精馏塔的安装操作及故障处理
关于精馏塔操作的知识
关于精馏塔操作的知识精馏塔是化工生产中常用的设备，用于将混合物中的不同成分按照其沸点进行分离的一种方法。
在精馏塔中，通过加热混合物并将其蒸发，然后再冷凝回液体形式，从而实现不同成分的分离。
精馏塔是一个非常重要的设备，广泛应用于石油化工、化学工业、制药、食品工业等领域。
精馏塔的操作过程一般包括物料的进料、加热、分馏和冷凝等步骤。
不同的物料在精馏塔中会根据其沸点的不同被分离出来，可以得到纯净的产品或分离出不同部分的产品。
在精馏塔的操作中，需要注意以下几个方面的知识：一、精馏塔的结构和工作原理精馏塔一般由塔体、填料、冷凝器、除液泵等部分组成。
在精馏塔中，填料的作用是增加塔内的表面积，促进气液两相的充分接触，从而提高分馏效率。
冷凝器则用于将蒸发的气体冷凝成液体，形成产品。
精馏塔的工作原理是通过将混合物加热至其中成分的沸点，使其蒸发成气体，然后再冷却冷凝成液体，实现不同成分的分离。
二、操作前的准备工作在进行精馏塔操作前，需要进行一些准备工作。
首先要检查精馏塔的设备和仪器是否正常运转，检查各种阀门、管道和连接件是否密封无漏。
其次检查填料是否完整，冷却水是否正常供应等。
还需要根据操作手册和工艺要求设置好操作参数，如加热温度、进料速度等。
三、加热操作加热是精馏塔操作的重要环节，需要控制加热温度和速度。
加热温度应该根据混合物中各成分的沸点来设定，从而确保被分离的成分能够达到沸点并蒸发出来。
加热速度也需要适当控制，过快的加热会导致压力升高，影响操作的稳定性。
四、分馏操作在精馏塔中，分馏是将混合物中的不同成分分离出来的过程。
在进行分馏操作时，需要根据混合物的成分和物性来确定操作参数，如进料速度、塔体高度、冷凝温度等。
对于待分离的成分，需要关注其沸点、比重等特性，掌握好分馏的时机和程度，确保分离效果。
五、冷却和收集操作在分馏后，需要将蒸馏出来的气体冷却成液体，并进行收集。
冷却器的选择和设置要合理，确保冷却效果良好。
冷却后的液体产品要进行检查，确认其质量和纯度是否符合要求，再进行储存或进一步处理。
影响精馏操作的主要因素及常见问题
影响精馏操作的主要因素1．物料平衡的影响和制约根据精馏塔的总物料衡算可知，对于一定的原料液流量F和组成xF，只要确定了分离程度xD 和xW，馏出液流量D和釜残液流量W也就被确定了。
采出率D/F: D/F=(xF-xW)/(xD-xW)不能任意增减，否则进、出塔的两个组分的量不平衡，必然导致塔内组成变化，操作波动，使操作不能达到预期的分离要求。
在精馏塔的操作中，需维持塔顶和塔底产品的稳定，保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。
通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。
2、塔顶回流的影响回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素，生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。
当回流比增大时，精馏产品质量提高；当回流比减小时，xD减小而xW增大，使分离效果变差。
回流比增加，使塔内上升蒸汽量及下降液体量均增加，若塔内汽液负荷超过允许值，则可能引起塔板效率下降，此时应减小原料液流量。
调节回流比的方法可有如下几种。
（1）减少塔顶采出量以增大回流比。
（2）塔顶冷凝器为分凝器时，可增加塔顶冷剂的用量，以提高凝液量，增大回流比。
（3）有回流液中间贮槽的强制回流，可暂时加大回流量，以提高回流比，但不得将回流贮槽抽空。
必须注意，在馏出液采出率D/F规定的条件下，籍增加回流比R以提高xD的的方法并非总是有效。
加大操作回流比意味着加大蒸发量与冷凝量，这些数值还将受到塔釜及冷凝器的传热面的限制。
3．进料热状况的影响当进料状况（xF和q）发生变化时，应适当改变进料位置，并及时调节回流比R。
一般精馏塔常设几个进料位置，以适应生产中进料状况，保证在精馏塔的适宜位置进料。
如进料状况改变而进料位置不变，必然引起馏出液和釜残液组成的变化。
进料情况对精馏操作有着重要意义。
常见的进料状况有五种，不同的进料状况，都显著地直接影响提馏段的回流量和塔内的汽液平衡。
精馏塔较为理想的进料状况是泡点进料，它较为经济和最为常用。
对特定的精馏塔，若xF减小，则将使xD和xW均减小，欲保持xD不变，则应增大回流比。
精馏塔的操作
精馏塔的操作精馏塔的操作填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑，通过控制系统建立并调节塔的操作条件，使填料塔满足分离要求。
控制系统可采用手动、一般自动化仪表或智能计算机操作。
(一)、控制参数图中表示了塔操作控制的典型参数，其中6个流量参数：进料量、塔顶和塔釜产品流量、冷凝量、蒸发量和回流量。
除流量参数外，还有压力、塔釜液位、回流罐液位、塔顶产品组成和塔釜产品组成等参数。
精馏塔常用控制参数压力和液位控制是为了建立塔稳态操作条件，液位恒定阻止了液体累积，压力恒定阻止了气体累积。
对于一个连续系统，若不阻止累积就不可能取得稳态操作，也就不可能稳定。
压力是精馏操作的主要控制参数，压力除影响气体累积外,还影响冷凝、蒸发、温度、组成、相对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。
产品组成控制可以直接使用产品组成测定值, 也可以采用代表产品组成的物性，如密度、蒸气压等。
最常用的是采用灵敏点温度。
(二)、填料塔操作瓶颈及解决方法任何一个设计都不可能把装置中的每个设备及每个设备中的每个部分设计在同一最大负荷百分数下操作,而许多工厂则希望采取各种手段使装置生产能力达到最大,这就使装置中的至少一个部分成为操作瓶颈,填料塔操作中,填料塔的任一部分、塔顶冷凝器、塔釜再沸器等都可能成为操作瓶颈,这里所指的瓶颈是指装置已达到设计负荷需进一步提高分离效率和生产能力,而装置中的某一设备或某一设备的某一部分限制了生产能力和分离效率的提高。
1、填料塔为操作瓶颈填料塔在设计气液负荷范围内操作可取得所需的分离效率,超过此负荷范围,会导致分离效率下降、压降升高泛塔等现象,多数情况下填料塔操作提高处理能力和分离效率的瓶颈是填料塔本身。
(1) 填料塔处理能力的提高① 增、降压操作若设备及工艺条件允许,适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。
在常压附近,提高压力可使处理量提高,低压、相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大时,增压操作对处理量提高最大。
精馏塔操作要点
精馏塔操作要点1）进料口偏高。
降低进料口。
a) 对塔进行加热和冷却，使其接近操作温度。
全回流操作开车办法对于下属两种情况不大合适，或需采取一些措施：b) 向塔中加入原料。
2）、回流比偏高; 降低回流比。
（二）精馏塔的停车步骤一般为：1）、进料组分变化，重组分偏高; 调整进料组分。
塔板上流体分布不良填料效率太低1）、进料组分变化，轻组分偏高。
提高进料口或调整进料组分。
全回流操作填料层中流体分布不良局部效率损失g) 对塔的操作条件和参数逐步调整，使塔的负荷，产品质量逐步又尽快地达到正常操作值，转入正常操作。
开车是生产中十分重要的环节，目标是缩短开车时间，节省费用，辟免可能发生的事故，尽快取得合格产品（1）气体通过塔板上孔道的流速需足够大，能阻止液体从孔道中泄漏，使液体横流过塔板，越过溢流堰到达降液管。
对回流比大的高纯度塔，全回流开车有很大吸引力，文献中建议乙烯精馏塔和丙烯精馏塔采取此开车办法，因为这类塔从开车到操作稳定需较长时间，全回流时塔中状况与操作状况比较接近。
对于回流比小或很易开车的塔，则往往无必要采取全回流开车办法。
3）、再沸器加热效果不好; 检查再沸器。
（3）降液管必须被液体封住，即将液管中液层高必需大于降液管的底隙。
现象处理办法a) 制定出合理的开车步骤，时间表和必须的预防措施；准备好必要的原材料和水电汽供应；配备好人员编制，并完成相应的培训工作等。
f) 开启塔顶冷凝器和开启再沸器和各种加热器的热源，各种冷却器的冷源。
塔板开孔率低（或高）6）、灵敏点温度偏高。
降低灵敏点温度。
b) 此时，塔的结构必须符合设计要求，塔中整洁，无固体杂物，无堵塞，并清除了一切不应存在的物质，例如塔中含氧量和水分含量必须符合规定；机泵和仪表调试正常；安全措施已调整好。
精馏塔开停车（2）气体一开始流经降液管的汽速需足够小，使液体越过溢流堰后能降落并通过降液管。
1.处理能力受限制塔板/填料损坏控制不稳定填料效率太低板效率太低c) 排放塔中存液。
精馏塔常识
1，液泛？在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至上层塔板，破坏了塔的正常操作，这种现象叫做液泛。
液泛形成的原因，主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大，超过了最大允许速度所造成的。
另外在精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢流管内液面上升，以至上下塔板的液体连在一起，破坏了塔的正常操作的现象，这也是液泛的一种形式。
以上两种现象都属于液泛，但引起的原因是不一样的。
2，雾沫夹带？雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。
在传质过程中，大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中，从而降低产品的质量，同时会降低传质过程中的浓度差，只是塔板效率下降。
对于给定的塔来说，最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。
影响雾沫夹带量的因素很多，诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。
同时还必须指出：雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。
虽然影响雾沫夹带量的因素很多，但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。
对于固定的塔来说，雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。
但是，如果增大塔板间的距离，扩大分离空间，则相应提高空塔速度。
3，液体泄漏？俗称漏液，塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。
在精馏操作中，如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层，甚至低于液层所具有的位能，这时就会托不住液体而产生泄漏。
空塔速度越低，泄漏越严重。
其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板，不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去，致使塔板效率下降。
因此，塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的，正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。
泄漏量的大小，亦是评价塔板性能的特性之一。
筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。
4，返混现象？在有降液管的塔板上，液体横过塔板与气体呈错流状态，液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的方向逐渐下降。
FN-20Y型精馏塔故障分析与处理
收稿日期:2006201204;修回日期:2006203222作者简介陈自强(6— ),男,技师,检修班长,现在中国工程物理研究院从事制氮设备的检修工作。
FN 220Y 型精馏塔故障分析与处理陈 自 强(中国工程物理研究院,四川省绵阳市718信箱 621907) 摘要:针对制氮设备配套F N 220Y 型精馏塔出液不足的现象,分析原因,采取拆塔大修,从而保证液氮产量。
关键词:制氮设备;精馏塔;泄漏中图分类号:T Q116115 文献标识码:BAnalysis and trea tment of malfunction in FN 220Y rectifica tion columnChen Zi 2qiang(China Academy of Engineering Physic s ,P 1O 1Box 718,M ianyang 621907,Sichuan ,P 1R 1Chi na )Abstract :Based on cause analysis of insuf ficient liquid output fr om the rectification col umn a ffiliated to F N 220Y air separation unit ,the system w as disassembled for heavy repair to ensure liquid nitr ogen output.K eyw ords :Nitr ogen produci ng system ;Rectification c olumn ;Leakage1 故障现象F N 220Y 型精馏塔工作不正常,液氮产量下降,精馏塔联动试车时发现4#、5#U 形管在5～8min 内压差不正常。
当蒸发器有液体时,1#、2#和3#U 形管内水柱(压力)波动很小,在规定115～2h 切换时间内没有液体流出,而且6#U 形管的负压差是原压差的几倍,阻力增加。
精馏工序操作规程
1 精馏塔操作规程1.1 岗位定员及职责（1）本岗位定员：4人/班（由班长、主岗各1人，付岗2人组成）；（2）负责将氧化生产的粗苯甲酸提纯，生产工业苯甲酸和液态苯甲酸，回收真空系统中的低沸物；（3）主岗负责精馏塔的操作及生产记录，付岗一负责协助精馏塔操作及生产记录，付岗二负责精馏塔进料及工业酸生产；（4）完成分厂下达产量、质量、消耗定额指标；（5）负责本岗位的信息传递；（6）负责管理范围内设备、电器、仪表的正确使用及维护保养；（7）负责操作过程中异常情况及事故的处理和报告；（8）积极主动配合维修、仪表人员的工作，协助做好设备检修的安全工作；（9）遵守各项规章制度和标准，坚持安全文明生产；服从指挥，完成班长交待的各项任务；（10）杜绝违章作业，有权拒绝违章指挥，对违章行为必须予以纠正和举报；（11）管理范围：精馏釜进料阀至液料贮槽及刮片机、真空系统。
1.2 开停车操作方法1.2.1 开车前准备1.2.1.1 精馏系统在处于安装完毕或大修完毕之后：（1）清洗：用清水对设备及管道进行清洗；（2）系统调试：对系统的机电设备、控制系统进行调试，使其工作正常；（3）密封性试验：试验工作由设备工程部负责组织，分厂协助实施，并由设备工程部组织验收●首先检查系统各密封点安装合格；●启动真空泵，系统真空度达到0.09MPa，关闭真空泵，30分钟后系统真空度不得低于0.08MPa；如果达不到上述要求，由验收人员对各接头、法兰及焊缝检查和整改直至达到上述要求（4）验收：由生产部组织相关人员进行最终验收，办理有关手续，此后设备正式投入使用；（5）热紧：开车后第一批料出料后，对塔身各密封面进行热紧。
1.2.1.2 精馏系统在正常停工后重新开车：(1) 设备检查：●水泵、多级泵盘车灵活，电机运行正常；真空泵极限真空达到0.096MPa；●物料管道畅通，保温正常，阀门关启灵活，阀位正确；●真空系统、冷却水系统、油加热系统正常，塔系统无泄漏；●检查捕集器内物料量，不得超过总体积的1/2；●通知仪表人员开控制系统电源、气源，检查仪表调节、显示正常；(2) 工艺检查：●电话与调度室联系热油炉状况，确定开车台数；●蒸汽供应正常、各分汽缸汽压≥0.3MPa；●真空泵水池水位正常，补充水供应充足；●与氧化联系苯甲酸粗品的供应，以上完成后由班长确定开车。
2 精馏塔故障诊断及处理方法
填料塔常见故障诊断与处理填料塔达不到设计指标统称为故障。
填料塔的故障可由一个因素引起,也可能同时由多个因素引起,一旦出现故障,工厂总是希望尽快找出故障原因,以最少的费用尽快解决问题。
故障诊断者应对塔及其附属设备的设计及有关方面的知识有很深的了解,了解得越多,故障诊断越容易。
故障诊断应从最简单最明显处着手,可遵循以下步骤:（1）若故障严重,涉及安全、环保或不能维持生产,应立即停车,分析、处理故障。
（2）若故障不严重,应在尽量减少对安全、环境及利润损害的前提下继续运行。
在运行过程中取得数据及一些特征现象,在不影响生产的前提下,做一些操作变动,以取得更多的数据和特征现象。
如有可能还可进行全回流操作,为故障分析提供分析数据。
（3）分析塔过去的操作数据,或与同类装置相比较,从中找出相同与不同点。
若塔操作由好变坏,找出变化时间及变化前后的差异,从而找出原因。
（4）故障诊断不要只限于塔本身,塔的上游装置及附属设备,如泵、换热器以及管道等都应在分析范畴内。
（5）仪表读数及分析数据错误可能导致塔的不良操作。
每当故障出现,首先对仪表读数及分析数据进行交叉分析,特别要进行物料平衡,热量平衡及相平衡分析,以确定其准确性。
（6）有些故障是由于设计不当引起的。
对设计引起故障的检查应首先检查图纸,看是否有明显失误之处,分析此失误是否为发生故障的原因;其次,要进行流体力学核算,核算某处是否有超过上限操作的情况;此外,还需对实际操作传质进行模拟计算,检查实际传质效率的高低。
填料塔常见的故障诊断与处理方法如下所述。
原因一：液体分布不均匀。
（1）分布器设计不合理；（2）分布器堵塞、腐蚀漏液；（3）分布器安装水平度差；（4）超过操作弹性；（5）分布器液体入口分布不良。
现象：塔的效率差，压降与设计差异不大。
通常可根据塔各段的分离效率确定那个分布器分布不良。
由于2、4、5引起的效率低，通常增加回流并不能使效率提高；由1、3、4引起的效率低，增加回流可使效率提高。
精馏塔检查维修操作规程
精馏塔检查维修操作规程一、概述精馏分离是在化工生产中采用的最主要的分离方法之一。
由于分离物料含盐、含酸、自身具有强腐蚀性，加之设备质量有时得不到保障等因素，导致在精馏分离生产过程中经常出现分离效率降低的情况。
通常方法用水或蒸汽蒸煮，但此方式仅适用于塔内积盐的情况。
对于外部检查及处理仍达不到分离效果的，需检查塔内件完好情况，为保证检查维修的安全实施制定本操作规程。
二、精馏塔气密性检测精馏塔生产操作条件多为负压（真空）操作，真空大小及真空的稳定对精馏塔的稳定与安全生产起着至关重要的作用。
由于设备腐蚀及零部件老化的原因，精馏塔会出现泄漏，气密性下降，此时需检查出泄漏点并予以处理。
（一）检查前准备工作1、降温，停止加热并关闭现场阀，对于关不死的阀门需考虑安装盲板，在塔釜以上第一个温度点温度降至100℃以下之前（物料真空下沸点在100℃以上），真空设备需保持正常运行；2、氮气检测，除在塔内无物料的情况外，所有精馏塔在破真空、塔内气体置换以及充压查漏时必须使用氮气，使用氮气前必须检测氮气纯度是否达标（要求自制氮气纯度≥99%）；3、检查作业工具，为便于检查及检查后及时恢复，要求在检查前即准备好如泡沫水、人孔垫片、生料带、松动剂等检修用具；（二）检查安全操作步骤1、当确定需对精馏塔进行气密性检测后，关闭塔进出料并关闭现场阀门机泵，关闭塔釜加热并关闭现场阀门，真空设备正常运行；2、当塔釜以上第一个温度点降至100℃以下时。
此时可关闭真空阀门，停真空设备，向塔内充入氮气（检测合格）破真空至常压（充氮时主控人员需关注氮气及空气总压不可太低）。
3、在破真空过程中，塔内温度会有小幅度（5℃以内）上升过程，此为正常现象，主控人员应密切关注并与现场人员保持联络；4、若破真空后塔内温度持续上升，则可能有异常情况，需根据具体情况选择向塔内加水或充入蒸汽或重新抽真空；5、破真空后，继续向塔内充入氮气至50-80KPa，检查人员用泡沫水对塔各处法兰连接处进行检查（两人一组）；6、检查出泄漏点，对泄漏点螺栓等进行紧固；7、若紧固无效，垫片、视镜等损坏严重需更换时，需进一步降温至塔内物料闪点以下后进行更换；8、对于腐蚀造成泄漏，需根据泄漏点位置重新制定具体维修计划。
精馏提纯党的检修及故障判断与处理
精馏塔的检修
2. 塔内构件检查
塔内构件包括填料、支撑结构、分布器等， 这些部件的完好与否直接影响精馏效果。检 查填料是否有堵塞、变形或损坏；支撑结构 是否松动或变形；分布器是否堵塞或泄漏
精馏塔的检修
3. 泵和密封件检查
泵是精馏塔中重要的设备之一，要检查泵的运行状况，包括轴承温度、振动情况、密封泄 漏等。同时，要关注密封件的质量和磨损情况，及时更换损坏的密封件
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精馏提纯党的检修 及故障判断与处理
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第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分
精馏塔的检修 精馏塔的故障判断与处理
总结 预防性维护和保养
案例分析
1 精馏塔的检修
精馏塔的检修
精馏塔的检修是 确保其稳定、高 效运行的重要环 节。以下是一些 常见的检修项目
精馏塔的检修
1. 塔体检查
检查塔体是否有裂缝、变形、腐蚀等情况。 对于钢结构塔，要关注焊缝是否有裂纹、气 孔等缺陷。对于混凝土塔，要检查表面是否 有开裂、脱落等现象
预防性维护和保养
2. 定期检查润滑系统
润滑系统是精馏塔正常运行的重要保障。应定期检查润滑油的品质和油位，确保轴承、齿 轮等传动部件的润滑良好。同时，要定期清洗润滑系统，防止油泥、杂质等影响润滑效果
预防性维护和保养
3. 定期清理塔内构件
塔内构件的清理是防止堵塞、提高传质效率的关键。应定期清理填料、分布器等部件，去 除沉积的杂质和结晶物。在清理过程中，应注意避免损坏塔内构件
对塔内构件进行检查： 发现填料堵塞严重，及
时进行了清理
对控制系统进行了优化： 增加了自动控制环节，以
减少操作人员的失误
案例分析
经过上述措施的实施， 塔压不稳的问题得到了 有效解决
精馏塔操作中常见问题及处理方法
精馏塔操作中常见问题及处理方法精馏塔操作中常见问题及处理方法1精馏操作中怎样调节塔的压力？影响塔压变化的因素是什么？任何一个精馏塔的操作，都应把塔压控制在规定的指标内，以相应地调节其它参数。
塔压波动过大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，使产品达不到所要求的质量。
所以，许多精馏塔都有其具体的措施，确保塔压稳定在适宜范围内。
对于加压塔的塔压，主要有以下两种调节方法：1.塔顶冷凝器为分凝器时，塔压一般是靠气相采出量来调节的。
在其它条件不变的情况下，气相采出量增大，塔压下降；气相采出量减小，塔压上升。
2.塔顶冷凝器为全凝器时，塔压多是靠冷剂量的大小来调节，即相当于调节回流液温度。
在其它条件不变的前提下，加大冷剂量，则回流液的温度降低，塔压降低；若减少冷剂量，回流液温度上升，塔压上升。
对于减压精馏塔的压力控制，主要有以下两种方法：1.当塔的真空借助于喷射泵获得时，可以用调节塔顶冷凝器之冷剂量或冷剂温度从而改变尾气量的方法来调节塔的真空度。
当被分离的物料允许与空气接触时，在此控制方案中，蒸汽喷射泵在最大的能力下工作，调节阀装在通大气的管线上，用调节阀开度的大小，调节系统的尾气抽气量，从而达到调节塔的真空度的目的。
2.当采用电动真空泵抽真空时，调节阀装在真空泵的回流管线上，用调节阀开度的大小来调节系统的尾气抽出量，从而调节塔的真空度。
对于常压塔的压力控制，主要有以下三种方法：1.对塔顶压力在稳定性要求不高的情况下，无需安装压力控制系统，应当在精馏设备（冷凝器或回流罐）上设置一个通大气的管道，以保证塔内压力接近于大气压。
2.对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能和空气接触时，塔顶压力的控制可采用加压塔塔压的控制方法。
3.用调节塔釜加热蒸汽量的方法来调节塔釜的气相压力。
2精馏操作中怎样调节釜温？影响釜温波动的因素是什么？釜温是由釜压和物料组成决定的。
精馏过程中，只有保持规定的釜温，才能确保产品质量。
因此釜温是精馏操作中重要的控制指标之一。
关于精馏塔的故障诊断方案设计
关于精馏塔的故障诊断方案设计摘要：提出了基于双层机器学习的动态精馏过程故障检测和分离的方法，检测的阈值为正常工况训练的网络输出值与样本的残差。
通过对比网络预测值和实测值的偏差检测故障，检测到故障时，启动另一网络对动态过程自适应拟合异常工况数据。
网络的预测值与实测值的偏差小于阈值时，拟合成功。
通过对两个网络进行结构解析找到造成输出变量异常波动的输入变量。
将该方法运用到脱丙烷精馏塔中，检测出过程中的故障，并分离出与故障源相关的变量，表明该方法准确、有效。
关键词：机器学习；动态精馏过程；故障检测与分离；网络结构解析1 前言精馏塔是石化生产中应用广泛的分离设备，具有大量过程变量、被控变量及可操作变量，变量间关联程度高，过程非线性、惯性、滞后性及塔内组分分布不均匀等因素给正常生产和操作管理带来安全隐患，精馏塔故障诊断成为化工安全生产的必要环节。
2 动态精馏过程故障诊断2.1 动态诊断过程精馏过程中操作条件对应一定的塔顶、塔底采出液浓度。
当神经网络将操作条件作为输入变量，并将塔顶、塔底采出液浓度作为输出变量进行训练后，输入变量和输出变量之间存在一定的函数关系。
构建两个结构相同的网络B1与B2，权与阈值的初始值均来自正常工况时样本数据的训练，工况异常时网络预测值会偏离实测值。
若B2自适应拟合异常的输出变量，由于系统外在变化可认为由模型参数变化导致，网络的权、阈值改变，使输入变量与输出变量之间的关系发生变化。
解析两个网络的权、阈值可计算出每个输入变量对输出变量的函数关系变化，检测故障和分离变量。
2.2 小波神经网络构建与优化为实现上述动态诊断过程，要求神经网络能快速、准确地输出预测值进行检测，这需要降低现场采集的数据噪声，本工作用小波神经网络[10]降噪。
采用遗传算法（GA）双层优化：（1）在确定输入变量组合及网络结构后，对网络的权、阈值进行优化；（2）在最优参数时，将网络输入变量的组合与输出变量的关联程度作为优化对象，用于变量降维，得到最优的输入变量组合，防止出现过拟合。
精馏塔异常工况处置表
精馏塔异常工况处置表是指在石油化工等生产过程中，针对精馏塔操作异常情况的应急处理方法和措施的一种记录表格。
精馏塔作为化工生产中非常关键的设备之一，承担着分离、提纯和回收等重要功能。
然而，由于操作失误、设备故障、原料变化等原因，精馏塔常常会出现一些异常工况，导致生产效率下降、产品质量不稳定甚至设备安全隐患的产生。
精馏塔异常工况的处置显得非常重要。
以下是精馏塔异常工况处置表的一种示例：精馏塔异常工况处置表异常工况：_______________________________步骤操作方法和措施1.检查操作参数和设备状态，确保安全•检查温度、压力、液位等操作参数，确定是否在正常范围内。
•检查设备状态，包括阀门、泵、传感器等是否正常工作。
2.分析异常原因，确定处理策略•对异常工况进行分析，确定可能的原因。
•根据异常原因确定相应的处理策略，如调整操作参数、更换设备部件等。
3.落实处置措施，确保操作稳定•根据处理策略，及时进行相应操作调整或设备维修，确保处理效果。
•监测操作参数和设备状态，确保操作稳定。
4.验证处理结果，追踪异常情况•检查操作参数和设备状态，确认异常情况是否得到有效处理。
•如果异常情况仍然存在，需进一步分析和处置，直至问题解决。
5.编写异常工况处置报告，总结经验•撰写异常工况处置报告，包括异常原因、处理方法以及处理结果的评价。
•总结处理经验，为类似问题的处理提供参考。
通过以上步骤，精馏塔异常工况处置表能够帮助操作人员及时有效地处理精馏塔的异常情况，保证生产过程的正常进行。
个人观点与理解：精馏塔作为炼油和化工生产中的重要设备，其正常运行对于生产过程的稳定性和产品质量的保证至关重要。
然而，由于操作人员的疏忽或者设备故障等原因，精馏塔常常会出现一些异常工况，带来一系列问题和隐患。
我们需要针对这些异常工况及时采取应对措施，以确保生产过程的正常进行和产品质量的稳定。
在处理精馏塔异常工况时，首先需要检查操作参数和设备状态，确保操作的安全性。
酒精精馏塔使用说明书
酒精精馏塔JH-5001234567装置在异常情况下处理办法 (9)8正式投产时的分析指标 (10)9售后服务承诺 (11)10合格证 (12)11随机附件表 (13)一产品介绍：本装置适用于制药、食品、轻工、化工等行业的酒精回收，以利于降低生产成本，提高经济效益，本装置可将稀酒精蒸馏到90%-90%，成品酒精浓度要求高可加大回流比，但相应产品降低，排放残液含醇度≤3°，是回收酒精的理想设备,该设备设置有两个进料可，1(2)试水。
(3)根据蒸馏工段流程图，全面细致地检查整个流程的所有设备及阀门自控仪表等是否符合要求，止回阀是否装反，发现问题及时纠正。
(4)通过设备单机运转，对所有的泵加满机油，发现问题及时检修。
(5)清理现场，拆除安装及装修时搭架，搬走杂物，确保操作现场畅通整洁。
(6)对仪器，仪表进行核正和标的。
用汽单元的阀门，然后缓慢送汽。
以蒸汽分汽管蒸汽压力表显示＜1kg/cm2为宜。
在此压力下，将蒸汽管道中的冷凝水排除。
用同样方法处理车间内的蒸汽管道，然后打开各疏水阀的前后阀门，关闭排水阀。
再逐渐升压到工作压力。
(3)、排气，打开塔顶部的排汽阀.再沸器的不凝汽阀，微开进汽阀，在不发生明显汽锤现象的前提下，缓慢将塔内空气排出。
(4)、塔的升温，在各塔升温之前要使冷凝系统正常运转，塔升温应缓慢通入蒸汽使塔体预热，延长设备使用寿命；先将蒸汽自动阀开启2~20%，缓慢开启截止阀进～95%1、短时间计划停车(1)、供汽、供电、供压缩空气等有关部门。
(2)、精馏塔先停止进原料，以水代料，检查塔底废液直至废液无料。
(3)、关闭精馏塔的采酒口、底部的废水排除口。
(4)、关闭有关输送泵及各进气阀门。
(5)、待各塔顶压力（表压）接近零时，停止进冷却水并打开放空阀。
当由于水、电、汽等原因造成意外停车时，我们采取的措施是保证设备的安全，避免或减少因物料外泄造成对人身安全的威胁及浪费损失。
(1)、突然停水，精馏塔的冷凝器组无法运行，系统压力升高，此时应立即关闭进料阀、进汽阀和各塔底所有可逃酒的阀门。
精馏塔控制系统
精馏塔的控制目标是：在保证产品质量合格的前提下，使塔的回收率最高、能耗最低，即使总收益最大，成本最小。
精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此，精馏塔的控制要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面考虑设置必要的控制系统。
⑴、产品质量控制
精馏塔的产品质量是指塔顶或塔底产品的纯度。通常，满足一端的产品质量，即塔顶（或塔底）产品达到规定纯度，而另一端产品的纯度维持在规定范围内。
（3）冷凝器：它的作用是使塔顶蒸汽冷凝，以其部分冷凝液作为回流，以建立塔板间的内部回流，其作部分即为塔顶产品。
精馏塔都采取中部进料，进料板把全塔分成二段：进料板以上叫做精馏段；进料板以下称提馏段。在精馏段，上升蒸汽中的高沸点组分转变成液体，液体中的低沸点组分转变成蒸汽，完成上升蒸气低沸点组分的精制。在提馏段，下降液体中的低沸点组分转变成蒸汽，蒸汽中的高沸点组分转变成液体，完成下降液体高沸点组分的提浓。
⑤、连续精馏：多用于大批量工业生产中。
⑥、常压蒸馏：蒸馏在常压下进行。
⑦、减压蒸馏：常压下物系沸点较高或热敏性物质不能承受高温的情况
⑧、加压蒸馏：常压下为气体的物系精馏分离，加压提高混合物的沸点
⑨、多组分精馏：例如原油的分离。
⑩、双组分精馏：如乙醇-水体系,苯-甲苯体系等。
２、精馏-1所示：
⑵、物料平衡控制
进出物料平衡，即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡，维持塔的正常平稳操作，以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝液罐（回流罐）与塔釜液位一定（介于规定的上、下限之间）为控制目标的。
⑶、能量平衡控制
输入、输出能量应平衡，使塔内操作压力维持稳定。
⑷、约束条件
精馏过程是复杂传质传热过程。为了满足稳定和安全运行，必须使某些参数限制在约束条件之内。常用的限制条件有液泛限、漏液限、操作压力限和临界温度限等。
连续精馏异常现象及处理
二、原料送料中断
1.现象 在部分回流（连续精馏）操作中，原料罐的液位不下降；另外，在进料取 样口AI02处取样，不能取到物料。
2.原因分析 原料罐有两个，即V101A、V101B，原料罐V101A底部出料管路上的电磁阀 VA116A为常开式，而原料罐V101B底部出料管路上的电磁阀VA116B为常闭 式。当通过DCS系统中人为设置原料送料中断故障时，电磁阀VA116A变为 闭合，而电磁阀VA116B变为打开，这样原料罐V101A底部出料管路被阻断， 原料送料不能进行。
2.原因分析 在再沸器中，有一组1.2kW的干扰加热，当通过DCS系统人为加入该 干扰后，加热量突然增加许多，造成塔釜物料大量蒸发而气化。由 于精馏塔内上升气相流量突然增加，会造成大量雾沫夹带。雾沫夹 带严重后，压板压降增加，阻碍液相的下降，造成液泛。
3.处理 当出现干扰加热后，调小正常加热的电压，降低正常加热的加热量， 使总加热量恢复到正常水平，精馏装置则恢复正常运行。若正常运 行结束，则按精馏装置正常停车操作进行装置停车。
3.处理
“回流液位控制”系统存在故障，则按精馏装置正常停车操作的步骤，使 精馏装置停运，检修“回流液位控制”系统中仪表。 塔顶采出泵存在故障，则先停止塔顶采出泵，其方法：置塔顶采出泵变频 器“STOP”，再按下“采出泵开关”按钮，终止给塔顶采出泵供电。再按 精馏装置正常停车操作的其他步骤，使精馏装置停运，检查塔顶采出泵。
四、回流液回流中断
1.现象 回流液转子流量计FI01显示的回流液流量突然变小，甚至为零。
2.原因分析 塔顶凝液罐中没有液体，会造成回流液回流中断。另外，回流泵因 故障而停运，会造成回流液回流中断。
3.处理 塔顶凝液罐中有没有液体，可以通过“回流液位控制”显示。若为 零，则塔顶凝液罐中没有液体，需要检查塔釜加热是否正常。若不 为零，则表明塔顶凝液罐中有液体，故障很可能出在回流泵上，则 先停止回流泵，其方法：置回流泵变频器“STOP”，再按下“回流 泵开关”按钮，终止给回流泵供电。再按精馏装置正常停车操作的 其他步骤，使精馏装置停运，检查回流泵。
精馏提纯在巡检和故障判断
故障判断与处理
10. 冷却水不足或温度过高
冷却水不足或温度过 高会影响冷凝效果和 产品质量。应检查冷 却水系统的工作状态 ，确保冷却水充足且 温度适宜。对于冷却 水不足或温度过高的 情况，需对冷却水系 统进行维修或调整
故障判断与处理
11. 设备噪音过大
设备噪音过大可能是由于机械摩擦、振动等 原因引起的。应检查设备的运行状态和支撑 结构是否稳固，找出噪音原因并进行处理。 对于噪音过大的设备，需进行维修或更换
故障判断与处理
13. 塔内பைடு நூலகம்件磨损严重
塔内构件磨损严重可能是由于介质流速过快、材质不当等原因引起的。应检查塔内构件的 材质是否符合要求，同时对介质进行检测和分析，找出磨损原因并进行处理。对于磨损严 重的塔内构件，需进行更换或维修
故障判断与处理
14. 塔顶产品中重组分含量高
塔顶产品中重组分含量高可能是由于进料中重组分含量高、加热量不足等原因引起的。应 检查进料中的重组分含量是否稳定，同时调整加热量使塔内温度保持稳定。对于塔顶产品 中重组分含量过高的情况，需进行再处理或调整工艺参数
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巡检
巡检
1. 外观检查
首先对精馏塔的外观进行检查，查看是否 有明显的变形、裂缝、腐蚀等问题。同时 检查塔体与支撑结构之间是否有松动现象
巡检
2. 设备运行状 态检查
检查设备的运行状态 ，如电机、泵、加热 器等是否正常工作。 注意听设备运行过程 中是否有异常的声响 或振动
巡检
巡检
3. 管道检查
精馏提纯在巡检和 故障判断
汇报人:XX
时间：X年X月
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巡检
目录
故障判断与处理
精馏提纯在巡检和故障判断
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精馏塔异常现象和错误操作
精馏塔异常现象和错误操作在化工装置生产中，精馏塔是最常见的、典型的分离设备，任何从事化工生产的人对精馏塔都不会陌生，但对精馏塔操作中常见的突出问题，比如：液泛、淹塔、冲塔现象，原因都不是很清楚，出现问题时对于塔的参数变化反应也不敏感，这样往往延迟了问题的解决时间，影响装置生产。
今天，就上面提出的几个问题原因做个详细分析，另外举出实例来展示生产中出现问题时的参数变化和错误操作。
一、液泛现象什么是液泛呢？在精馏塔中，由于各种原因造成液相堆积超过其所处空间范围，称为液泛。
液泛可分为降液管液泛、雾沫夹带液泛等。
降液管液泛是指降液管内的液相堆积至上一层塔板。
雾沫夹带液泛是指塔板上开孔空间的气相流速达到一定速度，使得塔板上的液相伴随着上升的气相进入上一层塔板。
产生液泛时的操作状态称为液泛点。
在设计精馏塔时，必须控制维持液泛率在一定的范围内以保证精馏塔的稳定运行。
液泛开始时，塔的压降急剧上升，效率急剧下降。
随后塔的操作遭到破坏。
（一）是什么原因导致液泛现象的产生？1、降液管内液体倒流回上层板由于塔板对上升的气流有阻力，下层板上方的压力比上层板上方的压力大，降液管内泡沫液高度所相当的静压头能够克服这一压力差时，液体才能往下流。
当液体流量不变而气体流量加大，下层板与上层板间的压力差亦随着增加，降液管内的液面随之升高。
若气体流量加大到使得降液管内的液体升高到堰顶，管内的液体便不仅不能往下流，反而开始倒流回上层板，板上便开始积液；加以操作时不断有液体从塔外送入，最后会使全塔充满液体。
就形成了液泛。
若气体流量一定而液体流量加大，液体通过降液管的阻力增加，以及板上液层加厚，使板上下的压力差加大，都会使降液管内液面升高，从而导致液泛。
2、过量液沫夹带到上层板气流夹带到上一层板的液沫，可使板上液层加厚，正常增加到一定程度，液层的加厚便显着起来(板上液体量增多，气泡加多、加大)。
气流通过加厚的液层所带出的液沫又进一步加多。
这种过量液沫夹带使泡沫层顶与上一层板底的距离缩小，液沫夹带持续地有增无减，大液滴易直接喷射到上一层板，泡沫也可冒到上一层板，终至全塔被液体充满。
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填料塔静压液体分布器的水平度要求很高 , 应在塔安 装就位后现场安装 , 以避免塔垂直度对分布器等水平度的
影响。
塔的无规则小摇动,不会使塔效率有大的下降,较垂直 塔的效率下降小于10%。塔的无规则摇动会使液体分布器
分布性能下降,使液体分布器溢流,使塔的效率大幅度下降, 使用管式分布器可避免此类事故发生。
很高的塔,由于风载的影响,塔顶摇动很大宜采用管式 液体分布器。
2、填料塔的椭圆度
一般认为 ,填料塔的椭圆度并不影响填料塔的性能 ,
只是影响塔内件及填料的安装。散装填料的安装并不受 塔椭圆度的影响。为了便于安装,规整填料塔的塔径误差 需予以限制,常规规整填料塔推荐误差见下表。
塔的主要特点比较，列表说明，如下表所示。塔的制造与安装
总的来说,填料塔的制造与安装应按设计要求进行 ,不能一概而论。 有些设计对制造、安装的某些误差精度要求较高,而另外一些设计对制 造、安装的这些误差精度要求可能并不太高,误差稍大,并不影响塔的正 常操作。例如图所示,静压孔流式液体分布器受安装水平度的影响,若设 计液位只有50mm,对水平度的要求较高,否则会导致液体分布不均,水平 度偏差10mm,两点液量相差11%;若设计液位200mm,水平度稍差,对液体 分布不会有大的影响,水平度偏差10mm,两点液量相差只有2.5%。
制造与安装精度虽不可一概而论,某些精度也无标准可言, 但仍有公认的误差精度可供参考。
1、填料塔的垂直度
由于塔节的对接、塔节与裙座的对接、塔的基础及热变 形等因素的作用,塔不可能做到绝对垂直,因此使塔产生了垂 直度偏差。 在填料塔填料层内,液体受重力的作用趋于垂直下流,因 此若塔有倾斜,液体将优先流向倾斜的下一边塔壁,倾斜的上 一边液流小,气体则优先流向倾斜的上一边塔壁,结果导致填 料层内的气液分布不均,分离效率下降,许多研究者的实验证 明了这一点。多数实验结果认为,每倾斜一度分离效率下降 5%~10%, 规整填料由于塔倾斜而引起的效率下降较散装填 料要小。规整填料的倾斜度应小于0.2°~0.5°。
2.9 板式塔与填料塔比较
板式塔和填料塔都是常用的精馏塔型，各有其特点， 对于具体的分离任务，正确选择合适的塔型是首要的。 了解分离任务的具体条件和要求，充分理解和掌握各塔 型的特点，是作出合理选择的基础。有时，为完成某个 分离任务，板式塔和填料塔都可以采用，这时往往需经
过详细的设计后，由经济性作出抉择现将板式塔和填料