劉亞群

摘要：本文簡(jiǎn)要介紹了精餾實(shí)訓(xùn)裝置的特點(diǎn)、精餾裝置在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的作用及實(shí)訓(xùn)功能，提出了對(duì)該裝置進(jìn)行改進(jìn)的意見(jiàn)和措施，以利于精餾實(shí)訓(xùn)裝置更好地為教學(xué)服務(wù)。

關(guān)鍵詞：精餾實(shí)訓(xùn)放空閥緩沖罐冷卻水循環(huán)

一、裝置簡(jiǎn)介

筆者所在學(xué)校精餾實(shí)訓(xùn)室的設(shè)備為天津大學(xué)過(guò)程工業(yè)與研究所開(kāi)發(fā)，現(xiàn)將學(xué)校精餾實(shí)訓(xùn)裝置做簡(jiǎn)單介紹。學(xué)校精餾實(shí)訓(xùn)室現(xiàn)有精餾裝置八套，塔設(shè)備為不銹鋼材質(zhì)篩板塔，傘塔共有十六塊塔板，每臺(tái)設(shè)備均配備DCS控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)操作與DCS控制聯(lián)合操作的過(guò)程，很好地模擬了企業(yè)的精餾生產(chǎn)。通過(guò)精餾實(shí)訓(xùn)可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)精餾裝置的結(jié)構(gòu)、流程及儀表，掌握精餾裝置的開(kāi)停車及正常運(yùn)行操作技能和異常事故（如斷電、斷水、進(jìn)料閥卡等）處理技能；使學(xué)生提高理論與實(shí)際相結(jié)合的能力，進(jìn)一步適合企業(yè)發(fā)展的需要。

二、在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中的作用

這些精餾實(shí)訓(xùn)裝置在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中有重要的作用。對(duì)于化工職業(yè)院校來(lái)說(shuō)，化工單元過(guò)程及操作是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，精餾是其中非常重要的一個(gè)操作。單純的理論教學(xué)不能滿足教學(xué)需要，精餾實(shí)訓(xùn)裝置可以很好地訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行精餾操作的能力。

對(duì)于現(xiàn)在學(xué)校進(jìn)行的一體化教學(xué)改革而言，精餾單元操作主要是以精餾單元仿真和精餾實(shí)訓(xùn)操作為載體完成的。學(xué)生可以學(xué)習(xí)精餾設(shè)備、流程、精餾操作（包括正常開(kāi)停車、正常生產(chǎn)控制、異常現(xiàn)象的處理），通過(guò)操作訓(xùn)練更好地理解精餾原理，替代單一的理論學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)積極性。

三、精餾實(shí)訓(xùn)裝置存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施

學(xué)院精餾實(shí)訓(xùn)裝置雖然比較先進(jìn)，但是我們?cè)陂L(zhǎng)時(shí)間的教學(xué)過(guò)程發(fā)現(xiàn)了以下兒個(gè)方而的不足。

1.回流管路轉(zhuǎn)子流量計(jì)顯示不穩(wěn)定，流量具有脈動(dòng)性

針對(duì)以上問(wèn)題，改進(jìn)方案如下：由于回流泵使用的是柱塞式計(jì)量泵，吸液過(guò)程和排液過(guò)程不連續(xù)，所以回流液體流量脈動(dòng)性變化。為了使液體流量較平穩(wěn)，需要在計(jì)量泵出口增加緩沖罐。由于精餾裝置中的緩沖罐結(jié)構(gòu)為柱形，在設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)罐內(nèi)氣體傘部被趕出，起不到緩沖作用。對(duì)于同體積的緩沖罐來(lái)說(shuō)，球形緩沖罐耗材少，其緩沖效果也最好，因此可以將柱形緩沖罐改為球形緩沖罐。

2.塔頂全凝器的放空閥材質(zhì)為不銹鋼材質(zhì)，不方便學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)

針對(duì)以上問(wèn)題，改進(jìn)方案如下：裝置中塔頂傘凝器的材質(zhì)為不銹鋼，如果冷凝水量較小，塔頂輕組分如若不能傘部被冷凝，有小部分以蒸汽的形態(tài)從放空閥溢出（由于蒸汽量很小，此時(shí)我們的肉眼難以看見(jiàn)蒸汽）。對(duì)于教學(xué)過(guò)程來(lái)說(shuō)，學(xué)生難以判斷冷凝水閥的開(kāi)度的大小，如果將放空閥換為玻璃材質(zhì)，如果有少量酒精蒸汽不能被冷凝，那么在玻璃放空閥內(nèi)壁上我們將會(huì)看到冷卻下來(lái)的霧滴，從而加大冷凝水閥的開(kāi)度。

3.裝置的保溫材料的保溫效果不理想，致使全塔效率降低

針對(duì)以上問(wèn)題，改進(jìn)方案如下：精餾過(guò)程同時(shí)涉及傳熱、傳質(zhì)，而且有相變化發(fā)生，過(guò)程較為復(fù)雜，為便于工程計(jì)算常做一些假定，假定之一便是恒摩爾流假設(shè)，而衡摩爾流假設(shè)成立的條件之一即為裝置保溫良好，熱損失可忽略不計(jì)。而精餾裝置的保溫材料的保溫性能并不理想，熱損失比較嚴(yán)重，致使板與板之問(wèn)有蒸汽被冷凝，使上升蒸汽量逐板減少，即在每層板上進(jìn)行汽液傳質(zhì)、傳熱的蒸汽量隨塔高逐漸減少，從而導(dǎo)致傘塔效率下降，所以需用保溫性能更好的保溫材料來(lái)保溫。

4.精餾裝置增加冷卻水循環(huán)裝置

學(xué)院精餾實(shí)訓(xùn)裝置冷卻水采用的是一次水，每次操作完的冷卻水被排放到下水道，造成了很大的浪費(fèi)。在化工企業(yè)中，水都是循環(huán)使用的，根據(jù)這個(gè)理念，我們可以增加循環(huán)水裝置，通過(guò)增加儲(chǔ)水罐、輸送泵、涼水塔滿足水循環(huán)的需要。把外界輸入的新鮮水注入儲(chǔ)水罐中，通過(guò)離心泵把水打到各個(gè)精餾實(shí)訓(xùn)裝置，從裝置出來(lái)的回水用泵輸送到?jīng)鏊鏊挥趦?chǔ)水罐上方），涼水塔設(shè)風(fēng)機(jī)進(jìn)行冷卻，通過(guò)這種方式，減少水的直接排放，從而節(jié)約了能源。

5.增加冷卻水的計(jì)量?jī)x表

在精餾過(guò)程中用冷卻水冷凝塔頂產(chǎn)品，同時(shí)給塔釜產(chǎn)品換熱。增加一個(gè)渦輪流量計(jì)，用來(lái)計(jì)量操作過(guò)程中冷卻水的用量。增加冷卻水消耗量的計(jì)量可以確定整個(gè)過(guò)程冷卻水的用量，培養(yǎng)學(xué)生節(jié)約用水的觀念，與企業(yè)的節(jié)能觀念相符合。

四、小結(jié)

筆者從裝置設(shè)計(jì)和教學(xué)環(huán)節(jié)入手提出了改進(jìn)精餾實(shí)訓(xùn)裝置的新方案，即以球形緩沖罐代替設(shè)備中柱形緩沖罐、以玻璃材質(zhì)放空閥代替不銹鋼材質(zhì)放空閥和增加冷卻水循環(huán)裝置。通過(guò)這些改進(jìn)措施使精餾裝置在設(shè)計(jì)上更加合理，同時(shí)也適應(yīng)了教學(xué)環(huán)節(jié)的需要，從而更方便了實(shí)訓(xùn)教學(xué)。