精馏塔设备概述PPT课件
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液体精馏操作—精馏塔结构认知(化工单元操作课件)
目前使用广泛的塔板类型有泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板。
塔板：气体通道
三、板式塔的类型及特点
化工单元操作技术
板式塔的特点
化工单元操作技术
分 类
结构
特点
应用
塔板间设有降液管。 适当安排降液管位置和溢流堰 应用广
液体横向流过塔板， 高度，可以控制板上液层厚度， 泛。
错 流
塔 板
气体经过塔板上的孔 从而获得较高的传质效率。但
化工单元操作技术
板式塔的工作原理
、液两相接触方式
全塔：逆流接触 塔板上：错流接触
液体：重力 两相流动的推动力
气体：压力差
化工单元操作技术
三、板式塔的基本结构
化工单元操作技术
板式塔一般由一个呈圆柱形的壳体及沿塔高按一定的间距 水平设置的若干层塔板所组成。主要由塔体、溢流装置和塔板 构件等组成。
塔内气、液两相在塔板上互相接触，进行传热和传质，属于 逐级接触式塔设备。
精馏操作可采用板式塔，也可采用填料塔。通常板式塔用于生产能力较大或需要较大 塔径的场合。板式塔中，蒸汽与液体接触比较充分，传质良好，单位容积的生产强度比填 料塔大。
作用：（1）为气液两相提供充分接触
的机会，使传热和传质过程有 效地进行； （2）使接触后的气液两相及时分 开，互不夹带。
逐级接触式板式塔
道上升，在塔板上气、 是降液管约占塔板面积的20％，
液两相呈错流接触， 影响了塔的生产能力，而且，
如图（a）所示。
液体横过塔板时要克服各种阻
力，引起液面落差，液面落差
大时，能引起板上气体分布不
均匀，降低分离效率。
逆 塔板间无降液管，气、 结构简单、板面利用充分，无
流 液同时由板上孔道逆 液面落差，气体分布均匀，但
精馏塔工作原理 ppt课件
② 溢流堰 为保证气液两相在塔板上形成足够的相际传质表 面 , 塔板上须保持一定深度的液层，为此 , 在塔板的出口端设置 溢流堰。塔板上液层高度在很大程度上由堰高决定。对于大型 塔板，为保证液流均布，还在塔板的进口端设置进口堰。 ③ 降液管 液体自上层塔板流至下层塔板的通道，也是气 （汽）体与液体分离的部位。为此，降液管中必须有足够的空 间，让液体有所需的停留时间。此外，还有一类无溢流塔板， 塔板上不设降液管，仅是块均匀开设筛孔或缝隙的圆形筛板。 操作时，板上液体随机地经某些筛孔流下，而气体则穿过另一 些筛孔上升。无溢流塔板虽然结构简单，造价低廉，板面利用 率高，但操作弹性太小，板效率较低，故应用不广。
以下为恒沸物与温度的关系图
四、临界温度
临界温度，使物质由气态变为液态的最高 温度叫临界温度。每种物质都有一个特定的温 度，在这个温度以上，无论怎样增大压强，气 态物质都不会液化，这个温度就是临界温度。 五、临界压力 临界压力为物质处于临界状态时的压力 （压强）。就是在临界温度时使气体液化所需 要的最小压力。也就是液体在临界温度时的饱 和蒸气压。在临界温度和临界压力下，物质的 摩尔体积称为临界摩尔体积。
较完全地分离，生产出所需纯度的两种产品。 十一、间歇精馏 间歇精馏过程的特点 当混合液的分离要求较高而料液品种或组成经常变化时， 采用间歇精馏的操作方式比较灵活机动。从精馏装置看， 间歇精馏与连续精馏大致相同。作间歇精馏时，料液成 批投入精馏釜，逐步加热气化，待釜液组成降至规定值 后将其一次排出。由此不难理解，间歇精馏过程具有如 下特点。 ① 间歇精馏为非定态过程。在精馏过程中，釜液组成不 断降低。若在操作时保持回流比不变，则馏出液组成将 随之下降；反之，为使馏出液组成保持不变，则在精
精馏塔课件
精馏塔的能耗降低
节能型再沸器
采用高效换热器，如板式换热器、翅 片管式换热器等，降低再沸器的能耗 。
优化操作压力
能量回收
利用冷凝器、再沸器的余热进行回收 利用，减少额外能耗。
适当降低操作压力，减小气体压缩机 的能耗。
精馏塔的环保改进
减少挥发性有机物排放
采用高效密封技术，减少精馏过程中的挥发性有机物泄漏。
THANKS
感谢观看
供决策支持。
在线监测与故障诊断
03
开发在线监测系统和故障诊断技术，实时监测精馏塔运行状态
，预测和预防故障发生。
绿色环保的精馏塔发展
1 2
节能减排技术
研究节能减排技术，降低精馏过程的能耗和物耗 ，减少污染物排放。
环保型填料和溶剂
开发环保型填料和溶剂，减少对环境的污染和破 坏。
3
资源回收利用
研究精馏塔副产物的回收利用技术，实现资源的 高效利用。
进料
将原料送入进料口，控制 流量和温度等参数。
加热
通过加热器将原料加热至 所需温度，使液体汽化。
精馏塔的操作流程
分馏
蒸汽在塔内上升过程中与液体 进行多次逆流接触，实现组分
分离。
冷凝
蒸汽在塔顶冷凝器中冷凝成液 体，收集产品。
回流
部分液体回流至塔内，增加分 离效果。
采出
将合格产品从塔底采出，并控 制流量和温度等参数。
精馏塔课件
目录
• 精馏塔简介 • 精馏塔的设计与操作 • 精馏塔的优化与改进 • 精馏塔的应用与案例分析 • 精馏塔的发展趋势与展望
01
CATALOGUE
精馏塔简介
精馏塔的定义
01
精馏塔是一种用于分离液体混合 物的塔式设备，通过加热和冷凝 的方式实现不同成分的分离。
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
《化工原理精馏》课件
精馏流程图
• 流程图：精馏流程图展示了精馏 操作的全过程，包括原料的预处 理、加热、蒸发、冷凝、回流等 步骤。通过流程图可以直观地了 解精馏操作的过程和原理，有助 于更好地理解和掌握精馏技术。
02 精馏塔设备
精馏塔类型
板式塔
塔内装有多层塔板，液体在塔板上完成汽化与回流，实现分 离。
填料塔
塔内装有填料，液体沿填料表面流下，与上升气体进行接触 传质。
低温余热利用
利用低温余热驱动精馏过程，减少对新鲜能源的依赖 。
废气处理技术
采用吸附、吸收、催化燃烧等方法处理废气，降低污 染物排放。
新型精馏技术
分子蒸馏
利用高蒸气压下分子间的平均自由程大于蒸馏 器结构尺寸的特点，实现高效分离。
反应精馏
在精馏过程中进行化学反应，实现产物的高效 分离和转化。
膜分离技术
据具体工艺要求进行选择和控制。
苯精馏案例
总结词
苯精馏是石油化工中重要的分离过程，其工 艺流程和操作条件较为复杂。
详细描述
苯精馏的目的是从石油裂解气中分离高纯度 的苯产品。原料经过预处理后进入精馏塔， 在塔内通过多次汽化和冷凝操作，将苯与其 他组分分离。操作过程中需严格控制温度、 压力、进料位置和回流比等参数，以保证苯 产品的质量和收率。
精馏操作优化
04
操作参数优化
01
塔板数优化
根据物料性质和分离要求，合理选择塔板数，以提高分 离效率和产品质量。
02
进料位置优化
通过调整进料位置，改善物料在塔内的分布，提高传热 和传质效率。
03
回流比优化
根据操作条件和分离要求，合理调整回流比，以平衡能 耗和分离效果。
节能减排技术
热集成精馏
精馏塔工作原理ppt
总结词
进料控制是精馏塔操作中的重要环节，它直接影响到塔内物质平衡和产品纯度。
详细描述
进料量的多少、进料温度的高低以及进料中各组分的浓度都会影响精馏塔的操作。通过控制进料量，可以调节塔 内物质平衡，进而影响产品纯度和产量。进料温度和组分浓度的变化也会影响塔内温度和组分分布，因此需要实 时监测和调整。
塔顶温度控制
精馏塔的流程
进料
将待分离的液体混合物 加入精馏塔的底部。
加热
通过塔顶的热源对液体 混合物进行加热，使其
汽化。
汽化与冷凝
汽化的蒸汽在塔内上升 过程中与较冷的液体接 触，发生冷凝作用，释
放出潜热。
产品收集
根据需要，将不同组分 的液体从塔的不同部位 导出，得到所需的产品。
03
精馏塔操作与控制
进料控制
总结词
塔底温度是精馏塔操作中的另一个重要参数，它对产品的产量和分离效果有重要影响。
详细描述
塔底温度的高低直接影响到产品的产量和分离效果。如果塔底温度过高，可能会导致高 沸点组分无法完全分离；如果塔底温度过低，则低沸点组分可能无法被充分蒸出，影响 产品的产量。因此，需要精确控制塔底温度，以获得符合要求的产品和保持较高的生产
总结词
塔顶温度是精馏塔操作中的关键参数，它决定了产品的纯度和质量。
详细描述
塔顶温度的高低直接影响到产品的纯度和质量。如果塔顶温度过高，会导致高沸点杂质被蒸出，使产 品纯度下降；如果塔顶温度过低，则低沸点组分无法完全分离，同样会影响产品纯度。因此，需要精 确控制塔顶温度，以获得符合要求的产品。
塔底温度控制
定期对设备进行检查和维护，确 保设备处于良好状态，提高操作 稳定性。
05
精馏塔的维护与保养
进料控制是精馏塔操作中的重要环节，它直接影响到塔内物质平衡和产品纯度。
详细描述
进料量的多少、进料温度的高低以及进料中各组分的浓度都会影响精馏塔的操作。通过控制进料量，可以调节塔 内物质平衡，进而影响产品纯度和产量。进料温度和组分浓度的变化也会影响塔内温度和组分分布，因此需要实 时监测和调整。
塔顶温度控制
精馏塔的流程
进料
将待分离的液体混合物 加入精馏塔的底部。
加热
通过塔顶的热源对液体 混合物进行加热，使其
汽化。
汽化与冷凝
汽化的蒸汽在塔内上升 过程中与较冷的液体接 触，发生冷凝作用，释
放出潜热。
产品收集
根据需要，将不同组分 的液体从塔的不同部位 导出，得到所需的产品。
03
精馏塔操作与控制
进料控制
总结词
塔底温度是精馏塔操作中的另一个重要参数，它对产品的产量和分离效果有重要影响。
详细描述
塔底温度的高低直接影响到产品的产量和分离效果。如果塔底温度过高，可能会导致高 沸点组分无法完全分离；如果塔底温度过低，则低沸点组分可能无法被充分蒸出，影响 产品的产量。因此，需要精确控制塔底温度，以获得符合要求的产品和保持较高的生产
总结词
塔顶温度是精馏塔操作中的关键参数，它决定了产品的纯度和质量。
详细描述
塔顶温度的高低直接影响到产品的纯度和质量。如果塔顶温度过高，会导致高沸点杂质被蒸出，使产 品纯度下降；如果塔顶温度过低，则低沸点组分无法完全分离，同样会影响产品纯度。因此，需要精 确控制塔顶温度，以获得符合要求的产品。
塔底温度控制
定期对设备进行检查和维护，确 保设备处于良好状态，提高操作 稳定性。
05
精馏塔的维护与保养
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。
精馏塔的结构和工作原理ppt课件
气体出 液体进
气体进
填料层
液体出
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
11
填料塔和板式塔的对比
压降 空塔气速 塔效率
持液量 液气比 安装检修 材质 造价
板式塔 较大 较大 较稳定，效率较高
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
板式塔塔板类型
泡罩塔板
液体横向通过塔板经溢流堰流入降液 管，气体沿升气管上升折流经泡罩齿 缝分散进入液层，形成两相混合的鼓 泡区。
较大 适应范围较大 较易 常用金属材料 大直径时较低
填料塔 小尺寸填料较大；大尺寸填料及规整填料较小 小尺寸填料较小；大尺寸填料及规整填料较大 传统填料低；新型乱堆及规整填料高
较小 对液量有一定要求 较难 金属及非金属材料均可 新型填料投资较大
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
溢流
板式塔塔板类型
板式塔
无溢流
降液管
液
相
堰
液相
气相
• 错流式：泡罩、浮阀、筛板 • 喷射式：舌型、浮舌、浮动喷射式
气相
• 穿流塔板、逆流塔板
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
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精馏塔设备概述(PPT43页)
填料塔的总体结构
塔体与裙座 喷淋装置 填料 支承装置 液体再分布器
精馏塔设备概述(PPT43页)
动画>>>
精馏塔设备概述(PPT43页)
喷淋装置 作用：喷出液体，使整个塔截面的填料很
好润湿，影响塔的处理能力和分离效率。 也叫液体分布装置。 要求：使整个塔截面的填料表面很好润湿， 结构简单，制造维修方便。 分类：喷洒型、溢流型、冲击型
精馏塔设备概述PPT课件
塔设备
精馏塔设备概述PPT课件
塔设备
概述 板式塔 填料塔
概述
作用原理：实现气 （汽）相-液相或液 相-液相之间的充分 接触，使相际间进 行传质及传热。
应用：蒸馏、吸收、 解吸（气提）、萃 取、气体的洗涤、 增湿及冷却等单元 操作。
概述
分类
(1) 按操作压力分：加压塔、常压塔及减压塔。 (2) 按单元操作分：精馏塔、吸收塔、解吸塔、萃取塔、
为保证降液管出口处的液封，在塔或塔段 的最底层塔盘降液管处设置特殊的受液盘， 叫液封盘。
圆形降液管液封盘结构
精馏塔设备概述(PPT43页)
弓形降液管液封盘结构
精馏塔设备概述(PPT43页)
填料塔 填料塔的总体结构 喷淋装置 填料 填料支承结构 液体再分布装置
精馏塔设备概述(PPT43页)
精馏塔设备概述(PPT43页)
(c)
(d)
弓形区全部截面 用作降液面积
(e)
固定在塔盘上的 弓型降液管
精馏塔设备概述(PPT43页)
板式塔的受液盘（液封盘） 为保证降液管出口处的液封，在塔盘上设
有受液盘。有平型和凹型两种。
精馏塔设备概述(PPT43页)
精馏塔设备概述(PPT43页)
板式塔的受液盘（液封盘）
9 —气体入口
4、设备管道：人孔、接管等。 10 —裙座
5、塔附件：保温圈、吊柱、扶梯、11 —釜液出口
平台等。
12 —出入口
板式塔简介
板式塔分类
按塔板结构：筛板塔、浮阀塔、泡罩塔、舌形 塔等。筛板塔和浮阀塔应用最广。
按气液两相流动方式：错流板式塔、逆流板式 塔。错流板式塔有降液管。
错流式
逆流式
板式塔
简介 板式塔的塔盘 板式塔的降液管 板式塔的受液盘
板式塔简介
1—吊柱
•总体结构
2 —气体出口 3 —回流液入口
1、塔体与裙座结构
4 —精馏段塔盘
5 —壳体
2、塔盘结构：塔盘板、降液管、溢
流堰、紧固件和支承件。
6
—料液进口
7 —人孔
3、除沫装置：用于分离气体夹带的8 —提馏段塔盘
液滴，多位于塔顶出口处。
整块式塔盘的组装：定距管式、重叠式。 塔盘圈结构：角焊式、翻边式 密封结构
定距管式塔盘结构
1—塔盘板 2—降液管 3—拉杆 4—定距管 5—塔盘圈 6—吊耳 7—螺栓 8—螺母 9—压板 10 —压圈 11—石棉绳
重叠式塔盘结构
1—调节螺栓 2—支承板 3—支柱 4—压圈 5—塔盘圈 6—填料 7—支承圈 8—压板 9—螺母 10—螺柱 11—塔盘板 12—支座
形，优点是结构简单，制造安装方便，缺 点是小孔易堵塞，不适于处理污浊液体， 一般可用于塔径小于600mm的塔中。
反应塔、干燥塔等。 (3) 按内件结构分：填料塔、板式塔。
板式塔：逐级（板）接触的气液传质设备。气体自塔底向上以鼓泡 或喷射的形式穿过塔板上的液层，使气—液相密切接触而进行传质与传 热，两相的组份浓度呈阶梯式变化。塔板是气液接触和传质的基本构件。
填料塔：微分接触型气液传质设备。液体在填料表面呈膜状自上而 下流动；气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动，并进行气液两相间 的传质和传热。两相的组份浓度或温度沿塔高呈连续变化。填料是气液 接触和传质的基本构件。
精馏塔设备概述(PPT43页)
分块式塔盘的支承 对直径不大的塔（＜2000mm)，塔盘的支
承一般用焊在塔壁上的支持圈 对直径较大的塔（＞2000~3000mm），需
支承梁结构。
精馏塔设备概述(PPT43页)
精馏塔设备概述(PPT43页)
板式塔的降液管
(a)
(b)
弓型区截面中仅有一小部 分用于有效的降液截面。
分块式塔盘的组装结构
通道板
1—出口堰 2—上段降液板 3—下段降液板 4—受液盘 5—支撑梁 6—支撑圈 7—受液盘 8—入口堰 9—塔盘边板 10—塔盘板 11—紧固件 12—通道板 13—降液板 14—出口堰式
通道板
接近中央处设置，塔内清洗和维修。在同 一垂直位置上，以利采光和拆卸。也可用 一块塔盘板代替，见下图
板式塔的塔盘
塔盘作用：塔盘实际上是塔中的气、液通 道。
要求：塔盘结构本身必须具有一定的刚度 以维持水平，塔盘与塔壁之间要保持一定 的密封性以避免气、液短路。
塔盘的结构有整块式和分块式两种。
DN≤700mm
整块式塔盘
DN≥800mm
分块式塔盘
整块式塔盘
小直径塔体由若干塔节组成，内装有一定 数量的整块式塔盘，塔节间用法兰连接。
精馏塔设备概述(PPT43页)
精馏塔设备概述(PPT43页)
喷洒型 管式喷洒器：DN≤300mm，可选用管式喷
洒器，通过填料上的进液管（直、弯或缺 口）进行喷洒，结构简单，但喷淋面积较 小且不均匀。
精馏塔设备概述(PPT43页)
精馏塔设备概述(PPT43页)
环管（排管）多孔喷洒器
精馏塔设备概述(PPT43页)
角焊式整块塔盘
塔盘圈较低时用
塔盘圈较高时用
翻边式整块塔盘
整块式塔盘的密封结构
1.螺栓 2—螺母 3—压板 4—压圈 5—填料 6—圆钢圈 7—塔盘
分块式塔盘
直径较大的板式塔，为便于制造、安装、 检修，塔盘构件通过人孔送入塔内，因此 制成分块式塔盘。焊于塔体内壁塔盘支承 件上。
对分块式塔盘的要求：结构简单，装拆方 便，足够刚性，便于制造、安装和维修。
精馏塔设备概述(PPT43页)
喷洒型 环管（排管）多孔喷洒器 ：DN≤1200mm，
可选用单环管多孔喷洒器，环管下面开小 孔，一般为3~5排。 结构简单，制造和安装 方便；但喷洒面积小，不够均匀，而且液 体要求清洁。
精馏塔设备概述(PPT43页)
精馏塔设备概述(PPT43页)
喷洒型 莲蓬头喷洒器 ：主要有半球形、碟形、杯