精馏塔的结构简图演示教学
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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
精馏示意图
q<0
q>1
f 0 < q <1
q=0
q=1
e
xW
精馏
xF
xD
6
双组分连续精馏塔的计算
图解法
1
逐板法原理
4 5
2
3
xW
精馏
xF
xD
7
双组分连续精馏塔的计算
图解法（续）
1
实际图解过程
4
2
3
5
xW
精馏
xF
xD
e
xF
进料状况
冷液体
进料的焓 IF IF<IL
q值
q>1
q线斜率 q/q1 +
饱和液体
气液混合 物
IF=IL
IL<IF<IV
q=1
0 < q <1
无穷大
–
0
饱和蒸汽
IF=IV
q=0
精馏
5
双组分连续精馏塔的计算
– 不同q值对 操作线的影 响
q值不同改变的 是提馏段的操作线 方程。当进料组成、 回流比及分离要求 一定时，q值的减少 使提馏段操作线越 来越靠近平衡线。
精馏
xD R1 b
3
双组分连续精馏塔的计算
由于提馏段下降 液体量L’不易确定，所 以提馏段操作线的实际 应用价值不大。但提馏 段操作线一定通过C点 （xW，xW）（间接蒸汽 加热方式）
c
d
xWHale Waihona Puke xD精馏4
双组分连续精馏塔的计算 – 不同 q值对应的 q线方 程
f q=1 0 < q <1
q=0 q<0 q>1
q>1
f 0 < q <1
q=0
q=1
e
xW
精馏
xF
xD
6
双组分连续精馏塔的计算
图解法
1
逐板法原理
4 5
2
3
xW
精馏
xF
xD
7
双组分连续精馏塔的计算
图解法（续）
1
实际图解过程
4
2
3
5
xW
精馏
xF
xD
e
xF
进料状况
冷液体
进料的焓 IF IF<IL
q值
q>1
q线斜率 q/q1 +
饱和液体
气液混合 物
IF=IL
IL<IF<IV
q=1
0 < q <1
无穷大
–
0
饱和蒸汽
IF=IV
q=0
精馏
5
双组分连续精馏塔的计算
– 不同q值对 操作线的影 响
q值不同改变的 是提馏段的操作线 方程。当进料组成、 回流比及分离要求 一定时，q值的减少 使提馏段操作线越 来越靠近平衡线。
精馏
xD R1 b
3
双组分连续精馏塔的计算
由于提馏段下降 液体量L’不易确定，所 以提馏段操作线的实际 应用价值不大。但提馏 段操作线一定通过C点 （xW，xW）（间接蒸汽 加热方式）
c
d
xWHale Waihona Puke xD精馏4
双组分连续精馏塔的计算 – 不同 q值对应的 q线方 程
f q=1 0 < q <1
q=0 q<0 q>1
筛板精馏塔设计PPT课件
塔釜釜残液组成：环己醇1%，苯酚99% 5. 塔顶压强：101kPa（绝压） 6. 公用工程：循环冷却水：进口温度32℃，出口温度38℃
导热油：进口温度260℃，出口温度250℃
筛板精馏塔设计
总体要求： 绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工艺设计以及有关附
属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编制设计说明书。 1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比；确定塔
2. 确定操作回流比R 由Fenske方程计算最小理论板数Nmin
Nminlg1xlD xgDm 1xwxw13.9(不包括)塔釜
筛板精馏塔设计
利用吉利兰关联图，计算NT ~ R如下：
R 0.863 0.988 1.140 1.292 1.444 1.520
NT 14.7 11.8 10.7 9.9 9.3 9.0
筛板精馏塔设计
3.3 全塔物料衡算
料液平均分子量：Mm = 0.3×100 + 0.7×94 = 95.8 进料流量：F = 50000×103 /8000×95.8 = 65.24 kmol/h
F=D+W
D=19.5 kmol/h
Fxf = DxD + Wxw
W=45.74 kmol/h
表1 物料衡算表
绘制NT ~ R关系图，找出最佳回流比。
说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 个点
筛板精馏塔设计
3. 图解法求理论板数及加料板位置 图解法求得NT =5.5（不包括塔釜） 加料板位置nT = 3.0
4.实际板数及加料板位置的确定 全塔效率由O’connell关联式计算：
筛板精馏塔设计
苯酚组成 74% 77%
导热油：进口温度260℃，出口温度250℃
筛板精馏塔设计
总体要求： 绘制带控制点工艺流程图，完成精馏塔工艺设计以及有关附
属设备的计算与选型。绘制塔板结构简图，编制设计说明书。 1. 精馏塔工艺设计内容：全塔物料恒算、确定回流比；确定塔
2. 确定操作回流比R 由Fenske方程计算最小理论板数Nmin
Nminlg1xlD xgDm 1xwxw13.9(不包括)塔釜
筛板精馏塔设计
利用吉利兰关联图，计算NT ~ R如下：
R 0.863 0.988 1.140 1.292 1.444 1.520
NT 14.7 11.8 10.7 9.9 9.3 9.0
筛板精馏塔设计
3.3 全塔物料衡算
料液平均分子量：Mm = 0.3×100 + 0.7×94 = 95.8 进料流量：F = 50000×103 /8000×95.8 = 65.24 kmol/h
F=D+W
D=19.5 kmol/h
Fxf = DxD + Wxw
W=45.74 kmol/h
表1 物料衡算表
绘制NT ~ R关系图，找出最佳回流比。
说明：R取(1.0、1.2、1.4、1.6、 1.8、2.0)Rmin 6 个点
筛板精馏塔设计
3. 图解法求理论板数及加料板位置 图解法求得NT =5.5（不包括塔釜） 加料板位置nT = 3.0
4.实际板数及加料板位置的确定 全塔效率由O’connell关联式计算：
筛板精馏塔设计
苯酚组成 74% 77%
精馏塔操作
3.浮阀塔板——————浮阀形式
1-浮阀片；2-凸缘；3-浮阀”腿“；4-塔板上的孔
（a）F1型
（b）V-4型
（c）T型
浮阀塔板
• 优点:能适应气体流量在较大范围内
的波动，具有较大的操作弹性，生产 能力大，板效率高。
•缺点:是处理胶粘性和含固体颗
粒物料时，易导致阀片与塔板粘结 或被架起，同时在操作过程中可能 会发生阀片脱落或卡死等现象，使 塔板效率和操作弹性下降。
出料
• 精馏塔的内部原理：
液体靠重力作用由顶部逐板流向塔 底排出，并在各层塔板的板面上形成 流动的液层；气体则在压力差推动下 ，由塔底向上经过均布在塔板上的开 孔依次传播各层塔板由塔顶排出。
• 在有降液管式的塔板上，有专供液体流通 的降液管，每层板上的液层高度可以由适 当的溢流挡板调节。在塔板上气、液两相 成错流方式接触。 • 板式塔的溢流装置是指溢流堰和看、降液 管。降液管的布置规定了板上液体流动的 途径，一般有以下几种形式：
精馏塔板的选择：
• 层出不穷的新型塔板结构各具特点，应根 据不同的工艺及生产需要来选择塔型。不 是任何情况下都追求高的踏板效率，一般 来说，对难分离物系的高纯度分离希望得 到高的板效率，而对处理量大又易分离的 物系，往往追求高的生产能力，真空精馏 则需要低的压力降。
精馏塔常用的板型主要有四类：
（1）泡罩塔板； （2）筛板； （3）浮阀塔板； （4）喷射型塔板： ①舌形塔板 ②浮动喷射塔板 ③浮舌塔板 ④斜孔塔板 ⑤穿流栅孔塔板
1.泡罩塔板结构示意图
(a)泡罩塔板操作状态示意图
(b) 圆 形 泡 罩 结 构 图
1-升气管；2-泡罩；3-塔板
II----体由一系列平行的浮 动板组成，浮动板支承在支架的三 角槽内，可在一定角度内转动。
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。
精馏塔演示图
底产品罐 V13
釜排液前阀
V14 此段管路无 塔底产品冷却器水阀 离心泵 V15直排
回水
原料罐 倒料路径
水表
进水
中控教仪UTS-JL-2J精馏装置图（含减压系统）
产品冷却器
顶冷 V32 顶温
冷凝液温
回流温度
接真空
塔顶放空阀
V26
V50 外 回 流 L1 V52 V40 V49 产品罐
采 出 量 凝液罐
接真空
平衡管
V25 ▲不能以液位高 度判断产品量
凝液罐清空阀 采出泵 齿轮全开 装的高 度不一致 V29 真空缓冲罐 真空泵 A真空管路 蒸 气 量 V2
原料换热后出顶冷↓ 加料口 B接塔顶产品 罐
平衡管接塔顶
原料进顶冷↑
10板 产品罐 清空阀
TIC712 测温点
进料回流L3
蒸气量V1
产品出料 接软管 12板 V03 视镜 鼓泡 预热温 直接回水阀 底产品温度 排釜液流量 V10 V21 接真空