最新第三节-石油精馏塔
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。
精馏塔的原理和流程
精馏塔的原理和流程精馏塔是一种常见的化工设备，主要用于分离混合物中的不同组分。
它的原理是利用不同组分的沸点差异，通过加热和冷却的交替作用，将混合物中的各个组分逐一分离出来。
下面我们来详细了解一下精馏塔的原理和流程。
一、精馏塔的原理精馏塔的原理是基于沸点差异的。
在混合物中，不同组分的沸点不同，因此在加热的过程中，沸点较低的组分会先蒸发出来，而沸点较高的组分则会留在混合物中。
通过这种方式，我们可以将混合物中的各个组分逐一分离出来。
具体来说，精馏塔的原理可以分为以下几个步骤：1.加热：将混合物加热到一定温度，使其中沸点较低的组分开始蒸发。
2.蒸汽上升：蒸发出来的组分会形成蒸汽，向上升入精馏塔的塔体中。
3.冷却：在塔体中，蒸汽会遇到冷却器，被冷却后变成液体，这个过程叫做冷凝。
4.收集：冷凝后的液体会被收集起来，这个液体就是分离出来的组分。
5.重复：这个过程会一直重复，直到所有的组分都被分离出来。
二、精馏塔的流程精馏塔的流程可以分为以下几个步骤：1.进料：将混合物加入精馏塔的塔底。
2.加热：将混合物加热到一定温度，使其中沸点较低的组分开始蒸发。
3.蒸汽上升：蒸发出来的组分会形成蒸汽，向上升入精馏塔的塔体中。
4.冷却：在塔体中，蒸汽会遇到冷却器，被冷却后变成液体，这个过程叫做冷凝。
5.收集：冷凝后的液体会被收集起来，这个液体就是分离出来的组分。
6.排出：剩余的混合物会从塔底排出。
7.重复：这个过程会一直重复，直到所有的组分都被分离出来。
需要注意的是，精馏塔的流程是一个连续的过程，每个步骤都需要严格控制，才能保证分离效果。
此外，不同的混合物需要采用不同的操作条件，比如温度、压力、冷却器的位置等等，这些都需要根据具体情况进行调整。
三、精馏塔的应用精馏塔是一种非常常见的化工设备，广泛应用于石油化工、化学工业、制药工业等领域。
它可以用来分离各种混合物，比如石油中的不同馏分、化学品中的不同成分、药品中的不同成分等等。
精馏塔的种类
精馏塔的种类一、引言在化工领域，精馏是一种常用的分离技术，可以用于分离液体混合物中的不同组分。
而精馏塔作为精馏过程中最核心的设备之一，具有不同的种类和结构。
本文将介绍精馏塔的种类、结构和应用领域。
二、按照结构分类1. 塔板精馏塔塔板精馏塔是最常见的一种精馏设备。
它由一系列塔板组成，每个塔板上都有一个孔，用于液体和气体的交换。
塔板通常由金属材料制成，如不锈钢。
塔板的数量可以根据需要进行调整，以实现不同的分离效果。
塔板精馏塔具有操作简单、投资成本低的优点，被广泛应用于石油、化工和食品等行业。
2. 填料精馏塔填料精馏塔不同于塔板精馏塔，它没有塔板，而是通过填料来实现液体和气体之间的传质传热。
填料可以是不同形状的颗粒或物块，如环状填料、网状填料和球状填料等。
填料精馏塔由于没有塔板的限制，可以实现更高的传质传热效率和更高的塔效。
填料精馏塔通常用于需要较高塔效的工艺，如精制石油产品的分离和超高纯度化学品的生产。
3. 除气塔除气塔是一种特殊的精馏塔，它主要用于除去液体中的气体。
除气塔通常由吸附剂填料构成，通过与气体中的气体相互作用来实现气体的分离。
除气塔被广泛应用于炼油、天然气处理和化学品生产等领域。
三、按照应用分类1. 石油精馏塔石油精馏塔主要用于石油加工行业中，用于将原油中的不同组分进行分离。
根据石油组分的不同，石油精馏塔可以实现蒸馏、重整、裂化和精制等不同的工艺。
石油精馏塔的设计和操作需要考虑原油的性质、产品要求和经济因素等多个因素。
2. 酒精精馏塔酒精精馏塔主要用于酒精和酒的生产过程中，用于将发酵产生的液体中的酒精进行分离。
酒精精馏塔通常采用填料结构，以实现高效的酒精分离。
酒精精馏塔还需要考虑产品的纯度、产量和能源消耗等因素。
3. 精细化工精馏塔精细化工精馏塔广泛应用于化学工业中，用于生产高纯度的化学品。
精细化工精馏塔通常采用填料结构和复杂的操作控制系统，以实现对微量杂质的高度分离。
精细化工精馏塔的设计和操作需要考虑产品的要求、设备的安全性和可靠性等因素。
石油蒸馏过程
绪论
石油是极其复杂的混合物，要从原油中提炼出燃料、润滑油和其他产品，炼油厂必须解决原 油的分割和各种石油馏份在加工过程中的分离问题。
蒸馏是炼油工业中一种最基本的分离方法。蒸馏过程和设备的设计是否合理，操作是否良好， 对炼油厂生产的影响很大。蒸馏操作可归纳为三种类型。 1、闪蒸－平衡汽化
由于石油是一个烃类的混合物，它的产品仍然是一个混合物，所以对它的分离精度要求不高。 一般石油精馏塔除塔顶和塔底有产品外，还有侧线产品，这样的塔我们把它叫复合塔，有关复合塔 的温度我们还将在此后的教学中给大家讲述。
原油精馏塔，塔底没有重沸器。它是通入水蒸汽，通过降低油气分压，使一部分带下来的轻 馏分蒸发，回到精馏段。
（5）关于闪蒸的说明 ① 在实际的生产中，闪蒸主要发生在闪蒸罐、蒸发塔的汽化段。前面我们说过，平衡汽化 必须有气液两相足够的接触空间和时间，这种情况的平衡汽化是一种理想状态。 ② 在实际生产中，并不存在真正的平衡汽化，但是在适当的条件下可以接近平衡，因此我们 在工程上近似地按平衡汽化处理。 ③ 平衡冷凝 平衡冷凝是平衡汽化的逆过程。将气相馏出物经过部分冷凝冷却后进入接受罐中进行汽液分 离，这种情况下，重组分冷凝为液相，而轻组分则仍为汽相，从而实现轻重组分的分离。例如催化 裂化分馏塔。 （6）平衡汽化和平衡冷凝的作用 它们都可以将混合物得到分离，气相中含有较多的轻组分（因轻组分的沸点低）；液相中含有 较多的重组分（因重组分的沸点高）；沸点或者饱和蒸汽压是烃类本身的性质，我们把它也叫做相 对挥发度，相对挥发度的大小是烃分子本身的性质。 2、简单蒸馏－渐次汽化 简单蒸馏是实验室或小型装置上常用于浓缩物料或粗略分割油料的一种蒸馏方法。 简单蒸馏： 液体混合物在蒸馏釜中被加热，在一定压力下，当温度达到混合物的泡点温度时，液体即开 始汽化，生成微量蒸汽。生成的蒸汽当即被引出并冷却后收集起来，同时液体继续加热，继续生成 蒸汽并被引出。这种蒸馏方式称为简单蒸馏或微分蒸馏。 （1）简单蒸馏的特点
精馏塔蒸馏塔的工作原理
精馏塔蒸馏塔的工作原理
精馏塔是一种用于液体混合物分离的设备，通常用于化工工业中。
其工作原理基于液体混合物中各组分的沸点差异，通过加热液体混合物并使其部分蒸发，然后再冷凝回收蒸汽的方式实现分离。
1. 精馏塔的结构
精馏塔通常由塔体、进料口、冷凝器、蒸发器、提取装置等部分组成。
塔体内通常填充着填料，以增加接触面积，有利于组分间的质量传递。
2. 工作原理
1.进料与蒸汽相接触：混合物通过进料口进入精馏塔，在塔体内与升
腾蒸汽接触，升腾蒸汽来自底部的蒸发器。
2.蒸馏过程：液体混合物在与热蒸汽接触时部分蒸发，其中易挥发性
组分在较低的温度下蒸发，升至塔体上部。
3.凝结分离：上升的蒸汽接触到冷凝器外壳表面，降温后重新变成液
态，在冷凝器内壁凝结成液体状态，随后由下部排出。
4.组分收集：经过蒸馏后的液体在提取装置中进行收集、分离，从而
得到不同组分的纯净产物。
3. 应用领域
精馏塔广泛应用于石油、化工、制药等领域，用于提取纯净溶剂、分离液体混合物、精炼原料等。
其在工业生产中发挥着重要的分离作用，提高了产品的纯度和质量。
总结
精馏塔蒸馏塔通过利用液体混合物中组分的沸点差异，实现了液体混合物的高效分离和提取。
在工业生产中扮演着重要角色，促进了产品质量的提高和生产效率的增加。
精馏-精馏塔PPT课件
填料塔工作原理
塔内装有大比表面和高空隙率的填料，当回流液 或料液进入时，将填料表面润湿，液体在填料表 面展为液膜，流下时又汇成液滴，当流到另一填 料时，又重展成新的液膜。当气相从塔底进入时， 在填料孔隙内沿塔高上升，与展在填料上的液沫 连续接触，进行传质，使气、液两相发生连续的 变化，故称填料塔为微分接触设备。
观察流速和流向
塔板介绍 舌型塔板
❖ 将塔上冲压成斜向舌形孔，张角20°左右。气相从斜孔中喷射出来，一方面将液相分散 成液滴和雾沫，增大了两相传质面，同时驱动液相减小液面落差。液相在流动方向上， 多次被分散和凝聚，使表面不断更新，传质面湍动加剧，提高了传质效率。
❖ 特点：结构简单，生产能力大，压降小， 操作弹性小，塔板效率低
精馏知识培训
主讲人：生产05区 马钧
2014.3.26
精馏概述
概述
精馏在石油化工行业中占有很重要的地位，是化工企业和炼油企业生产过程中应用极 为广泛的传质传热设备，其目的是将混合物中的各组分分离，达到规定的纯度。因此 精馏装置操作的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。
概述
❖ 精馏操作的用途：许多生产工艺常常涉及到互溶液体混合物的分离问题，如有机合成 产品的提纯，溶剂回收和废液排放前的达标处理等等。分离的方法有多种，精馏就是 工业上最常用的方法之一。
板式塔工作原理
塔为一圆形筒体，塔内 设多层塔板，塔板上设 有气、液两相通道。塔 板具有多种不同型式， 分别称之为不同的板式 塔。
混合物的气、液两 相在塔内逆向流动，气 相从下至上流动，液相 依靠重力自上向下流动， 在塔板上接触进行传质。 两相在塔内各板逐级接 触中，使两相的组成发 生阶跃式的变化，故称 板式塔为逐级接触设备。
塔板流型
精馏塔-PPT
填料塔的附属结构填料支承板（Packing support plate ）主要包括：填料支承装置；液体分布及再分布装置；气体进口分布装置；除沫装置等。
要求：（1）足够的机械强度以承受设计载荷量，支承板的设计载荷主要包括填料的重量和液体的重量。
（2）足够的自由面积以确保气、液两相顺利通过。
总开孔面积应不小于填料层的自由截面积。
一般开孔率在70%以上。
常用结构：栅板；升气管式；气体喷射式。
栅板（support grid）：优点是结构简单，造价低；缺点是栅板间的开孔容易被散装填料挡住，使有效开孔面积减小。
升气管式：具有气、液两相分流而行和开孔面积大的特点。
气体由升气管侧面的狭缝进入填料层。
气体喷射式（multibeam packing support plate）：具有气、液两相分流而行和开孔面积大的特点。
气体由波形的侧面开孔射入填料层。
床层限位圈和填料压板（Bed limiter and hold down plate）填料压紧和限位装置安装在填料层顶部，用于阻止填料的流化和松动，前者为直接压在填料之上的填料压圈或压板，后者为固定于塔壁的填料限位圈。
规整填料一般不会发生流化，但在大塔中，分块组装的填料会移动，因此也必需安装由平行扁钢构造的填料限制圈。
液体分布器（Liquid distributor）作用：将液体均匀分布于填料层顶部。
莲蓬头分布器：一种结构十分简单的液体喷洒器，其喷头的下部为半球形多孔板，喷头直径为塔径的1/3~1/5，一般用于直径在0.6m以下的塔中。
它的主要缺点是喷洒孔易堵塞，且气量较大时液沫夹带量大。
压力型多孔管式分布器：有环形和梯形两种。
优点：结构简单、造价低、易于支承。
自由面积较大，气体阻力小，适用于气体流量很大的场合。
其操作弹性在2~2.5:1之间。
缺点：也存在小孔易堵塞的问题，故被喷淋的液体不能有固体颗粒或悬浮物。
梯形二级槽式液体分布器优点：具有较多的喷淋点数，分布质量比较高，且操作弹性可高达4:1。
石油的蒸馏专业知识
3、原料入塔要有合适旳过汽化度
• 原料入塔旳汽化率应该比精馏段各产品旳 总收率略高。
• 过汽化度为2~5%。
第四节精馏塔旳物料平衡及热平衡
一、原油精馏塔物料平衡
见表1-3
二、原油精馏塔热量平衡
• 入塔总热量=出塔总热量 • 入塔总热量：原油总热量+蒸汽热量 • 出塔总热量：汽油热量+煤油热量+柴油热
• 两种蒸馏方式旳比较： • 连续与间歇
• 简朴蒸馏，塔釜温度不断升高，产品构成 不断增重。
• 平衡蒸馏，操作参数不变，则产品构成也 不变。
• 分离效果不好。
二、精馏旳实质
• 精馏过程旳实质：是一种液体与气体旳传 质、传热、屡次部分汽化、屡次部分冷凝。
三、实现精馏旳必要条件
• 1、混合物各组分挥发性存在差别。 • 2、汽液两相接触时，必须存在浓度差和温
R L0 D
2、提馏段和汽相回流
• 重沸器旳作用：把塔底部分液体加热至汽 化，产生旳汽相送回塔内，提供汽相回流。
• 提馏段旳作用：提浓液相中旳重组分，确 保塔底产品旳质量，同步也提升了塔顶产 品旳收率。
3、进料段
• 进料段作用，进料段也称作汽化段，或闪 蒸段，也是精馏段和提馏段连接段。
进料旳热状态： • 过冷液体（料液温度低于泡点） • 饱和液体（料液温度等于泡点） • 汽液两相（料液温度高于泡点而低于露点） • 饱和蒸汽（料液温度等于露点） • 过热蒸汽（料液温度高于露点）
下旳原因有哪些？怎样影响？ • 5、混合物汽液两相平衡时，两相旳构成与
温度和压力之间旳关系？
• 6、 t-x-y图旳意义、识图和应用？ • 7、有哪三种蒸馏方式？ • 8、闪蒸（平衡蒸馏）流程、各设备旳作用 、和原理？ • 9、精馏流程、各设备旳作用、和原理？ • 10、闪蒸与精馏旳区别？ • 11、精馏塔旳构成？各段旳作用？
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一、常减压蒸馏流程
工艺流程：就是一个生产装置的设备、机泵、 工艺管线和控制仪表，按生产的内在联系而形成的 有机组合。
原理流程图：为了简单明了起见，在图中只列 出主要设备、机泵和主要工艺管线，这叫原理流程 图。
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2
原油
常 压 塔
换
热
器
常
压
炉
汽油 回流 煤油 轻柴油 重柴油
恩氏蒸馏（0~100）间隙＝t0H-t100L
t0H —重馏分的初馏点
t100L—轻组分的终馏点
它们的间隙越大，表明分馏精确度越高。当t0H < t100L或（ t0H- t100L）为负值时则称为重叠，这意味着 有一部分轻馏分进入到重馏分中去了。重叠值（绝 对值）愈大，则表示分馏精确度愈差。
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这种塔实际上等于把几个简单精馏塔重叠起来， 它的精馏段相当于原来四个简单塔的四个精馏段组 合而成，而其下段则相当于第一个塔的提馏段。这 样的塔称为复合塔或复杂塔。
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水
气体烃
汽油 水
原油 水蒸汽
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图 Ⅱ-2-3
水蒸汽 煤油
水蒸汽 轻柴油
水蒸汽 重柴油
常压塔
常压重油
（2）石油馏分的分馏精确度
对于石油精馏塔中相邻两个馏分之间的分馏精 确度，通常用这两个馏分的馏分组成或蒸馏曲线（一 般是恩氏蒸馏曲线）的相互关系来表示。
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如图Ⅱ-2-4所示，倘若较重馏分的初馏点高于较 轻馏分的终馏点，则两个馏分之间有些“脱空”， 则称这两个馏分之间有一定的“间隙”。间隙可以 下式表示：
由上述可见，常压塔不是一个完整精馏塔， 它不具备真正的提馏段。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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3.全塔热平衡
全塔热平衡引出以下结果：
（1）常压塔进料的汽化率至少应等于塔顶产品和 个侧线产品的产率之和，否则不能保证要求的拔出率 或轻质油收率。
过汽化度：为了使常压塔精馏段最低一个侧线以
下的几层塔板（在进料段之上）上有一定的液相回流 以保证最低侧线产品的质量，原料油进塔后的汽化率 应比塔上部各种产品的总收率略高一些，高出的部分 称为过汽化量。过汽化量占进料的百分数称为过汽化 度。常压塔的过汽化度一般为2~4％。
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（3）常压塔中分馏精度与分离能力和混合物分离难 易程度
图Ⅱ-2-7与图Ⅱ-2-8是用于估算常压塔中分馏精 确度与回流比、塔板数的关系图。
图中纵座标F为回流比与塔板数之乘积，表示该 塔段的分离能力；横座标是相邻两馏分的恩氏蒸馏 间隙；等Δt50线在图Ⅱ-2-7中表示塔顶产品与一线产 品的恩氏蒸馏50％点温度之差，而在图Ⅱ-2-8则表示 第m板侧线的t50％与m板以上所有馏出物（作为一个 整体）的t50％之差。
5
2.汽提塔和汽提段
在复合塔内，在汽油、煤油、柴油等产品之间只
有精馏塔段而没有提馏段，侧线产品中必然会含有相 当数量的轻馏分，这样不仅影响本侧线产品的质量， 而且降低了较轻馏分的产率。因此，在常压塔外侧， 为三个侧线产品设提馏段。
对石油精馏塔、提馏段的底部常常不设再沸器，
只需向底部吹入过热水蒸汽以降低塔内油汽分压，使
混入产品中的较轻馏分汽化而返回常压塔。这样做既
可达到分离要求，而且也很简便。这与精馏塔的提馏
段在本质上有所不同，故经常不叫提馏段而称为汽提 段。侧线汽提用的过热水蒸气量为侧线产品的2~3％ （重）。
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常压塔汽化段中未汽化的油料流向塔底，这部分 油料中还含有相当多的<350℃ 轻馏分。因此，在进料 段以下也要有汽提段，在塔底吹人过热水蒸汽以使其 中的轻馏分汽化后返回精馏段，以达到提高常压塔拔 出率和减轻减压塔负荷的目的。塔底吹人的过热水蒸 汽量一般为2~4％（重）。常压塔底不可能用再沸器 代替水蒸汽汽提，因为常压塔底温度一般在350 ℃左 右，如果用再沸器，很难找到合适的热源，而且再沸 器十分庞大，减压塔的情况也是如此。
减 压 炉
接抽空 系统 减压一线 减压二线 减 压 减压三线 塔
减压渣油
图7－33 原油常减压蒸馏原理流程图
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二、原油常压精馏塔的工艺特征
1.复合塔
原油通过常压蒸馏要切割成汽油、煤油、轻柴 油、重柴油和重油等四、五种产品，需要四个精馏 塔串联。但是它们之间的分离精确度并不要求很高， 可以把几个塔结合成一个塔，如图7－35所示。
为2和3，它们之间刚好衔接，即t0H＝t100L＝ t f ，既不 重叠，也不可能出现间隙。当分馏精确度不很高时，
则所得轻馏分的实沸点曲线5与重馏分的实沸点曲线4
就出现了重叠。一直到分离效果最差的平衡汽化，所
得到的轻、重馏分的实沸点曲线7和6就完全重叠了。
通常用较重馏分的5％点t5H与较轻馏分的95％点 t95H之间的差值来表示分馏精确度，即
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图 Ⅱ-2-4 相邻馏分间的间隙与重叠
思考题：为什么会出现“脱空”？相邻馏分间能
分离的这么好吗？问题出在哪？
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图 Ⅱ-2-5 实沸点曲线的重叠
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在图Ⅱ-2-5中，1是某一原料馏分的实沸点曲线， 要求在t f 温度处分馏切割为两个馏分。当分馏精确度 很高以致达到理想的分离时，两个产品的实沸点曲线
（2）在常压塔只靠进料供热，而进料的状态（温
度、汽化率）又已被规定的情况下，塔内的回流比实
际上13.11就.202被0 全塔热平衡确定了。
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4.恒分子回流的假定完全不适用
在二元和多元精馏塔的设计计算中作出了恒分 子回流的假设，即在塔内的汽、液相的摩尔流量不 随塔高而变化。这个近似假设对原油常压精馏塔是 完全不适用的。这是因为：
恩氏蒸馏（5~95）间隙＝ t5H- t95H
上式结果为负值时表示重叠。
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2.分馏精确度与回流比、塔板数的关系 （1）影响分馏精确度的因素 a.物质中组分之间分离的难易程度，一般是指相对挥 发度； b.回流比； c.塔板数。 （2）石油馏分的分离精度表示方法
用两馏分的恩氏蒸馏50％点温度之差Δt50来表示。
（1）原油是复杂混合物，各组分的摩尔汽化潜热可 以相塔可达250℃。
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三、分馏精确度
1.分馏精确度的表示方法 （1）二元或多元组分的分馏精确度
二元混合物的分馏精确度可用塔顶产物中B和塔 底产物中A 的含量来表示（A为轻组分，B为重组分）。