我們知道，精餾塔一般由塔釜、塔節(jié)、冷凝器、下料管線、產(chǎn)出管線，回流管線等構(gòu)成。為什么要有回流管線呢？還是先說(shuō)一說(shuō)精餾塔回流的主要作用：第一，提供塔板上的冷回流帶走塔內(nèi)多余的熱量，維持塔內(nèi)的熱量平衡；第二，提供塔板上的冷流體，氣液兩相在塔板上逆向接觸，上行的氣體中重組分冷凝，下行液體中的輕組分吸熱汽化，如此反復(fù)的冷凝，汽化作用使整個(gè)塔節(jié)上部分充滿輕組分，下部分為重組分，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的分離純度。因此，回流液是精餾提純必要的條件。
1.精餾操作中常用的回流方式
第一，按回流方式的不同可以分為“自然回流”和“強(qiáng)制回流”。自然回流是塔的冷凝器位于精餾塔節(jié)的上方，具有一定的高度。冷凝器的貯液出口高于塔節(jié)回流口，且有一定的距離。回流液借重力的作用，回流到塔內(nèi)。自然回流操作簡(jiǎn)單，不需要回流泵，節(jié)省動(dòng)力消耗，但是回流量隨塔內(nèi)壓力的變化而變化，回流比不嚴(yán)格，生產(chǎn)不正常時(shí)調(diào)整起來(lái)比較慢，自然回流在小型精餾裝置應(yīng)用較多，需要足夠的高度和空間。強(qiáng)制回流是在回流管線上安裝一臺(tái)泵，回流液用泵打入塔內(nèi)進(jìn)行回流，強(qiáng)制回流的回流量穩(wěn)定，容易調(diào)節(jié)，生產(chǎn)不正常時(shí)，調(diào)整起來(lái)較快，但是強(qiáng)制回流需要用泵，動(dòng)力消耗大，特別是低沸點(diǎn)物料容易造成泵不上量，影響操作。但是強(qiáng)制回流的冷凝器，不受高低的限制，可以安在便于操作的地方，便于安裝和維護(hù)保養(yǎng)。
第二，按照塔頂冷凝安裝的位置不同，可以分為內(nèi)回流和外回流。內(nèi)回流是冷凝器與塔節(jié)豎直相連，位于塔節(jié)正上方，精餾中的內(nèi)回流一般指塔盤(pán)上的回流，是由下降液體及上升氣體冷凝后產(chǎn)生的液體構(gòu)成。精餾塔附屬冷凝設(shè)備有分凝器、全凝器、冷凝器。塔頂可設(shè)計(jì)有分凝器，塔頂氣相經(jīng)分凝器，冷凝一部分直接回流到塔內(nèi)，就是內(nèi)回流。設(shè)有冷凝的剩余氣體則進(jìn)入到另外的冷凝器內(nèi)進(jìn)行冷凝。塔頂也可以設(shè)置全凝器，全凝器下方設(shè)置受液盤(pán)，一部分采出，一部分回流，這部分也叫內(nèi)回流。通常情況下，沸點(diǎn)高，毒性高的宜采用這種內(nèi)回流。直接從塔頂進(jìn)入冷凝器，在此進(jìn)行部分冷凝，冷凝液自然沿塔板下流。這種回流的量難控制，不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)，受加熱的影響，回流量時(shí)大時(shí)小。但是，這種回流冷凝器直接安裝于塔頂，不需要其他支撐結(jié)構(gòu)，安裝方便。精餾中的外回流是從塔節(jié)中抽出一部分液體，經(jīng)降溫后再打入塔內(nèi)，塔頂冷凝器單獨(dú)安裝，回流管線上可安裝視鏡、流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥等以調(diào)節(jié)回流的量。
2.內(nèi)回流與外回流的區(qū)別。
內(nèi)回流是物料不離開(kāi)塔頂，在塔頂冷凝后直接回流到精餾塔內(nèi)，計(jì)量有難度，分餾與回流的比例不能精確確定，是自回流塔頂氣相冷凝后直接回到塔內(nèi)，操作時(shí)要注意采出量控制塔頂溫度，防止產(chǎn)品不合格，內(nèi)回流雖然少了回流泵，但要在冷凝器和塔頂之間安裝一個(gè)回流分配器，一般要求有一轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)裝置，以分配回流比，需要依靠電機(jī)等動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的設(shè)施，是不宜封閉地安裝在塔內(nèi)的，并且這種調(diào)節(jié)是“有級(jí)”的，這是一個(gè)非標(biāo)設(shè)備。
外回流是物料要離開(kāi)塔頂經(jīng)外部管道，流量計(jì)等之后再回流到精餾塔內(nèi)。可計(jì)量分流，也可以是強(qiáng)制回流，塔頂氣相冷凝后進(jìn)入回流槽后通過(guò)回流泵調(diào)節(jié)閥，流量計(jì)調(diào)整回流量返回塔內(nèi)。工業(yè)上大部分精餾塔采用的都是外回流，它可以自動(dòng)且“無(wú)級(jí)”調(diào)節(jié)回流量，從而滿足生產(chǎn)尤其是當(dāng)加料量或組分有波動(dòng)的情況，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)回流量。
3.外回流和內(nèi)回流的應(yīng)用。
外回流對(duì)工藝流量及溫度控制有利，不但操作費(fèi)用高而且沒(méi)有利用液體的勢(shì)能，所以成本高。如果塔頂冷凝器達(dá)不到冷凝要求時(shí)，可以增設(shè)強(qiáng)制的冷凝回流系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)精餾塔的強(qiáng)制操作，另外投資時(shí)還要操作費(fèi)用和基礎(chǔ)設(shè)施的投資費(fèi)用的相對(duì)大小。
如果回流液的計(jì)量要求不高或者說(shuō)回流比的操作彈性大，就可以采用內(nèi)回流。如果能在內(nèi)回流的路線上開(kāi)發(fā)出“在線流量測(cè)量?jī)x器”就可以?xún)?nèi)回流，一般精餾為外回流。
外回流的優(yōu)點(diǎn)是便于調(diào)節(jié)，但要增加運(yùn)行費(fèi)用，且增加了泄漏點(diǎn)，對(duì)于一些高危介質(zhì)不一定適宜，對(duì)于塔不是太高的高危介質(zhì)優(yōu)先考慮內(nèi)回流。所以對(duì)于回流方式的選擇要從多個(gè)方面綜合考慮。
按照回流的溫度可分為“熱回流”和“冷回流”。
熱回流是回流液的溫度處于泡點(diǎn)溫度，冷回流是回流液的溫度低于泡點(diǎn)溫度。精餾塔的回流一般是飽和液體回流，是為了保證提餾段工作狀態(tài)穩(wěn)定，使回流液體略過(guò)冷回流，可以在不增加回流量的同時(shí)增加理論回流比，因?yàn)榛亓饕哼M(jìn)入提餾段后會(huì)使提餾段上升的蒸汽大量冷凝，提高塔頂產(chǎn)出純度的同時(shí)又可以保證塔頂產(chǎn)出的數(shù)量，但是有一點(diǎn)不好的是增加塔釜的熱負(fù)荷，熱量消耗較大，如果產(chǎn)出的附加值較高，那么經(jīng)濟(jì)上還是比較合理的，比飽和液體回流劃算的多。
對(duì)于有全冷凝器的精餾裝置，工業(yè)上大多數(shù)回流采用冷回流，主要是因?yàn)椋?/div>
1.塔頂氣相在冷凝過(guò)程中可以達(dá)到冷凝完全，減少氣相排放損失。
2.全冷凝塔頂溫度要控制在飽和液體狀態(tài)，是不容易控制的。
3.略過(guò)冷回流可以在不增加回流量的同時(shí)，增加理論回流比。
全回流是在精餾操作中，把塔頂采出的冷凝液作為回流液全部返回塔釜的操作，全回流是開(kāi)車(chē)期間必要的過(guò)程，是為了保證產(chǎn)品盡快合格，而正常生產(chǎn)中就不能隨意全回流了，除非工藝有波動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有產(chǎn)品采出精餾塔也就失去了存在的意義。如等待產(chǎn)品的分析結(jié)果清洗全塔等可采用全回流。
最后，精餾操作時(shí)如何控制回流？
一般塔頂回流控制分兩種情況，一是手動(dòng)控制，二是自動(dòng)控制。在精餾操作手動(dòng)控制時(shí)，只要塔頂產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有大的變化，塔的回流量變化很小，甚至可以保持不變，在實(shí)際操作中，回流量基本不受進(jìn)料量的影響，要保持回流罐液位，不能出現(xiàn)滿罐或空罐的現(xiàn)象，有經(jīng)驗(yàn)的操作工人根據(jù)塔的實(shí)際情況控制回流量，調(diào)節(jié)塔的效率。
自動(dòng)控制時(shí)，回流量受塔頂采出量的影響，當(dāng)進(jìn)料量不變時(shí)，要控制好塔頂采出量，在塔頂采出量增大，回流比減小，氣液接觸不好，塔頂產(chǎn)品的質(zhì)量不合格。如果進(jìn)料量加大，要計(jì)算出塔頂采出增加的量，采出過(guò)小，回流量增大，塔內(nèi)物料增多，上升蒸汽速度增大，塔頂與塔釜的壓差增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起液泛，采出量過(guò)大，回流量減小，氣液接觸不好，塔頂產(chǎn)出的質(zhì)量不合格。一般是一個(gè)精餾塔要安裝自動(dòng)回流裝置，總下料管線，產(chǎn)出管線也要安上自控，回流比固定。三者要同時(shí)改變，才能保證整個(gè)精餾塔正常工作。
