精餾塔工藝要求和約束條件

   要對精餾塔實施有效的自動控制，必須首先了解精餾塔的控制目標。精餾塔的控制目標一般從質量指標、產品產量和能量消耗三方面考慮。任何精餾塔的操作情況同時受約束條件的制約，因此，在考慮精餾塔控制方案時一定要把這些因素考慮進去。

   1．質量指標

   質量指標（即產品純度）必須符合規(guī)定的要求。一般應使塔頂或塔底產品之一達到規(guī)定的純度，要求另一個產品也應該維持在規(guī)定的范圍之內，或者塔項和塔底的產品均保證一定的純度要求。由于色譜儀也是根據(jù)吸收和解吸原理工作的，在精餾塔中很難進行的分離在色譜儀中也是困難的。如果產品質量不合格，它的價值就將遠遠低于合格產品。但決不是說質量越高越好。由于質量超過規(guī)定，產品的價值并不因此而增加；而產品產量卻可能下降，同時操作成本主要是能量消耗會增加很多。因此，總的價值反倒下降了。由此可見，除了要考慮使產品符合規(guī)格外，還應同時考慮產品的產量和能量消耗。

   2．產品產量指標

   在達到一定質量指標要求的前提下，應得到盡可能高的產量，從而使產品的回收率提高。這對于提高經濟效益顯然是有利的。

   產品的回收率定義為產品量與進料中該產品組分的量之比。即：

           Ri=P/Fzi                                      （8）

   生產效益除了產品純度與產品回收率之間的關系，還必須考慮能量消耗因素。由精餾原理可知，用精餾搭進行混合物的分離是要消耗一定能量的；要使分離的產品質量越高，產品產量越多，所需的能量也就越大。

精餾塔的控制方案

   在了解了精餾塔的操作要求和影響因素之后，余下的問題就是如何確定精餾塔的控制方案。精餾段溫度也是衡量質量指標的間接指標，它是以改變回流量作為控制手段的方案，稱為精餾段溫控。首先簡述設置精餾塔控制方案的基本觀點。為簡化討論，只談及頂部和底部產品均為液相的且沒有側線采出的情況。由于精餾塔的控制方案繁多，只按這些基本觀點選擇具有代表性的、常見的控制方案作出介紹。

    1．設置精餾塔控制方案的基本觀點

   （1）按物料及能量平衡關系進行控制

   對于一個實際操作的二元精餾塔，在進料成分一定時，只要把D／F和V／F調節(jié)一定；且頂部回流罐液位調節(jié)以保證回流按照L=Vr－D的關系保持一定；底部產品流量B在液位調節(jié)作用下也可以保證B=F-D的物料平衡關系，那么該塔的產品質量就能得到控制。需指出，由于能量關系因素V主要取決于再沸器加熱量，但也取決于進料和回流的熱焓。每個精餾塔都存在著一個最1大操作壓力限制，超過這個壓力，塔的安全就沒有保障。當回流溫度恒定時，只須考慮進料設置溫度或熱焓自動調節(jié)系統(tǒng)。于是可保持再沸器的蒸汽量一定，就相當于塔內上升蒸汽量V一定了。考慮到因冷凝器冷卻量和環(huán)境等擾動因素而使能量平衡可能破壞，從而使塔壓變化，因此在塔頂設置壓力調節(jié)系統(tǒng)。對于D／F和V／F的控制，由頂部產品量D、再沸器加熱蒸汽量和進料量F分別組成比值控制系統(tǒng)。若考慮到動態(tài)關系，可添加補償環(huán)節(jié)，一般采用超前-滯后環(huán)節(jié)。

酒精蒸餾塔清洗方法

酒精生產中醪垢形成、預防及清洗蒸餾塔(醪塔)結垢堵塞問題，尤其是醪塔堵塔問題，是蒸餾系統(tǒng)不能長周期運行的主要制約因素。一般的解決辦法是定期或不 定期進行物理法或化學法處理，雖然能收到 一定效果，但短時間又會產生同樣的問題。

   本文試圖對醪垢的成因、預防和清除進行探討，希望對業(yè)界解決這一問題能有所幫助。

   1、醪垢的定義

   醪垢是沉積在設備、管道內表面上由不 溶性鹽、泥砂、纖維、淀粉、蛋白質、糊精、糖、 酵母菌體及其它糖酵解代謝副產物等所組成的多成分物質。同時再沸器兩側間的溫差不能超過其臨界溫差，否則會導致給熱系數(shù)下降，傳熱量降低。一般附著在成熟醪預熱 器、塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件 上，常常造成進料溫度降低，塔底各板間溫差加大，塔頂真空度升高，嚴重時會造成塔 底跑酒，終導致生產不能正常進行。

醪垢的形成

   2.1發(fā)酵成熟醪成分

   發(fā)酵成熟醪是一個復雜的多組分非均相混合液。它由水（75%%-90%%，w/w）、干物質（4%%-10%%，w/w）、酒精及其它揮發(fā)性物質（6%%-15%%，w/w）構成。

   2.2醪垢成分

   醪垢的化學成分受各種條件影響很大。

   分析結果表明，不同的原料產地、不同的前處理方法、不同的酒精生產工藝，醪垢的成分都不同。由以上兩式，可明顯看出進料量F在產品中的分配量（即D／F）是決定頂部和底部產品中輕組分含量y和x的關鍵因素。即便是同一工廠不同生產時期、不同部位醪垢成分也有一定差別。 醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷 酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質 等，是由多種無機物、有機物構成的，并以無機物為主。

   2.3醪垢的成因

   2.3.1 微溶或可溶物質在蒸餾過程中達 到過飽和狀態(tài)而析出發(fā)酵成熟醪在蒸餾過程中沿塔板逐層 而下。（2）進料成分ZF的變化進料成分取決于上一工序出料或原料情況，對精餾塔的控制系統(tǒng)來講，它是不可控的干擾。相對揮發(fā)性大的物質在醪塔內沿塔板逐層上升，從頂部排出；干物質和水，還有醇、酸、酯類等相對揮發(fā)性小的物質沿塔 板逐層向下，微溶或可溶物質濃度不斷增 加，當其濃度超過其溶解度達到過飽和狀態(tài)后，便會在塔底再沸器的管壁及蒸餾塔塔盤和塔件表面析出。在蒸餾過程中首先析出的是溶解度較小的碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣等，而溶解度稍大一些的也逐漸被濃縮沉積，如硫酸鈣、有機酸鈣等。

   發(fā)酵成熟醪中的不溶性懸浮物質，如酵母菌體、纖維、淀粉及析出的無機鹽形成晶 核，加速了處于飽和狀態(tài)下的無機鹽、有機鹽、糖、糊精、可溶性蛋白質等的析出。醪垢的化學成分為碳酸鈣、碳酸鎂、磷酸鈣、硫酸鈣、有機酸鈣、糖、糊精、蛋白質等，是由多種無機物、有機物構成的，并以無機物為主。眾所周知，國內大部分酒精廠采用了離心清液回配技術。離心清液的回配進一步提高了發(fā)酵成熟醪中干物質含量，加劇了微溶或可溶物質在醪液輸送、換熱、蒸餾過程中的析出和結垢概率。