精馏塔操作特性
第七章 精馏塔的控制
j LR x j
D，XD
F，ZF Vs y k Ls x k-1 ↑ ↓ k
VS VR , LS LR F
进料为气相，且为露点，则：
Ls B,xB
VR Vs F , LR LS
物料平衡示意图
其它情况下的进料较为复杂，
VR Vs 1 q F LS LR qF
4、节能与经济性
回收率：
Ri 组分i的产品流量 100 ％ 进料中组分i的流量
例如：丙烯—丙烷塔，进料流量F，丙烯含量Ei，塔顶丙烯 产品流量D，则丙烯回收率 ＝D/(FEi )×100％ 其他的丙烯进入到塔底的丙烷产品中。
能耗－产品纯度－回收率的关系
能耗不变时，产品纯度↑，回收率↓ 保证产品纯度时，能耗↑，回收率↑，但回收率增加 到一定程度时，提高的就不明显了。 保证产品纯度的前提下，权衡回收率与能耗，选择最 佳的回收率与能耗搭配，使得产量尽量多些，能耗尽量少 些。
LR 定义回流比： R D
，则：
LR LR R VR LR D R 1
可通过回流比R和再沸器蒸汽量V→内部物料平衡→yj+1 回流比R↑，y~x斜率↑ 全回流（R=∞，D=0）时， yj+1 =xj为对角线
（3）提镏段物料平衡
再沸器物料平衡：
B LS VS
提馏段操作 线方程
个气泡时的温度称为泡点
全部变成饱和气相的温度称为露点。
精馏塔原理示意图
1、工艺流程 2、分类
板式塔 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔
穿流塔、浮喷塔、浮舌塔
填料塔
增加气液两相的接触面积 乱堆填料，规整填料
精馏塔物料流程图
3、机理复杂、控制难度大
精馏塔工作原理以及名词解释
• (1)用于精馏时，填料直径：d=25mm时， HETP为0.46m；d=38mm时，HETP为0.66m； d=50mm时，HETP为0.9m。
• (2)用于吸收时，HETP为1.5～1.8m。
• (3)用于小塔[塔径<0.6m]时，HETP等于塔 径。(4)用于真空操作时，HETP在上述数 据加0.1。
第二章 精馏塔的分类 以或液液系统的分级接
触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装 置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸 收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作 为反应器用于气液相反应过程。操作时（以气液 系统为例），液体在重力作用下，自上而下依次 流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动 下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。 每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔 板分散到液层中去，进行相际接触传质。
精馏塔工作原理 以及名词解释
第一章 关于精馏中常见的概念解释
• 二、挥发度
• 通常用来表示某种纯粹物质(液体或固体)在 一定温度下蒸气压的大小。具有较高蒸气压的物 质称做易挥发物；较低的称做难挥发物。
• 三、恒沸物
• 恒沸物，又称共沸物，是指两组分或多组分 的液体混合物。温度与恒沸组成的关系，在恒定 压力下沸腾时，其组分与沸点均保持不变。这实 际是表明，此时沸腾产生的蒸汽与液体本身有着 完全相同的组成。恒沸物是不可能通过常规的蒸 馏或分馏手段加以分离的。
• 塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的 部位，决定塔的操作性能，通常主要由以下三部 分组成：
• ① 气体通道 为保证气液两相充分接触，塔板 上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿 过板上的液层。气体通道的形式很多，它对塔板 性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标 志。筛板塔塔板的气体通道最简单，只是在塔板 上均匀地开设许多小孔（通称筛孔）,气体穿过 筛孔上升并分散到液层中（图2）。泡罩塔塔板 的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大 的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气 体的泡罩（图3）。浮阀塔塔板则直接在圆孔上 盖以可浮动的阀片,根据气体的流量,阀片自行调 节开度（图4）。
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。
化工精馏塔工作原理
化工精馏塔工作原理化工精馏塔是化工工业中常见的一种分离设备，广泛应用于石油、化工、制药等领域。
它通过塔内液体与气体的接触和传质作用，实现不同组分的分离和提纯。
本文将从化工精馏塔的工作原理、结构组成、操作方式和应用领域等方面进行详细的介绍。
一、工作原理化工精馏塔的工作原理基于不同组分的沸点差异，通过在塔内部创建多级接触以及液相和气相的传质作用，实现对混合物的分离和提纯。
其基本原理可描述为：在塔内的上部通入混合物，并通入所需的热量以升温混合物，并引发其分馏行为。
通过对混合物的升温和冷却，使不同组分在塔内得以沸腾和凝结，最终达到分离的目的。
化工精馏塔的工作原理主要包括以下几个方面：1. 多级接触：精馏塔内通常设置有多级填料或塔板，用于增加液气接触的次数，从而提高分馏效率。
在精馏塔内部，液体从上部流下，并在填料或塔板上形成薄膜，与由下部通入的蒸汽或气体进行接触。
2. 液相和气相传质：通过塔内不同级别的填料或塔板，使液相和气相能够充分接触，实现物质的传质。
塔内的温度梯度也会引发物质的传质现象，促使不同组分在塔内达到沸腾和凝结。
3. 混合物的升温和冷却：对混合物进行升温以实现分馏，同时通过冷却装置对凝结后的组分进行冷却，最终得到目标产品。
二、结构组成化工精馏塔的基本结构主要包括塔体、填料或塔板、进料口、出料口、蒸汽引入口、冷却水口等。
填料或塔板的设计和布置对于塔的分馏效率具有重要影响，不同形式的填料或塔板能够实现不同的传质效果，从而影响最终产品的质量。
1. 塔体：塔体一般由碳钢、不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，具有耐压和耐腐蚀的特性。
塔体通常为立式圆柱形，内设置有填料或塔板，以实现多级接触和传质。
2. 塔板或填料：塔板通常由穿孔板、泡沫塞板、梯形板等形式构成，用于支撑和分散进料液体，以及实现液气接触。
填料通常采用环形填料、泡沫填料、球形填料等，用于增加液气接触面积。
3. 进料口和出料口：进料口用于通入混合物，而出料口则用于收集分馏后的目标产品。
浮阀精馏塔的介绍及其优点
浮阀精馏塔的介绍及其优点
浮阀精馏塔是一种用于精馏分离过程的设备，它在化工、石油化工和制药等领域得到广泛应用。
浮阀精馏塔的主要优点包括：
1. 高效分离：浮阀精馏塔通过在塔板上设置浮阀，可以有效地阻止液体的逆流和混合，提高了分离效率，实现了对混合物的精细分离。
2. 较大的操作弹性：浮阀精馏塔的操作弹性较大，可以在较宽的负荷范围内保持稳定的操作，适应不同生产负荷的变化。
3. 良好的传质性能：浮阀的特殊结构和运动方式使得气液两相在塔板上能够充分接触，提供了良好的传质条件，促进了质量传递和能量交换。
4. 较低的压降：相比于其他类型的精馏塔，浮阀精馏塔的压降较低，减少了能量的损失和设备的负荷。
5. 易于维护和操作：浮阀精馏塔的结构相对简单，浮阀易于更换和维修，操作也相对容易，降低了设备的维护成本和操作难度。
6. 适用范围广泛：浮阀精馏塔适用于各种混合物的分离，如烃类混合物、醇类混合物等，可以满足不同工业领域的需求。
总的来说，浮阀精馏塔具有分离效率高、操作弹性大、传质性能好、压降低、维护方便等优点，是一种在化工、石油化工和制药等行业中广泛应用的精馏设备。
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。
精馏的操作技巧
精馏的操作技巧精馏是一种分离液体混合物中各组分的常用方法，主要应用于化工、石油、制药等领域。
在进行精馏操作时，需要遵循一系列的操作技巧，以提高分离效率和产品纯度。
下面是一些关键的精馏操作技巧：1. 选择合适的精馏塔：根据混合物的特性，选择合适的精馏塔类型，例如平板塔、填料塔或结构塔。
不同类型的塔适用于不同的操作条件和分离效果。
选用合适的精馏塔能够提高分离效率。
2. 控制进料速率：控制进料速率是精馏操作中重要的一步，过高或过低的进料速率都会对分离效果产生负面影响。
应根据具体情况合理调节进料速率，以保证塔内的气液平衡。
3. 维持适当的冷凝温度：冷凝器的冷凝温度是精馏操作中的关键因素之一。
过低的冷凝温度会导致过度凝结和附壁现象，影响精馏塔内的传质和传热效果。
而过高的冷凝温度则会降低塔内温度，使分离效果下降。
应根据混合物的沸点范围选择合适的冷凝温度。
4. 调整塔内压力：塔内压力对精馏操作具有重要影响。
较低的塔内压力会使焓泄漏减少，增加分离效率。
但过高的塔内压力会增加能耗和操作难度。
应根据分离要求和设备性能优化调整塔内压力。
5. 控制塔底液位：塔底液位的控制对精馏操作至关重要。
过高的液位会导致部分液体通过不规则出口溢出，影响分离效果。
过低的液位会使精馏液下降，减少分离效果。
应根据实际情况合理控制塔底液位。
6. 确保塔内充分传质：充分传质是精馏操作中的关键步骤。
通过增加传质的有效面积和传质速度，可以提高分离效果。
合理选择塔内的填料材料、塔板孔径和塔板间距等参数，以增加传质效果。
7. 反应塔与精馏塔的选择：在某些情况下，可能需要在反应过程中进行精馏操作。
这时，应根据反应塔和精馏塔的特性选择合适的操作方式和顺序。
合理的反应塔与精馏塔的选择可以提高反应效率和产品纯度。
8. 缺陷修复：发现塔内存在缺陷时，如裂缝、漏气等，应及时进行修复。
塔内缺陷会影响操作的稳定性和产品纯度，需要及时处理。
9. 定期检查和维护：精馏操作之后，需要对设备进行定期检查和维护。
精馏塔的流程原理进料方式和种类
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液沫夹带弹溅
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
过量液沫夹带
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
气泡夹带
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
影响因素及预防措施
雾沫夹带量主要与气速和板间距有关，随气速的增大和板间距
的减小而增加。正常操作时应控制雾沫夹带量不超过0.1 kg(液 体)／kg(干气体)。
3.影响板式塔操作状态和分离效果的主要因素：
物料性质、气液负荷及塔板结构尺寸
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
4. 塔板负荷性能图的基本结构
纵、横坐标：Vs Ls
各种界限条件下的Vs—Ls关系曲线： 1)泄漏线；
2)液沫夹带线 ；
3)液相负荷下限线； 4)液相负荷上限线 ；
5)液泛线 。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
5.分析
操作点：操作时的气相负荷V与液相负荷L在负荷性能图上的坐标点
操作弹性：操作线与负荷性能图的两个交点的气体流量之比
操作线：负荷性能图上通过原点、斜率为V／L的直线
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
液面落差及气体不均匀分布
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
塔板流速分布
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
（二）塔式板的异常操作现象 （1）漏液
气体通过筛孔的速度较小时，气体通过筛孔的动压不足 以阻止板上液体的流下，液体会直接从孔口落下，这种现象 称为漏液。
第三章 精馏操作技术
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
液泛与淹塔
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
（三）塔板的负荷性能图及操作分析
1.塔板负荷性能图：
维持该塔板正常操作所允许的气、 液负荷波动范围。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性2.绘图目：（1）检验塔板设计是否合理 （2）了解塔的操作稳定性、增产的潜力及减负荷运转的可能性 （3）确定塔板性能的适应性
化工单元操作技术
漏液和严重漏液
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
（2）液泛
降液管中泡沫液体高度超过上层塔板的出口堰，板上液体 无法顺利流下，液体充满塔板之间空间的现象。 液泛分类：夹带液泛、降液管液泛
影响因素:气、液相流量及塔板结构特别是塔板间距。
危 害：塔板效率急剧降低，正常操作被破坏。
板式塔的操作特性
（一）塔式板内气液两相的非理想流动 1．空间上的反向流动（返混）
与主体流动方向相反的液体或气体的流动，使传质
推动力减小，降低塔板效率
（1）雾沫夹带
板上液体被上升气体带入上一层塔板的现象。
（2）气泡夹带
液体在降液管中停留时间过短使气泡被带入下一层塔板的现象。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
为避免严重的气泡夹带，工程上规定，液体在降液管内应有足 够的停留时间，一般不得低于5秒。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
2.空间上的不均匀流动
指气体或液体流速的不均匀分布，同样使传质推动力减少。
（1）气体沿塔板的不均匀分布
液面落差的存在，将导致气流的不均匀分布
（2）液体沿塔板的不均匀流动
液体自塔板一端流向另一端时，在塔板中央流速大，在塔板边缘部分， 流速小。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
液面落差
塔板进、出口侧的清液高度差
产生原因：降液管流出的液体横跨塔板流动时必须克服阻力 影响因素：塔板结构、塔径及液体流量。 后 果：导致气体不均匀分布。
预防措施：直径较大的塔，采用双溢流 或阶梯溢流等溢流形式