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摘 要：精馏操作在石油、化工、轻工等生产过程中应用广泛，是一种利用混合物中各组分挥发度的不同而进行分离的操作。笔者提出对传统精馏装置的结构作些改动，实现冷凝器，進料浓度、减压等干扰操作，人为制造压力、温度等产生异常波动表象及调整的设想，以提高学生的操作应变能力。
关键词：精馏干扰 操作
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)01(a)-0000-00
化学工艺专业的学生对化工原理中各单元的操作技能的掌握是非常重要的。解决化工生产中原料、产品的精馏单元的操作又特显重要。在实际生产过程中对传统精馏装置的结构作些改动，实现冷凝器，进料浓度、减压等干扰操作，人为制造压力、温度等产生异常波动表象及调整的设想，可以提高学生的操作应变能力。具体的干扰实训方案有：
1 冷凝器的干扰实训
在塔顶冷凝器的进水管线上安装一个电磁阀B(在正常操作情况下，此阀常开，且有电脑控制)，在其旁安装一个带手动阀A的旁路。比较图如图1所示：
在精馏操作正常运作的情况下，通过电脑关闭电磁阀来实现冷凝器的干扰。此时将出现如下变化：1、塔顶馏出液减少，引起各塔板温度波动。2塔顶部可视视窗几乎看不到鼓泡层。3塔顶压力会升高，在此操作中变化不是很明显。4馏出液减少，回流液位上升缓慢，甚至中断了回流和出料。
对此扰动我们可采用的调节方法：1打开冷凝水管路上电磁阀旁路上的阀门，使冷却水畅通。2降低加热电压。3减少和停止进料。4将再冷器的冷却水开大，增大冷却效率。
2 进料浓度的干扰实训
我们配置两个装有浓度不同的原料液储罐，在进料管线上各安装一个电磁阀，一个阀A常开，另一个阀B常关(在正常工况下)。比较图如图2所示：
通过电脑的控制进行切换阀A关，阀B开即实现进料浓度的干扰，此时将发生如下变化：1塔内各个塔板温度匀有2—5度的升高，只是反映时间长。2塔低部可视视窗的鼓泡层也慢慢降低，消失。3塔顶馏出液减少，回流液位上升缓慢。4出料少，很少达到出料条件。
对此扰动我们可采用的调节方法：1增加进料量。增大加热电压(小幅度增加)。2长时间不见好转测量进料组成。3更换原料罐。
3 精馏装置的压力干扰实训
在塔和各种料罐密封性能良好的条件下，在传统的精馏装置上配置一套抽真空装置就可实现压力干扰实训，此时将发生如下变化；1随着塔顶压力的降低，塔顶温度也不断的降低。2各个塔板的温度都有不同温度的下降，一般能下降5—10‘C左右。我们可采用的调节方法可根据各套设备的参考表设定塔顶压力。
4 再沸器加热电压的干扰实训
我们在塔釜的再沸器中放置两根电热棒，电热棒A的电压可通过仪表柜上的电压调节器进行调节，而电热棒B(在正常工况下不通电，且有电脑控制)用作扰动加热(加热电压固定)，比较图如l图3所示：
图3
对此干扰现象的实训，作具体分析。进料完成后开始加热，加热电压为200V。(加热前确保再沸器顶部阀门必须关闭)，半小时后将加热电压降至100V。待塔顶温度上升至60oC左右时，打开塔顶冷凝器开关。当回流液位达到100mm时，打开回流泵开关，开始全回流操作，使其控制在给定值200mm左右。40分钟分别分析进料、塔釜和塔顶组成，分析结果如下：Xf=15％Xd=96％Xw=12％。10分钟后开始部分回流操作，操作过程如下：1打开进料泵A开关，待进料泵A变频器稳定后设定进料频率20Hz(进料频率对应进料流量，如20Hz对应4L／h)，启动进料泵。2打开原料预热器开关，并且将仪表“TICl0进料温度控制”的给定值设定到60oC。3打开出料泵开关，并将出料泵的旁路阀(球阀)参照出料流量计大约调至1／3处，正常时出料流量计大约在2~4L／h.(注意：出料泵不是连续出料，需要满足2个条件，其一是塔顶温度必须低于设定值,其二是回流液位必须高于100mm.)一个半小时后再分析进料、塔顶产品和塔釜产品的组成。分析结果如下：Xf=15。8％Xd=94．8％Xw=11％。
为了更好更多地生产出合格的产品和扩大操作的弹性，故将电压逐渐升高至140V。1小时后给予加热干扰，此时将发生如下变化：1塔釜压力有明显的上升，大约上升达1-2kpa。2塔底部可视视窗的鼓泡层也慢慢升高，严重者可能发生液泛。3塔板各温度均有上升，尤其是塔中部温度变化较快(进料板上下)。开始调整恢复操作，将加热电压降至60V。约半小时的调整，装置基本恢复。
学生经过带有干扰控制点的精馏装置的实训后，达到了以下目的：1、在实践中让学生体会到操作条件的变化对精馏操作的影响，更容易理解课本上的所提及的影响精馏操作的各种因素，使学生对此知识点有个感性认识。2、给学生创造了一个和实际生产相接近的模拟环境。在大型化工生产操作过程中，精馏操作的自动化程度较高，比较稳定，即使有状况发生需处理，对于参与实习的学生来讲，也只能旁观。而在工控装置上我们人为设置扰动，他们就有了动手解决问题的机会。3、在操作中提高学生发现、解决问题的能力。4、在实训中我们学生的动手能力有了明显提高，对于精馏的理论知识的理解也有了促进作用。
关键词：精馏干扰 操作
中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1673-9795(2011)01(a)-0000-00
化学工艺专业的学生对化工原理中各单元的操作技能的掌握是非常重要的。解决化工生产中原料、产品的精馏单元的操作又特显重要。在实际生产过程中对传统精馏装置的结构作些改动，实现冷凝器，进料浓度、减压等干扰操作，人为制造压力、温度等产生异常波动表象及调整的设想，可以提高学生的操作应变能力。具体的干扰实训方案有：
1 冷凝器的干扰实训
在塔顶冷凝器的进水管线上安装一个电磁阀B(在正常操作情况下，此阀常开，且有电脑控制)，在其旁安装一个带手动阀A的旁路。比较图如图1所示：
在精馏操作正常运作的情况下，通过电脑关闭电磁阀来实现冷凝器的干扰。此时将出现如下变化：1、塔顶馏出液减少，引起各塔板温度波动。2塔顶部可视视窗几乎看不到鼓泡层。3塔顶压力会升高，在此操作中变化不是很明显。4馏出液减少，回流液位上升缓慢，甚至中断了回流和出料。
对此扰动我们可采用的调节方法：1打开冷凝水管路上电磁阀旁路上的阀门，使冷却水畅通。2降低加热电压。3减少和停止进料。4将再冷器的冷却水开大，增大冷却效率。
2 进料浓度的干扰实训
我们配置两个装有浓度不同的原料液储罐，在进料管线上各安装一个电磁阀，一个阀A常开，另一个阀B常关(在正常工况下)。比较图如图2所示：
通过电脑的控制进行切换阀A关，阀B开即实现进料浓度的干扰，此时将发生如下变化：1塔内各个塔板温度匀有2—5度的升高，只是反映时间长。2塔低部可视视窗的鼓泡层也慢慢降低，消失。3塔顶馏出液减少，回流液位上升缓慢。4出料少，很少达到出料条件。
对此扰动我们可采用的调节方法：1增加进料量。增大加热电压(小幅度增加)。2长时间不见好转测量进料组成。3更换原料罐。
3 精馏装置的压力干扰实训
在塔和各种料罐密封性能良好的条件下，在传统的精馏装置上配置一套抽真空装置就可实现压力干扰实训，此时将发生如下变化；1随着塔顶压力的降低，塔顶温度也不断的降低。2各个塔板的温度都有不同温度的下降，一般能下降5—10‘C左右。我们可采用的调节方法可根据各套设备的参考表设定塔顶压力。
4 再沸器加热电压的干扰实训
我们在塔釜的再沸器中放置两根电热棒，电热棒A的电压可通过仪表柜上的电压调节器进行调节，而电热棒B(在正常工况下不通电，且有电脑控制)用作扰动加热(加热电压固定)，比较图如l图3所示：
图3
对此干扰现象的实训，作具体分析。进料完成后开始加热，加热电压为200V。(加热前确保再沸器顶部阀门必须关闭)，半小时后将加热电压降至100V。待塔顶温度上升至60oC左右时，打开塔顶冷凝器开关。当回流液位达到100mm时，打开回流泵开关，开始全回流操作，使其控制在给定值200mm左右。40分钟分别分析进料、塔釜和塔顶组成，分析结果如下：Xf=15％Xd=96％Xw=12％。10分钟后开始部分回流操作，操作过程如下：1打开进料泵A开关，待进料泵A变频器稳定后设定进料频率20Hz(进料频率对应进料流量，如20Hz对应4L／h)，启动进料泵。2打开原料预热器开关，并且将仪表“TICl0进料温度控制”的给定值设定到60oC。3打开出料泵开关，并将出料泵的旁路阀(球阀)参照出料流量计大约调至1／3处，正常时出料流量计大约在2~4L／h.(注意：出料泵不是连续出料，需要满足2个条件，其一是塔顶温度必须低于设定值,其二是回流液位必须高于100mm.)一个半小时后再分析进料、塔顶产品和塔釜产品的组成。分析结果如下：Xf=15。8％Xd=94．8％Xw=11％。
为了更好更多地生产出合格的产品和扩大操作的弹性，故将电压逐渐升高至140V。1小时后给予加热干扰，此时将发生如下变化：1塔釜压力有明显的上升，大约上升达1-2kpa。2塔底部可视视窗的鼓泡层也慢慢升高，严重者可能发生液泛。3塔板各温度均有上升，尤其是塔中部温度变化较快(进料板上下)。开始调整恢复操作，将加热电压降至60V。约半小时的调整，装置基本恢复。
学生经过带有干扰控制点的精馏装置的实训后，达到了以下目的：1、在实践中让学生体会到操作条件的变化对精馏操作的影响，更容易理解课本上的所提及的影响精馏操作的各种因素，使学生对此知识点有个感性认识。2、给学生创造了一个和实际生产相接近的模拟环境。在大型化工生产操作过程中，精馏操作的自动化程度较高，比较稳定，即使有状况发生需处理，对于参与实习的学生来讲，也只能旁观。而在工控装置上我们人为设置扰动，他们就有了动手解决问题的机会。3、在操作中提高学生发现、解决问题的能力。4、在实训中我们学生的动手能力有了明显提高，对于精馏的理论知识的理解也有了促进作用。