精馏塔基础知识

塔基础知识

1：化工生产过程中 , 是如何对塔设备进行定义的?

答: 化工生产过程中可提供气 ( 或汽 ) 液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际

传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。常见的、可在塔设备中

完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、

解吸塔和萃取塔等。

2：塔设备是如何分类的 ?

答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。按化工操作单

元的特性 ( 功能 ) ，可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔 ( 合成塔 ) 、萃取塔、再生塔、干燥塔。按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。按形

成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。

3：什么是塔板效率 ?其影响因素有哪些 ?

答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于 1 。在实际运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成与平衡

状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。系统物性、流体力学、

操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。

4：塔的安装对精馏操作有何影响?

答：： (1) 塔身垂直 . 倾斜度不得超过 1/1000, 否则会在塔板上造成死区 , 使塔的精馏效率下降 ;(2) 塔板水平 . 水平度不超过正负 2mm,塔板水平度如果达不到要

求, 则会造成液层高度不均匀 , 使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过 , 使气液两相不能在塔板上达到预期的传热 , 传质要求 . 使塔板效率降低。筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注

意塔板的安装位置，保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。（ 3）溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。但必须

满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中，以保持上层液相下流时有足够的通道和封

住下层上升蒸汽必须的液封，避免气相走短路。另外，泪孔是否畅通，受液槽，集油箱，

升气管等部件的安装，检修情况都是要注意的。对于不同的塔板有不同的安装要求，只

有按要求安装才能保证塔的生产效率。

5：塔设备中的除沫器有什么作用?

答：除沫器用于分离塔中气体夹带的液滴，以保证有传质效率，降低有价值的

物料损失和改善塔后压缩机的操作，一般多在塔顶设置除沫器。可有效去除 3 — 5um的雾滴，塔盘间若设置除沫器，不仅可保证塔盘的传质效率，还可以减小板间

距。所以丝网除沫器主要用于气液分离。

6：塔器在进行设备的材料选择时, 应考虑哪些问题 ?

答：（ 1）在使用温度下有良好的力学性能 , 即较高的强度 , 良好的塑性和冲击韧性以及较低的缺口敏感性。（ 2）要求具有良好的抗氢 , 氮等气体的腐蚀性能。

（ 3）要求具有较好的制造和加工性能，并具有良好的可焊性。（4）热稳定性好

7：精馏塔的精馏段与提馏段是怎样划分的, 二者的作用是什么 ?

答：当精馏塔的某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或相等时，料液就由此处塔引入，

该塔称为加料版。位于加料版以上的塔段为精馏段，位于加料版及其以下的塔段为提馏段。精馏段的作用是使原料中易挥发组分增浓。提馏段的作用是回收原料中易挥发组分。

8：塔体腐蚀通常表现在哪些部位?原因是什么 ?

答：（ 1）、焊口腐蚀。焊口腐蚀是由于焊条选材不当、焊接工艺不完善、焊口处理不彻底等引起的。（ 2）、局部腐蚀。局部腐蚀是由于塔体自身倾斜、气体分布器开口不均、塔内填料

堆积不均造成介质在塔内流动时偏流，对塔体内部的冲蚀。

9：塔的裙座高度是如何确定的?

答：塔的裙座高度主要是保证塔底产品抽出口与泵的进口管线的高度差大于塔底泵的汽

蚀余量，避免塔底泵因发生气蚀作用而损坏

10：塔设备的临界风速是指什么?

答：塔体上总是在顺风向与横风向分别受到力的作用，可相应地成为拽力与升力。冈为

后者比前者要大得多，因此在计算时可只考虑升力，作用在塔体上的升力是交变的，升

力的频率与旋涡脱落频率相同。因此旋涡脱落频率与塔的任一振型的自振频率一致

时．便会引起塔的共振。塔共振时的风速称为临界风速。

11：两相间传质的双膜理论是什么？

答; 双膜理论”是两相间物质传递的机理应用最为广泛的理论，它的基本点如

下：（ 1）当气液两相接触时，两相之间有一个相界面，在相界面两侧分别存在

着呈层流流动的稳定膜层（有效层流膜层）。膜层的厚度主要随流速而变，流

速越大膜层厚度越小。（ 2）在相界面上气液两相互成平衡。（ 3）在膜层以外的主体内，由于充分的湍动，溶质的浓度基本上是均匀的，即认为主体中没有

浓度梯度存在，换句话说，浓度梯度全部集中在两个膜层内。双膜理论对于湿壁塔，低

气速填料塔等具有固定传质界面的吸收设备有实际意义。

12：塔设备在停车检查时的重点项目是什么?

答：（ 1）查塔盘水平及支撑件 , 连接件的腐蚀 , 松动等情况 , 必要时取出塔外清洗或更换。（ 2）检查塔体腐蚀，变形及各部位焊缝的情况，对塔壁，封头，进料口处筒体，出入口接管，压力引出口线，液位计引出线等处进行测厚，判断

其受蚀情况。（ 3）全面检查设备的附件、安全阀、压力表、温度计、液位计等

接管有无堵塞，是否在规定的压力下动作，有无对安全阀、压力表等进行校验等等。（ 4）

如在运行中发现异常震动等现象，停车检查时一定要查明原因，妥

善处理。如焦化接触冷却塔曾出现裙座螺栓松动特殊情况。（ 5）对于介质较脏的塔，如焦化

分馏塔还需检查塔盘浮阀是否灵活，集油箱及塔底抽出线结焦情

况等等。（ 6）对于焦炭塔除检查塔设备变形、裙座裂纹扩展情况，除塔壁受腐蚀外，还

需检查塔内壁挂焦情况，挂壁严重的话，需要将挂焦铲干净。

13: 车吹扫后，要清理杂质，打开人孔的顺序是什么?

答：应从上往下开始拆。因为吹扫后还可能有部分易燃易爆气体在塔内聚集，而又往往

聚集在塔内顶部，如果先拆开下面人孔，空气进入后，可燃气体与空气混合成爆炸性气

体，遇火星即会爆炸。相反，从上往下拆，每拆一个，就形成一个空气对流段，塔内易

燃易爆气体随空气对流到塔外，难以达到爆炸极限浓度，故从上往下拆安全。

14：板式塔和填料塔在传质上有什么差别?

答：通常的精馏、吸收操作过程中，精馏塔和吸收塔大都采用板式塔和填料塔两种塔型。

板式塔属于分级接触型的传质设备，就大多数塔板形式而言，气、液两相按错流方式流

动，传质是在塔板上进行的。填料塔是连续型的传质设备，气、液两相按逆流方式流动，

传质主要在覆盖于填料表面上的液膜中进行。

15：高压操作的蒸馏塔一般选用什么塔型?

答：高压操作的蒸馏塔，推荐用板式塔。如果选用填料塔，则会因塔内气液比较小等因

素的影响，导致分离效果不好。

16：完成萃取操作有几个步骤?

答：（ 1）、相的分散。将一相液体分散到另一相液体中，形成分散体。

（2）、相间传质。将分散体维持必要的时间，使传质进行到适当程度。

（3）、相的分离。将分散体分离成两相清夜。工业萃取要求溶质萃出率高和萃

取剂用量少，多次重复上述三个步骤，合理安排各进出液体，组成多级逆流萃取以获得

浓度高的萃取液并方便后续加工。

17：萃取塔有几种形式 ?

答：萃取塔按搅拌形式可以分为三类。 1、无搅拌的萃取塔。如 : 喷淋塔、填料塔、挡板塔、筛板塔。 2、往复搅拌的萃取塔。如：脉动填料塔、脉动筛板塔、振动筛板塔。 3、旋转搅拌

的萃取塔。如：转盘塔、 Oldshue-Rushton 塔、偏心转盘塔、 Scheibel 塔。

18：萃取设备计算的基本数据有哪些？

答： (1) 确定萃取剂。 (2) 确定平衡数据。 (3) 确定操作流程。（ 4）确定萃取相比。

(5) 求取理论级数。 (6) 确定萃取设备类型。

19：从塔盘的溢流方式看 , 塔盘可分为哪几种 ?