dividir en "reflujo natural" y "reflujo forzado". El reflujo natural se refiere al condensador de la torre ubicado sobre la sección de la torre de destilación, con una cierta altura. La salida de almacenamiento de líquido del condensador es más alta que la salida de reflujo de la sección de la torre y tiene una cierta distancia. El líquido de reflujo fluye de regreso a la torre bajo la acción de la gravedad. La operación natural del reflujo es simple y no requiere una bomba del reflujo, consumo de energía de ahorro. Sin embargo, la tasa de reflujo varía con la presión dentro de la torre, y la relación de reflujo no es estricta. Cuando la producción es anormal, el ajuste es relativamente lento. El reflujo natural es ampliamente utilizado en pequeñas unidades de destilación, que requieren suficiente altura y espacio. El reflujo forzado es la instalación de una bomba en la tubería de reflujo, y el líquido de reflujo se bombea a la torre para el reflujo. El caudal de reflujo del reflujo forzado es estable y fácil de ajustar. Cuando la producción es anormal, se puede ajustar rápidamente. Sin embargo, el reflujo forzado requiere una bomba, que consume mucha energía, especialmente para materiales de bajo punto de ebullición, lo que puede causar fallas en la bomba y afectar el funcionamiento. Sin embargo, el condensador con reflujo forzado no está limitado por la altura y se puede instalar en una ubicación conveniente para la instalación y el mantenimiento.
En segundo lugar, de acuerdo con las diferentes posiciones de instalación de condensación en la parte superior de la torre, se puede dividir en reflujo interno y reflujo externo. Reflujo interno se refiere a la conexión vertical entre el condensador y la sección de la torre, ubicada directamente sobre la sección de la torre. En la destilación, el reflujo interno generalmente se refiere al reflujo en la bandeja, que está compuesto por el líquido producido por la condensación del líquido descendente y el gas ascendente. El equipo de condensación auxiliar de la torre de destilación incluye un divisor, un condensador total y un condensador. La parte superior de la torre puede estar diseñada con un condensador. La fase gaseosa en la parte superior de la torre pasa a través del condensador, y una parte de la condensación fluye directamente hacia la torre, lo que se denomina reflujo interno. El gas restante con condensación entra en otro condensador para condensación. También se puede instalar un condensador lleno en la parte superior de la torre, con una bandeja de recepción debajo del condensador lleno. Parte de ella se extrae, mientras que la otra parte fluye hacia atrás, que también se llama reflujo interno. En circunstancias normales, los altos puntos de ebullición y la alta toxicidad deben tratarse con este método de reflujo interno. Al ingresar directamente al condensador desde la parte superior de la torre, se lleva a cabo una condensación parcial aquí, y el condensado fluye naturalmente hacia abajo de la bandeja. La cantidad de reflujo es difícil de controlar y no se puede ajustar con precisión. Debido a la influencia del calentamiento, la tasa de reflujo varía mucho. Sin embargo, este condensador de reflujo se instala directamente en la parte superior de la torre y no requiere ninguna otra estructura de soporte, lo que hace que la instalación sea conveniente. El reflujo externo en la destilación es extraer una porción de líquido de la sección de la torre, enfriarla y luego verterla en la torre. El condensador en la parte superior de la torre se instala por separado, y se puede instalar un visor, medidor de flujo, válvula reguladora, etc. en la tubería de reflujo para ajustar la cantidad de reflujo.
2. la diferencia entre reflujo interno y reflujo externo
El reflujo interno se refiere al material que no sale de la parte superior de la torre, sino que fluye directamente hacia la torre de destilación después de la condensación en la parte superior. La medición es difícil, y la relación de fraccionamiento y reflujo no se puede determinar con precisión. Es un retorno directo a la torre después de la condensación en fase gaseosa en la parte superior de la torre de reflujo. Durante la operación, se debe prestar atención a controlar la cantidad de extracción para evitar fallas en el producto. Aunque el reflujo interno carece de una bomba de reflujo, se debe instalar un distribuidor de reflujo entre el condensador y la parte superior de la torre, generalmente se requiere tener un dispositivo giratorio o móvil para distribuir la relación de reflujo, Las instalaciones que dependen de motores eléctricos u otras unidades de potencia no son adecuadas para instalaciones cerradas en la torre. Este reglamento está "clasificado" y es un equipo no estándar.
El reflujo externo se refiere al material que sale de la parte superior de la torre, pasa a través de tuberías externas, medidores de flujo, etc., y luego fluye hacia la torre de destilación. Se puede medir para la desviación o reflujo forzado. Después de que la fase de gas en la parte superior de la torre se condensa y entra en el tanque de reflujo, se ajusta mediante la válvula de control de la bomba de reflujo y el medidor de flujo
El flujo regresa a la torre. La mayoría de las torres de destilación en la industria utilizan reflujo externo, que puede ajustar automáticamente y sin escalonamientos la tasa de reflujo para satisfacer las necesidades de producción, especialmente cuando hay fluctuaciones en el volumen o la composición de la alimentación.
3. aplicación de reflujo externo e interno
El reflujo externo es beneficioso para controlar el flujo y la temperatura del proceso, con altos costos de operación y sin utilización de energía potencial líquida, lo que resulta en altos costos. Si el condensador en la parte superior de la torre no puede cumplir con los requisitos de condensación, se puede agregar un sistema de reflujo de condensación forzada para lograr la operación forzada de la torre de destilación. Además, el tamaño relativo de los costos operativos y los costos de inversión en infraestructura también deben considerarse al invertir.
Si los requisitos de dosificación para el líquido de reflujo no son altos o la flexibilidad operativa de la relación de reflujo es grande, se puede usar reflujo interno. Si se puede desarrollar un instrumento de medición de flujo en línea a lo largo de la ruta de reflujo interno, se puede lograr el reflujo interno, y la destilación generalmente se denomina reflujo externo.
La ventaja del reflujo externo es que es fácil de ajustar, pero aumenta los costos operativos y aumenta los puntos de fuga. Puede no ser adecuado para algunos medios de alto riesgo, y el reflujo interno se prefiere para medios de alto riesgo que no son demasiado altos en la torre. Por lo tanto, la elección del método de reflujo debe considerarse de manera integral desde múltiples aspectos.
Según la temperatura de reflujo, se puede dividir en "reflujo caliente" y "reflujo frío".
El reflujo caliente se refiere a la temperatura del líquido de reflujo que está a la temperatura del punto de burbujeo, mientras que el reflujo frío se refiere a la temperatura del líquido de reflujo que está por debajo de la temperatura del punto de burbujeo. El reflujo de una torre de destilación es generalmente reflujo líquido saturado, que es asegurar el estado de trabajo estable de la sección de destilación y reflujo ligeramente subenfriado del líquido de reflujo. La relación de reflujo teórica se puede aumentar sin aumentar la velocidad de flujo de reflujo, porque el líquido de reflujo que ingresa a la sección de destilación causará una gran cantidad de condensación del vapor ascendente, mejorando la pureza de la salida superior al tiempo que garantiza la cantidad de salida superior. Sin embargo, una desventaja es aumentar la carga de calor de la caldera de la torre, el consumo de calor es relativamente alto, y si el valor agregado de salida es alto, sigue siendo económicamente razonable y mucho más rentable que el reflujo de líquidos saturados.
Para unidades de destilación con un condensador lleno, la mayoría del reflujo industrial utiliza el reflujo frío principalmente porque:
1. la fase de gas superior de la torre puede lograr condensación completa durante el proceso de condensación, reduciendo la pérdida de emisiones de fase de gas.
2. es difícil controlar la temperatura superior de una torre totalmente condensada en un estado líquido saturado.
3. reflujo ligeramente subenfriamiento puede aumentar la relación de reflujo teórico sin aumentar la tasa de flujo de reflujo.
El reflujo total es la operación en la que el condensado extraído de la parte superior de la torre se devuelve a la caldera de destilación como líquido de reflujo. El reflujo total es un proceso necesario durante la puesta en marcha para garantizar que el producto esté calificado lo antes posible. En la producción normal, el reflujo total no puede llevarse a cabo arbitrariamente a menos que haya fluctuaciones del proceso, ya que la torre de destilación pierde su significado de existencia sin la extracción del producto. Si se esperan los resultados del análisis del producto para limpiar toda la torre, se puede utilizar el reflujo total.
¿Cómo controlar el reflujo durante la operación de destilación?
Generalmente hay dos tipos de control de reflujo superior de la torre: control manual y control automático. Cuando se controla manualmente la operación de destilación, siempre que no haya un cambio significativo en la calidad del producto en la parte superior de la torre, el cambio en la velocidad de reflujo de la torre es muy pequeño e incluso puede permanecer sin cambios. En la operación real, la velocidad de reflujo básicamente no se ve afectada por la cantidad de alimentación. El nivel de líquido del tanque de reflujo debe mantenerse, y no debe haber ningún fenómeno de tanques llenos o vacíos. Los operadores experimentados deben controlar la tasa de reflujo de acuerdo con la situación real de la torre y ajustar la eficiencia de la torre.
Durante el control automático, la tasa de reflujo se ve afectada por la cantidad de material extraído de la parte superior de la torre. Cuando la velocidad de alimentación permanece constante, es necesario controlar la cantidad de material extraído de la parte superior de la torre. A medida que aumenta la cantidad de material extraído de la parte superior de la torre, la relación de reflujo disminuye, el contacto gas-líquido es pobre y la calidad del producto en la parte superior de la torre no está calificada. Si la cantidad de alimentación aumenta, se debe calcular la cantidad de aumento en la extracción superior. Si la extracción es demasiado pequeña, la tasa de reflujo aumenta, el material dentro de la torre aumenta, la velocidad de vapor ascendente aumenta y la diferencia de presión entre la parte superior e inferior de la torre aumenta. En casos severos, puede causar inundaciones líquidas. Si la cantidad de extracción es demasiado grande, la tasa de reflujo disminuye, el contacto gas-líquido es pobre y la calidad de la salida en la parte superior de la torre no está calificada. Generalmente, se debe instalar un dispositivo de reflujo automático en una torre de destilación, y la tubería de descarga principal y la tubería de salida también deben estar equipadas con autocontrol, con una relación de reflujo fija. Los tres deben cambiarse simultáneamente para garantizar el funcionamiento normal de toda la torre de destilación.
Fuente: Reproducción
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