精馏原理与基本操作课件PPT

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3 热量平衡
QB + QF = QC + QD + QW + QL QB——再沸器加热剂带入的热量 QF——进料带入热量 QC——冷凝器冷却剂带出的热量 QD——塔顶产品带出热量 QW——塔底产品带出热量 QL——散失于环境的热量 操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足
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一、工艺原理
精馏是在塔设备中进行的，可用板式塔亦 可用填料塔。汽相和液相在塔板上或填料 表面上进行着传质传热。易挥发组分从液 相转移至汽相，难挥发组分从汽相转移至 液相
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F QF
QB
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2 物料平衡
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一、工艺原理
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一、工艺原理
平衡蒸馏：平衡蒸馏又称为闪蒸，是一连 续稳定过程。原料连续进入加热器中，加 热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压 力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离 器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶 部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。
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精馏操作知识简介
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目录
一、工艺原理
1 精馏原理 2 物料平衡 3 热量平衡 二、工艺控制
1 温度、压力、组成之间关系 2 工艺参数影响 3 产品控制
三、开停工及日常操作
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一、工艺原理
1.精馏原理
化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或 回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有 许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。
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二、工艺控制
液泛：气体通过塔板的压降随气速的增加而增大， 降液管内的液面随之升高；另一方面，液体流经 降液管时，流量大阻力增加，降液管液面随之升 高。所以气液流量的增加都会使降液管液面升高， 严重时可将塔板上泡沫层升举到降液管顶部，板 上液体无法顺利流下，导致液流阻塞，造成“液 泛”。精馏塔发生“液泛”时将有部分蒸汽从降 液管中经过，在这种情况下组分的正常精馏将停 止，反而会影响产品质量。这时应该通过降低回 流量和热量输入来减少塔的负菏，恢复正常操作。
液体具有挥发而成为蒸汽的能力。各种液体的 挥发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生 成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的， 蒸馏就是藉液体混合物中各组分挥发性的差异 而进行分离的一种操作。
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一、工艺原理
蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸 馏、精馏及特殊精馏等多种方法。按操作 压力可分为常压蒸馏、加压及减压（真空） 蒸馏。按操作是否连续可分为连续精馏和 间歇精馏。按原料中所含组分数目可分为 双组分（二元）蒸馏及多组分（多元）蒸 馏。
回流：精馏过程区别于简单蒸馏就在于有回流，回流 对精馏塔的操作都有重耍影响。增大回流比，精馏段 操作线的截距减小，操作线离平衡线越远，每一梯级 的垂直线段及水平线段都增长，说明每层理论板的分 离程度加大，为完成一定分离任务所需的理论板数就 会减少。但是增大回流比又导致冷凝器、再沸器负荷 增大，操作费用增加，根据工艺上的要求，又要考虑 设备费用（板数多少及冷凝器、再沸器传热面积大小） 和操作费用，来选择适宜回流比。
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一、工艺原理
简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾， 产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在蒸馏过程 中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应 的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。因此， 馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终 将釜液一次排出。所以简单蒸馏是一个不稳定过 程。简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适 用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者 作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如 原油或煤油的初馏。
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二、工艺控制
2、工艺参数影响
塔压：在精馏时，塔压不是操作参数，这并不 意味着精馏好坏不受压力影响。在正常操作情 况下塔压保持为常数等于设计压力，如果塔压 增加，平衡就会改变，即对同样的精馏需要增 加较多的热量。压力增加，分离难度增加。
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二、工艺控制
2、工艺参数影响
要求，才能保持平稳操作。再沸器和进料的热量输入必须 转移到塔顶冷凝器。如果试图使再沸器热热量输入和回流 控制相互独立，那么该4
二、工艺控制
1、温度、压力、组成之间关系
组成一定，压力P↑，温度（沸点）T↑
压力P一定，组分重↑，温度T↑，温度与组成 有一一对应关系，塔顶至塔底温度低→高， 物料组成轻→重，利用这个对应的关系控制 分离效果，保证产品质量。
QC
D QD QL
QW W
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2 物料平衡
全塔物料衡算：F = D + W （进料＝塔顶采出+塔 底采出）
对某一组分（轻组分）：F xF=D xD+W xW
操作中必须保证物料平衡，否则影响产品质量。 精馏设备的仪表必须设计为能使塔达到物料平衡， 以便进行稳定的操作。为了进行总体的进料平衡， 塔顶和塔底的抽出量必须进行适当的控制，进料 物料不是做为塔顶产品采出，就是作为塔底产品 采出，反之亦然。
塔板温度受塔压力和物料组成的影响，与加 热量的大小无关。常压塔中，塔顶温度接近 于塔顶纯物料的沸点温度，塔底温度是一种 或几种重组分的泡点温度。
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二、工艺控制
2、工艺参数影响
进料温度：精馏塔的进料通常接近泡点温度。 如果进料低于泡点温度，可增大提馏段来帮 助精馏段，这样将会提高塔顶组分纯度，降 低塔底组分纯度。相反，如果进料已经部分 汽化，那么精馏段将帮助提馏段，这些都是 指在假定其他参数都保持不变的情况下进行 的。
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一、工艺原理
精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化， 则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易挥 发组分或轻组分）在汽相中的浓度比在液相中的 浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的组 分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度比 在汽相中的要高。同理，混合物的蒸汽部分冷凝， 则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的高， 反之亦然。多次进行部分汽化或部分冷凝以后， 最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在 液相中得到较纯的难挥发组分。