深冷空分基本知识

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深冷空分基本知识

深冷空分基本知识

深冷空分基本知识————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:ﻩ深冷空分基础知识1、露点(Dew point),又称露点温度(Dewpoint temperature),在气象学中是指在固定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。

在这温度时,凝结的水飘浮在空中称为雾、而沾在固体表面上时则称为露,因而得名露点。

2、饱和温度和饱和压力如果在一密闭的容器中未充满液体,则部分液体分子将进入上部空间,称为“蒸发”。

随着空间内蒸气分子数目增加,它所产生的蒸气压力也提高,到一定的时候,空间内的蒸气分子数目不再增加,此时,离开液体的分子数与从空间返回液体的分子数达到了动态平衡,也叫达到了“饱和状态”。

这时蒸气所产生的压力叫“饱和压力”。

对同一种物质,饱和压力的高低与温度有关。

温度越高,分子具有的能量越大,越容易脱离液体而气化,相应的饱和压力也越高。

一定的温度,对应一定的饱和压力,二者不是独立的。

因此,在饱和状态下,饱和压力所对应的温度也叫“饱和温度”。

3、临界温度和临界压力临界温度就是某种气体能压缩成液体地最高温度,高于这个温度,无论多大压力都不能使它液化。

这个温度对应地压力就是临界压力。

1869年Andrews首先发现临界现象.任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。

三相呈平衡态共存的点叫三相点。

液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。

在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。

不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。

定义或解释①物质处于临界状态时的温度。

②物质以液态形式出现的最高温度。

③温度不超过某一数值,对气体进行加压,可以使气体液化,而在该温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化,这个温度叫该气体的临界温度。

在临界温度下,使气体液化所必须的最小压力叫临界压力。

简单定义使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。

深冷分离技术原理

深冷分离技术原理

深冷分离技术原理
深冷分离法,又称低温精馏法。

深冷分离是指利用不同气体的沸点差异,在高压下对混合气体进行降温液化处理,进而达到分离混合气体的目的。

现已广泛应用于分离空气中的氧气。

同时,深冷分离法也是石油化工行业分离裂解气的主要技术之一。

深冷法空气分离原理以空气为原料,经过压缩、净化、用热交换使空气液化成为液空。

液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同,通过精馏,使它们分离来获得氮气和氧气。

深冷制氮的工艺流程:
1、空气压缩及净化
空气经空气过滤器清除灰尘和机械杂质后进入空气压缩机,压缩至所需压力,然后送入空气冷却器,降低空气温度。

再进入空气干燥净化器,除去空气中的水份、二氧化碳、乙炔及其它碳氢化合物。

2、空气分离
净化后的空气进入空分塔中的主换热器,被返流气体(产品氮气、废气)冷却至饱和温度,送入精馏塔底部,在塔顶部得到氮气,液空经节流后送入冷凝蒸发器蒸发,同时冷凝由精馏塔送来的部分氮气,冷凝后的液氮一部分作为精馏塔的回流液,另一部分作为液氮产品出空分塔。

由冷凝蒸发器出来的废气经主换热器复热到约130K进膨胀机膨胀制冷为空分塔提供冷量,膨胀后的气体一部分作为分子筛的再生和吹冷用,然后经消音器排入大气。

3、液氮汽化
由空分塔出来的液氮进液氮贮槽贮存,当空分设备检修时,贮槽内的液氮进入汽化器被加热后,送入产品氮气管道。

深冷制氮可制取纯度≧99.999%的氮气。

深冷空分制氮

深冷空分制氮

深冷空分制氮
深冷空分制氮是一项化学工艺,用于将氮从大气中分离出来,以满足工业和生活中的需要,它是最重要的原料之一。

由氮分离的主要原理是深冷空气自身的低温效应,可以将大气中的氮分解成氮分子,氮分子进入被称为氮容器的机器中,氮容器就成为分离出来的氮分子的容器,可以收集分离出来的氮分子,使其得以利用。

深冷空分制氮的工艺和技术操作要求比较高,分解氮的温度要求比较低,以-196℃为最低温度,低温的空气从压缩机中进入经过热力学冷却后的氮容器中,再在上述过程中进行慢性分解,将氮分子萃取出来以供利用。

深冷空分制氮的优点是低能耗,高效率,氮容积可达到98%以上,氮分子在水中有很好的溶解度,易于运输。

缺点是成本较高,器材复杂,操作复杂,温度要求较高。

深冷空分制氮在工业生产中的应用比较广泛,如冶金工业、化工工业、食品工业、农业和绿植养殖等。

以冶金工业为例,深冷空分制氮的氮分子具有轻温化的半岩质效应,可以使金属受热变得更加均匀,更加细腻,从而产生优良的铸件;化工工业中,深冷空分制氮可以增加反应温度,缩短反应时间,提高产品质量;食品工业中,深冷空分制氮可以将食品放入真空焊箱中,保证食品在生产、包装、储存等过程中不被污染;农业中,深冷空分制氮可以快速将肥料中的氮离子萃取出来,更有利于土壤肥力的恢复和农作物的生长发育;绿植养殖中,
深冷空分制氮可以作为一种新型的灌溉技术,有助于改善植物的生长环境,从而提高植物的产量和品质。

总之,深冷空分制氮的发展前景十分光明,它可以为许多行业和领域带来好处和便利,将节约更多的能源和精力,保护我们环境和资源,特别是在工业生产中深冷空分制氮的必要性和应用前景都非常广阔。

空分培训深冷法制氧

空分培训深冷法制氧
什么条件下方能传递以及过程 进行到何时为止。
气体的基本状态参数
温度(T) 压力(P) 比容(v)
直接测量
第16页
内能(U)
熵(S)
焓(H)
不能测量
气体基本定律
气体几个状态参数间的关系 例子:气球被挤爆,热水 瓶软木塞弹出
气体的分子间距较大, 气体分子在它们所占的容 积内以很快的速度运动着, 并且每次碰撞之间都做直 线运动。在压力不高与温 度不太低的的情况下,气
H-S
膨胀前
膨胀后
膨胀机制冷
节流膨胀制冷
气体绝热膨胀 制冷
膨胀机膨胀制冷
绝热放气制冷
节流膨胀效应
节流过程基本特点:节流前后焓值相等
• • • • • • • • • •
实际气体的节流 通常把高压流体流经管道中的小孔后压力显著降低的过程称为节流,节流前的状态参数为p1、T1、υ1,节流后的状态参 数为p2、T2、υ2。节流孔径越小,则局部阻力越大,节流前后的压力变化(p1-p2)也越大。反之,就越小。在实际工作中,为了便于调 节,通常用节流阀代替固定的节流孔 气体在节流时,既无能量输出,也无能量输入,所以气体节流前后的能量保持不变,即节流前后的焓值相等 h1=h2。这是节流过程的基本 特点,因此节流过程可看作是近似的绝热过程。 实际气体的焓值是温度和压力的函数,所以实际气体节流后的温度是发生变化的。这种现象称做 (焦耳-汤姆逊效应)。它 分为微分节流效应和积分节流效应。 微分节流效应是指气体节流时温度的变化()与压力降()所成比例关系,即 称为微分节流效应。 对于空气及氧气,当接近于标准状态的温度范围及压力在100个大气压以下进行试验,得到如下经验公式 空气 =2.73×10-3, =0.0895×10-6 氧气 =3.19×10-3, =0.0884×10-6 2.积分节流效应 气体的节流过程总是在较大的压差下进行的,相应于的温度变化,即积分节流效应,节流所产生的温度变化为: 是在某一压力范围内的的平均值。积分节流效应还可利用热力性质图(T-s)上的等焓线,读出节流过程的温度变化。

空分设备及深冷空分工艺流程资料

空分设备及深冷空分工艺流程资料

空分设备及深冷空分工艺流程资料空分设备简介空分设备是一种工业设备,主要用于将空气中的各种气体分离和纯化。

空分设备通常由空气压缩机、膜组或吸附剂、分离塔和再生设备等组成。

其中,空气压缩机是空分设备的核心设备,其将空气压缩到一定压力后,输送到分离塔中进行分离。

分离塔内的膜组或吸附剂通过对气体的选择性吸附或离子交换、分离等作用,将气体分离出来。

再生设备则用于将膜组或吸附剂的吸附物质去除,恢复其吸附能力。

深冷空分工艺流程简介深冷空分是一种常用的空分工艺,主要应用于产生液氧、液氮等工艺气体。

深冷空分利用低温下气体的液化性质,将空气中的各种气体通过不同的分离塔进行分离,并进行多级加工,最终得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。

深冷空分工艺流程主要包括以下几个步骤:1.空气的压缩:将空气通过压缩机进行压缩,提高空气的压力和温度。

2.空气的粗分离:空气经过初级分离塔,将空气中的主要气体成分分离出来,如氧气、氮气等。

3.精细分离:将粗分离的气体经过多级分离塔进行精细分离,分离出高纯度的氧气、氮气等。

4.排放废气:分离出的废气经过再生设备处理后排放。

5.液化:将分离出的气体通过多级冷却器进行冷却,使气体液化,得到高纯度的液氧、液氮等工艺气体。

空分设备的应用空分设备广泛应用于各种行业中,包括化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等。

其中,深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。

液氧、液氮等工艺气体的应用也广泛,包括火箭燃料、航空燃料、特种气体制备等领域。

空分设备及深冷空分工艺是一种应用广泛的工业设备和工艺。

它通过对气体的选择性分离,可以得到高纯度的工艺气体,广泛应用于化工、制药、医疗、金属加工、航空航天、冶金、电子、食品加工等领域。

深冷空分工艺在制造液化天然气、制备高纯度气体、生产氢气等方面具有重要作用。

深冷分离的原理

深冷分离的原理

深冷分离的原理
深冷分离,又称低温精馏法,是1902年由林德教授发明的一种气体液体化技术。

其原理是利用不同气体的沸点差异,在高压下对混合气体进行降温液化处理,使混合气体中的不同成分在不同的温度下被液化,从而达到分离混合气体的目的。

深冷分离法广泛应用于分离空气中的氧气和氮气,也是石油化工行业分离裂解气的主要技术之一。

以空气为原料,经过压缩、净化、用热交换使空气液化成为液空。

液空主要是液氧和液氮的混合物,利用液氧和液氮的沸点不同,通过精馏,使它们分离来获得氮气和氧气。

以上内容仅供参考,如需更全面准确的信息,可以查阅化学领域相关的书籍或咨询化学专家。

深冷制氧基础知识6.13

深冷制氧基础知识6.13
指标名称
指标 一 二类 类 一级 二级
氧含量(体积分数)%( ≥ ) 99.5 99.5 99.2 100 水 每瓶游离水/mL ( ≤ ) 分 -43 露点℃ ( ≥ )
气瓶中水分含量的测定方法: 1、露点法:用露点仪测定含水情况,测量 误差不得大于±1℃ 2、倒置法:将充满氧气的气瓶垂直倒置 10min,微开瓶阀,让水流进清洁干燥的 容器内。当氧气喷出时,立即关闭瓶阀, 用量筒计量流出的水量。一等品应无游离 水。
1.4.2 我国对氮产品质量的规定
根据用途的不同,分为工业用气态氮、纯氮和高 纯氮三种。 工业用气态氮一般用作保护气,技术指标按 GB3864-83规定: 指标 指标名称 一 二类 类 一级 二级 氮含量(体积分数)%( ≥ ) 99.5 99.5 98.5 100 水 每瓶游离水/mL ( ≤ ) 分 -43 露点℃ ( ≥ )
2.1.1摄氏温标
标准大气压下,纯水的冰点是摄氏零度, 沸点是100度,将其分为100等分,每一等 分代表摄氏1度,用符号℃标记。 仪表指示的温度通常为摄氏温标。
2.1.2华氏温标
标准大气压下,纯水的冰点是华氏32度, 沸点是212度,将其分为180等分,每一等 分代表华氏1度,用符号℉标记。 西方国家常用华氏温标。
同一温度的摄氏温标数值为t,华氏温标数 值为F,热力学温标的数值为T,各温标之 间的换算关系为: t=T-273.16 T=t+273.16 F=1.8t+32 摄氏温标与绝对温标的刻度值大小相同, 其温差值也是相同的,不用换算。
2.2压力
吸附法的特点:
流程简单,常温运行,设备便易,投资少; 全自动控制,制氧快速,能耗低,生产1M3 氧气的能耗只有0.4KWH; 产品单一,不能同时生产氧和氮; 纯度低,氧纯度只有90%~93%; 分子筛体积大,不适合大型化生产,一般用 在小于4000m3/h氧气的场合; 分子筛切换时间太短(两分钟),系统容易 出故障,不适合连续运转。

深冷空分工艺资料

深冷空分工艺资料

深冷空分工艺资料1.工艺流程简述原料空气经过滤由离心式空气压缩机压缩至0.78MPa(G),经空压机末端冷却器冷至40℃左右,再由冷气机组冷却至5℃进入分子筛吸咐器,去除H2O、CO2及C2H2等碳氢化合物。

分子筛吸咐器两台交换使用,一台吸咐工作,另一台再生,再生气为分馏塔废气。

净化后的空气进入分馏塔,通过主换热器、液化器与返流废气及产品氮气进行热交换,冷却后进入精馏塔底部,经过精馏分离为产品氮气和富氧液空,塔底富氧液空过冷节流后进入冷凝蒸发器,与氮气进行热交换。

氮气液化后大部分作为精馏塔回流液,少量液氮可作为产品抽出。

废气由冷凝蒸发器顶部引出经过冷器,液化器复热后经透平膨胀机绝热膨胀至0.035MPa(G),给装置补偿冷量。

产品氮气从精馏塔顶引出,经主换热器复热后在0.7MPa(G)压力时输入管线。

2、空分装置特点2.1采用半封闭螺杆制冷压缩机及全部进口制冷元件组合的冷气机组,滑阀+热气旁通微调的负荷跟踪使冷却空气温度稳定,不锈钢管壳换热器与碰撞+重度沉降水分离器组合自动分离冷凝水,空气阻力损失≤10Kpa.操作简单方便,噪音≤70dB(A)2.2 纯化器采用立式单层床的结构,分子筛13X-APG具有水分、二氧化碳共吸附的优势,结构简单可靠,阻力损失小;内置过滤器,吹除和纯化器再生并举。

2.3采用单级精馏,废气膨胀循环,在得到高纯度氮产品的同时,还可保持0.7MPa(G)的氮气压力。

2.4 主换热器,液化器,过冷器三单元组合换热,主冷废气和膨胀废气过冷富氧液空有效地减少空气进精馏塔的液化量(液化空气不参加精馏)和液空节流汽化率;制冷和精馏相得益彰。

2.5采用铝制板翅式换热器、铝制对流筛板塔,整个分馏塔设备管道采用氩弧焊接,安全可靠。

4.主要性能指标4.1产量及纯度(出冷箱)产品名称产量Nm3/h 纯度出界区压力 MPa(G) 出冷箱温度℃氮气2000 10 PPmO2 0.75 10液氮200L/h 10 PPmO2 0.75 饱和注:1. 产品均指在标准状态下(0 ℃,101.3KPa)流量。

深冷制氧基础知识6.13

深冷制氧基础知识6.13

相对湿度指空气中水蒸气分压力与 同温度下饱和水蒸气分压力之比。
Φ=Pq/ Pqb
露点:水蒸气含量不变时,随着温 度的降低,未饱和的水蒸气变成饱 和蒸汽,多余的水析出来,使水蒸 气达到饱和时的温度就是露点。 用tl表示
2.6 焓
2.6.1热力学能
工质由分子组成,其内部分子不停的运动 具有动能,分子之间存在着作用力具有位 能。分子的动能和位能之和称为工质的热 力学能。通常用U表示,单位为焦耳(J) 气体的动能的大小与其温度 有关,可通过 热量传递来改变。而气体位能的大小由分 子间的距离决定,与其压力和比容有关, 可通过外界做功来改变。
碳氢化合物等 CxHy等
在混合气体中,各组分具有相同的体积和 温度,每一组分产生的压力为分压力 P=∑ Pi , 例:总压力为1.01x105Pa的空气中二氧化碳 含量为300x10-6,则二氧化碳的分压力为多 少? 解: Pi= Pxyi = 1.01x105 x 300x10-6 =30.3Pa
解:由气体状态方程知: P1V1/T1=P2V2/T2 其中:T1、T2均为环境温度 P1=14.7 MPa=14.7X106/9.81 X104 =150kgf/cm2 P2 =大气压力=1 kgf/cm2 V1 =40L=0.04m3 V2 = P1V1/ P2 =150 X0.04/1 =6 m3
2.5 混合气体——空气
空气——是制氧的原料气,是由多种气体混 合而成的混合气体。其主要组成是氮、氧、 氩。组成混合气体的每一种成份叫组分。
2.5.1 干空气
干空气主要组成:
组分 氮 氧 氩 二氧化碳 氢 分子式 N2 O2 Ar CO2 H2 体积% 78.084 20.95 0.93 0.03 0.5X10-4 —— 质量% 75.52 23.15 1.282 0.046 0.035 ——

深冷空分制氮流程

深冷空分制氮流程

深冷空分制氮流程深冷空分制氮是一种超酷的制氮方法呢!一、深冷空分制氮的基本原理。

深冷空分制氮呀,就是利用空气中氮气和氧气等气体的沸点不同来把它们分开。

就像一群小伙伴,有的活泼好动(沸点低),有的比较沉稳(沸点高),我们就通过温度这个魔法棒,让它们在不同的温度下各就各位。

氮气的沸点比氧气低,当我们把空气冷却到超低温的时候,氮气就会先变成气体跑出来,这样就可以收集到比较纯净的氮气啦。

这个过程就像是一场神奇的分离游戏,把空气中的各种成分按照我们的需求分开来。

二、深冷空分制氮的设备构成。

1. 空气压缩机。

这个可是制氮流程里的大力士呢!它的任务就是把空气压缩起来,就像把空气装进一个小小的盒子里,让空气变得更加紧凑。

这样做是为了让后面的冷却过程更容易进行。

空气压缩机就像一个勤劳的搬运工,把空气从外界搬运到制氮的“魔法车间”里,而且把它变得有力量,准备接受下一轮的“改造”。

2. 预冷系统。

预冷系统就像是一个温柔的冷却小助手。

在空气进入超低温环境之前,先给它降降温,让它慢慢适应变冷的过程。

这个过程就像是我们在冬天出门之前,先在屋子里适应一下冷空气,不然一下子到很冷的地方会受不了的呢。

预冷系统能有效地去除空气中的水分,避免在后面超低温的时候水变成冰,造成设备堵塞等麻烦事。

3. 纯化系统。

纯化系统可是个严格的把关者哦。

空气中有很多杂质,像灰尘呀、二氧化碳之类的。

纯化系统就会把这些杂质都给揪出来,只让纯净的空气进入到下一个环节。

它就像一个超级过滤器,只允许那些对制氮有用的空气成分通过,保证最后制出来的氮气质量超级棒。

4. 分馏塔。

分馏塔是整个深冷空分制氮的核心“魔法城堡”。

在这里,经过前面一系列处理的空气被进一步冷却到超低温,然后根据氮气和氧气沸点的差异,进行精确的分离。

氮气从分馏塔的特定位置被提取出来,就像从宝藏堆里找到了我们最想要的那颗宝石。

分馏塔就像一个充满奥秘的迷宫,不同的气体在里面按照规则各奔东西。

三、深冷空分制氮的操作流程。

深冷空气分离技术

深冷空气分离技术

深冷空气分离技术深度冷冻法分离空气是将空气液化后,再利用氧、氮的沸点不同将它们分离。

即,造成气、液浓度的差异这一性质,来分离空气的一种方法。

因此必须了解气、混合物的一些基本特征:气-液相平衡时浓度间的关系:液态空气蒸发和冷凝的过程及精馏塔的精馏过程。

1. 空气的汽-液相的平衡,物质的聚集状态有气态、液态、固态。

每种聚集态内部,具有相同的物理性质和化学性质并完全均匀的部分,称为相。

空气在塔内的分离,一般情况下,物料精馏是在汽、液两相进行的。

空气中氧和氮占到99.04%,因此,可近似地把空气当作氧和氮的二元混合物。

当二元混合物为液态时,叫二元溶液。

氧、氮可以任意比例混合,构成不同浓度的气体混合物及溶液。

把氧、氮溶液置于一封闭容器中,在溶液上方也和纯物质一样会产生蒸汽,该蒸汽是由氧、氮蒸汽组成的气态的相混合物。

对于氧氮二元溶液,当达到汽液平衡时,它的饱和温度不但和压力有关,而且和氧、氮的浓度有关。

当压力为1at 时,含氮为0%,2%,10%的溶液的沸点列于表1-5。

从表可知,随着溶液中低沸点组分(氮)的增加,溶液的组和温度降低,这是氧-氮二元溶液的一个重要特性。

空气中含氩0.93%,其沸点又介于氧、氮之间。

表1-5溶液组成与沸点的关系在空气分离的过程中,氩对精馏的影响较大,特别是在制取高纯氧、氮产品时,必须考虑氩的影响。

一般在较精确的计算中,又将空气看作氧-氩-氮三元混合物,其浓度为氧20.95%,氩0.93%,氮78.09%(按容积)。

三元系的汽液平衡关系,可根据实验数据表示在相平衡图上。

确定三元系的汽液平衡状态时,必须给定三个独立参数,除给定温度、压力外,需再细定一个组分浓度(气相或液相)平衡状态才能确定。

2. 压力-浓度图和温度-浓度图 在工业生产中,气液平衡一般在某一不变条件下进行的。

在温度一定时可得如图1-13所示的压力-浓度的关系图(P-X 图)。

溶液组成沸点(vc )(1at ) 氧% 氮%100 9690 02 10 89.88 89.32 87.37图1-13氧、氮P-X图图1-14氧、氮T-X图图1-13是根据T=常数,绘出的氧、氮平衡系的P-X图,纵坐标为压力,横坐标取氮的液相及气相浓度(也可取氧的浓度)。

深冷空分

深冷空分

深冷空分制冷工艺流程概要1.深冷技术定义:深冷技术就是利用冷媒介质作为冷却介质,将淬火后的金属材料的冷却过程继续下去,达到远低于室温的某一温度(-196℃),从而达到发送金属材料性能的目的。

原理:深冷技术是近年来兴起的一种发送金属工件性能的新工艺技术,是目前最有效、最经济的技术手段。

在深冷加工过程中,金属中大量残余奥体转变为马氏体,特别是过饱和的亚稳定马氏体在从-196℃至室温的过程中会降低过饱和度,析出弥散、尺寸仅为20~60A并与基体保持共格关系的超微细碳化物,可以使马氏体晶格畸变减少,微观应力降低,而细小弥散的碳化物在材料塑性变形时可以阻碍位错运动,从而强化基体组织。

同时由于超微细碳化物颗粒析出后均匀分布在马氏体基体上,减弱了晶界脆化作用,而基体组织的细化既减弱了杂质元素在晶界的偏聚程度,又发挥了晶界强化作用,从而改善了工模具的性能,使硬度、抗冲击韧性和耐磨性都显著提高。

深冷技术的改进效果不仅限于工作表面,它渗入工件内部,体现的是整体效应,所以可对工件进行重磨,反复使用,而且对工件还有减少淬火应力和增强尺寸稳定性的作用。

2.空分技术定义:简单地说,就是用来把空气中的各组份气体分离,生产氧气、氮气和氩气的一套工业设备。

还有稀有气体氦、氖、氩、氪、氙、氡等空气分离的几种方法1、低温法(经典,传统的空气分离方法)压缩膨胀液化(深冷)精馏低温法的核心2、吸附法:利用固体吸附剂(分子筛、活性炭、硅胶、铝胶)对气体混合物中某些特定的组分吸附能力的差异进行的一种分离方法。

特点:投资省、上马快、生产能力低、纯度低(93%左右)、切换周期短、对阀的要求或寿命影响大。

3、膜分离法:利用有机聚合膜对气体混合物的渗透选择性。

穿透膜的速度比快约4-5 倍,但这种分离方法生产能力更低,纯度低(氧气纯度约25%~35%)获得低温的方法(1)绝热节流(2)相变制冷(3)等熵膨胀3.工艺流程1.净化系统—2.压缩—3.冷却—4.纯化—5.分馏(制冷系统,换热系统,精馏系统)液体:贮存及汽化系统;气体:压送系统;○净化系统:除尘过滤,去除灰尘和机械杂质。

深冷分离

深冷分离

制冷
1.冷冻循环制冷
2.节流膨胀制冷
3.热泵
原理:1、冷冻剂自液态汽化时,要从物料中吸收热量,使物料温度降低。

所吸收的热量,在热值上等于它的汽化潜热。

液体的汽化温度(即沸点)是随压力的变化而改变的,压力越低,相应的汽化温度也越低。

2、所谓节流膨胀制冷,就是气体由较高的压力通过一个节流阀迅速膨胀
到较低的压力,由于过程进行得非常快,来不及与外界发生热交换,膨胀所需的热量,必须由自身供给,从而引起温度降低。

3、热泵的基本概念
⏹通过做功将热量从低温热源传递给高温热源的供热系统称为热泵系统。

⏹精馏操作中,热泵系统是既向塔顶供冷又向塔釜供热的制冷循环系统。

⏹常用的热泵系统有闭式热泵系统、开式A型热泵系统和开式B型热泵系
统等几种。

● 温度
● 压力●
● ● ●
加氢工艺流程
顺序分离流程。

深冷空分基本知识

深冷空分基本知识

深冷空分基本知识深冷空分基础知识1、露点( Dew point ),又称露点温度( Dew point temperature),在气象学中是指在固 定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。

在这温度时,凝结的水飘浮在空中称为雾、而沾在固体表面上时则称为露,因而得名露点。

2、饱和温度和饱和压力临界温度就是某种气体能压缩成液体地最高温度,高于这个温度,无论多大压力都不能使它液化。

这个温度对应地压力就是临界压力。

1869 年 Andrews 首先发现临界现象 . 任何一种物质都存在三 种相态 气相、液相、 固相。

三相呈平衡态共存的点叫三相点。

液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。

在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。

不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相 同。

定义或解释 ①物质处于临界状态时的温度。

②物质以液态形式出现的最高温度。

③温 度不超过某一数值,对气体进行加压,可以使气体液化,而在该温度以上,无论加多大压力都不能使 气体液化,这个温度叫该气体的临界温度。

在临界温度下,使气体液化所必须的最小压力叫临界压力。

简单定义 使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。

说明 ①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,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度。

降温加压, 是使气体液化的条件。

但只加压,不一定能使气体液化,应视当时气体是否在临界温度以下。

因此要 使物质液化;首先要设法达到它自身的临界温度。

水的临界温度为 374 ℃,远比常温度要高,因此, 平常水蒸汽极易冷却成水,有些物质如氨、二氧化碳等,它们的临界温度高于或接近室温,对这样的 物质在常温下很容易压缩成液体。

有些物质如氧、氮、氢、氦等的临界温度很低,其中氦气的临界温 度为一 268 ℃。

要使这些气体液化,必须相应的要有一定的低温技术,以使能达到它们各自的临界温 度,然后再用增大压强的方法使它液化。

温度%3a普冷·深冷(科普知识)

温度%3a普冷·深冷(科普知识)

深冷技术SHENLENG JISHUSHENLENG JISHU2000 No.2 P.57温度:普冷深冷(科普知识)春暖、夏热、秋凉、冬冷,这是人们在日常起居中对冷与热的感觉。

到严寒冬天,人们形容为“冰天雪地”、“滴水成冰”、“寒风刺骨”……,一到零度以下,大家就感到冻得受不了。

但相对于我们行业的制氧机(空分设备)的深度冷冻(简称“深冷”)原理来说,就显得微不足道了。

因为液氧温度为-183℃,液氮温度为-196℃,液氩温度为-186℃,液氦温度为-269℃。

上面所列一组零度以下的数值,表示了我们行业的液体产品冷的程度。

它们以零下温度来表示,绝对数值越大,表示温度越低,也即越冷。

那么,什么是“温度”呢?<辞海》上定义为“温标上的标度,是表示物体冷热程度的物理量”。

从我们空分行业角度来说,究竟冷到什么样的温度方称低温(深冷)呢?就制冷技术讲,低于-161℃方可称为低温,因为它是天然气的液化温度;然而,在现代科学技术中,通常将液氧温度-183℃称为低温。

用我们行业熟悉的前苏联著名学者盖尔士所著《深度冷冻》一书来说,“深冷指-175℃到-200℃的范围,在个别情况下还需要接近绝对零度的温度(即-273.15℃),可取近似-100℃的温度为深度冷冻的上限。

”我国《辞海》中对深度冷冻的定义是“达到-100℃以下的制冷技术”。

这就是说,深冷的界限为-100℃以下。

这个界限就正是我们行业从事研究的温度界限。

那么,-100℃以上的温度,就称之为“普冷”了,这就是通常说的制冷技术,即人工制造低温(低于环境温度)的技术,它是现代冷藏的基础。

要获得普冷.就要用“制冷机”(亦称“冷冻机”),它是利用低沸点液体(称为“制冷剂”,也叫“致冷剂”,如氨、氟利昂等)蒸发时吸收热量的原理而获得低温(低于环境温度)的机械。

制冷机在我们日常生活中常常碰到,它们主要应用在冷库、空调、冰箱、冷饮、制冰等。

因此,我们的制氧机是应用深冷技术,属深冷范畴;而制冷机是应用普冷技术,屑普冷范畴。

深冷法分离空气的基本原理

深冷法分离空气的基本原理

深冷法分离空气的基本原理一、空气的组成与产品(氮气、氧气)的制取空气是一种复杂的气体混合物,由多种气体组成。

干燥空气的组成,各类组份的性质不同,一般来说,常规情况下空气的组成可视为不变,只有二氧化碳在空气中的含量,随地区条件的不同有一些变化,另外空气中还含有少量的机械杂质、水蒸气、乙炔、甲烷、二氧化氮、一氧化碳等对空气分离有害的成分。

深冷法(低温法)分离空气的基本过程是:将空气压缩到所需要的压力后,先彻底去除空中的水蒸气与二氧化碳,而后送入分馏塔。

空气在分馏塔中的主换热器内与返流的产品气、富氧气体进行热交换,被冷却并部分液化,最后进入精馏塔。

空气在塔内变成液体聚积在塔底,利用氧、氮沸点之差使之分离,成为产品气和富氧空气。

分离产品经主换热器复热后送出分馏塔,产品气使用点,富氧气一部分去纯化器再生,多于富氧气出分馏塔直接放空。

水在0°C要结冰,二氧化碳在~79°C要变成干冰。

而在0.6 下的空气,其液化温度约为~172。

5°C,因此,如果水和二氧化碳不先除去,则随空气的冷却它们将先后变成冰和干冰,并随气体一起流动积聚,堵塞主换热器的空气通道、精馏塔筛板小孔、阀芯,影响装置的正常运转。

水、二氧化碳、润滑油一样,对空气分离装置低温部分危害极大。

空气中的碳氢化合物,特别是乙炔,在精馏过程中,如液空和液氧中的乙炔的浓度浓缩到一定程度就有爆炸的可能。

因此乙炔在液氧中的浓度规定不能超过0.1ppm。

空气中的不凝性气体,如氖、氦气,由于其冷凝温度太低,在空气设备的运行中,总是以气态集聚在冷凝蒸发器内,侵占冷凝蒸发器的热换面积,增大了热阻,影响热交换效果,因此也需要经常排放。

空气的深冷分离过程是一个物理过程,空气冷却与液化并使冷箱内的各部分冷却到各自的工作温度并始终维持在各自的工作温度,所需要的“冷量”主要是膨胀机提供的。

从上面的简单叙述中可以知道,深冷法分离空气一般包括以下一些过程:空气中的机械杂质的去除空气压缩到所需要的压力空气中水分、二氧化碳与乙炔的去除冷量的产生空气的冷却、液化与分离产品的复热液态空气的精馏、分离成产品气和富氧空气产品气的压缩与液化产品的贮存、运输和汽化此外还有保温与绝热、计量、检测与控制等内容。

深冷分离基础

深冷分离基础

第四节裂解气深冷分离流程一、深冷分离流程1、三种深冷分离流程典型的深冷分离流程,主要有:顺序分离流程;前脱乙烷流程;前脱丙烷流程三种。

以下分别介绍这三种流程。

(1)顺序分离流程(简图)顺序分离流程见图1-34(P73)。

(1)脱甲烷塔;(2)脱乙烷塔;(3)脱丙烷塔;(4)乙烯塔; (5)丙烯塔; (6)脱丁烷塔图1-34顺序分离流程示意图裂解气的预处理包括碱洗、压缩和脱水过程。

经预处理的裂解气在前冷箱中分离出富氢气体和馏分,富氢气体甲烷化作为加氢氢气;馏分经脱甲烷塔和脱乙烷塔分别脱去甲烷和C2馏分。

从脱乙烷塔塔顶出来的C2馏分经过气相加氢脱乙炔气,脱乙炔以后的气体进入乙烯塔,实现乙烷与乙炔的分离。

脱乙烷塔塔底的液体进入脱丙烷塔,在塔顶分出C3馏分,塔底的液体为C4以上馏分,液体里面含有二烯烃,二烯烃容易聚合结焦,所以脱丙烷塔塔底温度不宜超过100℃,并且必须加入阻聚剂。

为了防止结焦堵塞,脱丙烷塔一般有两个再沸器,以便轮换检修使用。

脱丙烷塔塔顶蒸出的C3馏分,加氢脱除丙炔和丙二烯,再进入丙烯塔进行精馏。

脱丙烷塔的塔底液体脱丁烷及进行后续工作。

顺序分离流程的特点:1)以轻油(60~200℃的馏分)为裂解原料,常用顺序分离流程法;2)技术成熟,但流程比较长,分馏塔比较多,深冷塔(脱甲烷塔)消耗冷量比较多,压缩机循环量和流量比较大,消耗定额偏高;3)按裂解气组成和分子量的顺序分离,然后再进行同碳原子数的烃类分离;4)顺序分离流程采用后加氢脱除炔烃的方法。

(2)前脱乙烷分离流程(把脱乙烷塔放在最前面)(简图)前脱乙烷分离流程以乙烷和丙烯为分离界限,前脱乙烷分离流程示意图见图1-35。

图1-35前脱乙烷分离流程示意图裂解气经过预处理进入脱乙烷塔。

脱乙烷塔塔顶出来的是C2以上的轻组分先加氢再进入脱甲烷塔。

脱甲烷塔塔顶出来的甲烷、氢气在冷箱中进行分离;脱甲烷塔塔底出来的C2馏分,则在乙烯塔中分离成乙烯和乙烷。

深冷空分

深冷空分

四、氧、氮的应用

1.氧的应用
A工业应用, B医疗保健




2.氮的应用 氮气主要用于生产合成氨,另外还广泛地用于化 工、冶金、原子能、电子(石油、玻璃、食品 等工业部门作保护气。 液氮可用于国防工业,作为火箭燃料的压送剂和 作宇宙航行导弹的冷却装置。此外,液氮还广泛 地用于科研部门作低温冷源,以及用于金属的低 温处理、生物保存、冷冻法医疗和食品冷藏等。
6.大气中有害杂质的吸附及其 影响


对分子筛有害的杂质有:二氧化硫、氧化氮、氯 化氢、氯、硫化氢和氨等 这些成分被分子筛吸附后又遇到水分的情况下, 会与分子筛起反应而使分子笫的晶格发生变化。 它们与分子筛的反应是不可逆的,因而降低了分 子筛的吸附能力。其结果是:随着使用时间的延 长,吸附器的运转周期就会缩短。 一般情况下,在分子筛吸附器前面有空气预冷系 统时,要求空气中二氧化硫、氧化氮、氯化氢、 氯、硫化氢和氨等有害物质的总量小于 1mg/m3;没有呀中要求空气中有害物质的总量 小于0.1mg/m3。
第二节 空气的净化

空气净化的目的是脱除空气中所含的机 械杂质、水分、二氧化碳、烃类化合物 (主要为乙炔)等杂质,以保证空分装置顺 利进行和长期安全运转。这些杂质在空 气中的一般含量见表⒈3。
一、机械杂质的脱除


机械杂质一般用设置在空气压缩机入口 管道上的空气过滤器脱除。 常用的空气过滤器分湿式和干式两类。 湿式包括拉西环式和油浸式;干式包括袋 式、干带式和自洁式


我国空分流程的技术发展
空分设备是由诸多配套部机组成的成套设备,我国空分于1953年 起步,经过50多年的发展,从第一代小型空分流程发展到目前 的第六代大型全精馏无氢制氩工艺流程。每一次空分设备流程的 变革和推进,都是新技术、新工艺的创新。透平膨胀机的产生, 实现了大型空分设备全低压流程;高效板翅式换热器的出现,使 切换板翅式流程取代了石头蓄冷器、可逆式换热器流程,使装臵 冷量回收效率更高;增压透平膨胀机的出现极大的提高了膨胀机 的制冷效率并把输出的外功有利的得到回收;常温分子筛净化流 程替代了切换式换热器,使空分装臵净化系统的安全性、稳定性 得到极大提高 并使能耗大大降低,随着规整填料和低温液体泵 在空分装臵中的应用,进一步降低了空分设备的能耗,实现了全 精馏无氢制氩,使空分设备在高效、节能、安全等

空分深冷制氮流程

空分深冷制氮流程

空分深冷制氮流程一、什么是空分深冷制氮。

空分深冷制氮啊,简单来说就是从空气中把氮气分离出来,而且用的是深冷技术。

深冷是啥呢?就是把空气冷却到很低很低的温度哦。

空气里面有好多成分呢,像氮气、氧气、氩气之类的。

我们想要氮气,就得想办法把其他成分分开。

这个深冷制氮的过程就像是一场神奇的魔法,把空气中的各种小伙伴都分开,然后找到我们想要的氮气小宝贝。

二、制氮的前期准备。

在开始制氮之前呀,得先对空气进行预处理。

这就好比要请客人来家里做客,得先把屋子打扫干净一样。

我们要把空气中的杂质去掉,像灰尘啊、水分啊这些东西可不能让它们进到制氮的设备里。

要是有灰尘或者水分进去了,就像是在一场精密的手术里有细菌入侵一样,会搞坏设备的呢。

这时候就会用到一些过滤器之类的东西,把空气变得干干净净的。

三、深冷的关键环节。

接下来就是深冷这个超级酷的环节啦。

我们要把经过预处理的空气不断地压缩,压缩之后呢,空气就会变得很热很热,就像你拼命跑步之后身体会发烫一样。

然后再把这些热空气冷却下来,这个冷却可不是一般的冷却,是要冷却到超低温的哦。

这个超低温的环境就像是一个冰雪王国,在这个冰雪王国里,空气里的各种成分就会发生神奇的变化。

它们的沸点不一样,就像不同的小朋友跳远能力不一样。

氮气的沸点比较低,在这个低温环境下就先变成液态或者固态啦,而氧气等其他成分还保持气态呢。

四、氮气的分离与提取。

等空气在这个低温环境下有了不同的状态之后呢,我们就可以把氮气分离出来啦。

这就像是在一群小朋友里找到穿特定颜色衣服的小朋友一样。

我们用专门的设备把液态或者固态的氮气提取出来,这个过程要很小心哦,就像你小心翼翼地从盒子里拿出心爱的小玩具一样。

提取出来的氮气可能还需要进一步的处理,让它变得更加纯净。

五、制氮后的小尾巴。

把氮气提取出来之后呢,整个制氮流程还没有完全结束哦。

我们还得看看剩下的那些成分怎么处理。

不能就把它们扔在一边不管呀,毕竟它们也是从空气中来的小伙伴。

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深冷空分基础知识1、露点(Dew point),又称露点温度(Dew point temperature),在气象学中是指在固定气压之下,空气中所含的气态水达到饱和而凝结成液态水所需要降至的温度。

在这温度时,凝结的水飘浮在空中称为雾、而沾在固体表面上时则称为露,因而得名露点。

2、饱和温度和饱和压力如果在一密闭的容器中未充满液体,则部分液体分子将进入上部空间,称为“蒸发”。

随着空间内蒸气分子数目增加,它所产生的蒸气压力也提高,到一定的时候,空间内的蒸气分子数目不再增加,此时,离开液体的分子数与从空间返回液体的分子数达到了动态平衡,也叫达到了“饱和状态”。

这时蒸气所产生的压力叫“饱和压力”。

对同一种物质,饱和压力的高低与温度有关。

温度越高,分子具有的能量越大,越容易脱离液体而气化,相应的饱和压力也越高。

一定的温度,对应一定的饱和压力,二者不是独立的。

因此,在饱和状态下,饱和压力所对应的温度也叫“饱和温度”。

3、临界温度和临界压力临界温度就是某种气体能压缩成液体地最高温度,高于这个温度,无论多大压力都不能使它液化。

这个温度对应地压力就是临界压力。

1869年Andrews首先发现临界现象.任何一种物质都存在三种相态----气相、液相、固相。

三相呈平衡态共存的点叫三相点。

液、气两相呈平衡状态的点叫临界点。

在临界点时的温度和压力称为临界温度和临界压力。

不同的物质其临界点所要求的压力和温度各不相同。

定义或解释①物质处于临界状态时的温度。

②物质以液态形式出现的最高温度。

③温度不超过某一数值,对气体进行加压,可以使气体液化,而在该温度以上,无论加多大压力都不能使气体液化,这个温度叫该气体的临界温度。

在临界温度下,使气体液化所必须的最小压力叫临界压力。

简单定义使物质由气相变为液相的最高温度叫临界温度。

说明①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,气态物质不会液化,这个温度就是临界温度。

降温加压,是使气体液化的条件。

但只加压,不一定能使气体液化,应视当时气体是否在临界温度以下。

因此要使物质液化;首先要设法达到它自身的临界温度。

水的临界温度为374℃,远比常温度要高,因此,平常水蒸汽极易冷却成水,有些物质如氨、二氧化碳等,它们的临界温度高于或接近室温,对这样的物质在常温下很容易压缩成液体。

有些物质如氧、氮、氢、氦等的临界温度很低,其中氦气的临界温度为一268℃。

要使这些气体液化,必须相应的要有一定的低温技术,以使能达到它们各自的临界温度,然后再用增大压强的方法使它液化。

②通常把在临界温度以上的气态物质叫做气体,把在临界温在临界温度及临界压力下,气态与液态已无明显差别;超过临界压力时,温度降至临界温度以下就全部变为液体,没有相变阶段和相变潜热。

反之的气化过程也相同。

对内压缩流程,液氧在装置内压缩到所需的压力后再在高压热交换器中复热气化。

如果液氧的压缩压力低于临界压力(例如炼钢用氧压力3.0MPa),则在热交换器的气化过程中,有一段吸收热量、温度不变的气化阶段,然后才是气体温度升高的过热阶段;如果液氧的压缩压力高于临界压力(例如化学工业用氧压力6.0MPa或更高),则在热交换器的气化过程中,没有一个温度不变的气化阶段。

这将影响高压热交换器的传热性能,在设计时需要充分考虑。

4.显热与潜热显热:对固态、液态或气态的物质加热,只要它的形态不变,则热量加进去后,物质的温度就升高,加进热量的多少在温度上能显示出来,即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。

潜热:潜热是物质发生相变过程吸收或放出的热量。

比如对液态的水加热,水的温度升高,当达到沸点时,虽然热量不断的加入,但水的温度不升高,一直停留在沸点,加进的热量仅使水变成水蒸气,即由液态变为气态。

这种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。

1Kg液体完全变为同温度下的饱和蒸气所吸收的热量,称为该温度下的汽化潜热,用符号r表示,单位kJ/kg。

两个概念:显热是物质不发生相变(固、液、气转变)吸收或放出热量潜热是物质发生相变过程吸收或放出的热量。

如1mol水(100℃)蒸发成1mol水蒸汽(100℃)需要吸收40.62kj的热量,这部分热量就是潜热;而1mol 60℃水升温至100℃(无水蒸汽生成)需要吸收的热量(约3.014kj)就是显热。

5、饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。

由于蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。

开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。

当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状态称为饱和状态。

在饱和状态下的液体称为饱和液体,其对应的蒸汽是饱和蒸汽,但最初只是湿饱和蒸汽,待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。

蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的,干饱和之后继续加热则温度会上升,成为过热蒸汽。

6、何为饱和蒸汽压?答:在一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压,它随温度的升高而增加。

众所周知,放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。

如果把纯水放在一个密闭容器里,并抽走上方的空气,当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。

但是,当温度一定时,气相压力最中将稳定在一个固定的数值上,这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。

应当注意的是,当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是,液相的水分子仍然不断地气化,气相中的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,气体和液体达到平衡状态。

所以,液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时,气液两相即达到了相平衡。

7、什么是露点?答:把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却,当冷却到某一温度时,产生的第一个微小的液滴,此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度,简称露点。

处于露点温度下的气体称为饱和气体。

从精馏塔顶蒸出的气体温度,就是处在露点温度下。

值得注意的是:第一个野地不是纯组分,塔时露点温度下与气相平衡的液相,其组成有相平衡关系决定。

由此可见,不同组成的气体混合物,塔的露点是不同的。

8、什么是泡点?答:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现的第一个很小的气泡,即刚开始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度,简称泡点。

处于泡点温度下的液体称为饱和液体,即精馏塔的釜温温度。

应该说明,这第一个很小的气泡,也不是纯组分,它的组成也是有相平衡关系决定的。

9、什么是沸点?答:当纯液体物质的饱和蒸汽压等于外压时,液体就会沸腾,此时的温度叫做该液体在指定压力下的沸点。

纯物质的沸点是随外界压力的变化而改变的。

当外界压力增大时,沸点升高,外界压力降低时,沸点降低。

对于纯物质来说,在一定压力下,泡点、露点、沸点均为一个数值。

10、何为相和相平衡:答:相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分,不同相之间往往有一个相界面,把不同的相分别开。

系统中相数的多少与物质的数量无关。

如水和冰混合在一起,水为液相,冰为固相。

一般情况下,物料在精馏塔内是气、液两相。

在一定的温度和压力下,如果物料系统中存在两个或两个以上的相,物料在各相的相对量以及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化,我们称系统处于平衡状态。

平衡时,物质还是在不停地运动,但是,各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化,当条件改变时,将建立起新的相平衡,因此相平衡是运动的、相对的,而不是静止的、绝对的。

比如:在精馏系统中,精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时,要进行传热、传质,其结果是气体部分冷凝,形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。

塔板上的液体部分气化,形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。

但是这个传热、传质过程并不是无止境的,当气液两相达到平衡时,其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。

11、何为精馏,精馏的原理是什么?答:把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。

为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝,就能分离为纯或比较纯的组分呢?对于一次汽化,冷凝来说,由于液体混合物中所含的组分的沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低沸点物易于气化,故它在气相中的浓度较液相高,而液相中高沸点物的浓度较气相高。

这就改变了气液两相的组成。

当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,因高沸点物易于冷凝,使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高,而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高。

这样经过一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离。

如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相中留下的基本上是低沸点的组分。

由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分。

液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。

为了合理的利用热量,我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用,也就是使气液两相直接接触,在传热同时进行传质。

为了满足这一要求,在实践中,这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的。

所谓逆流,就是因液体受热而产生的温度较高的气体,自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体(富含低沸点组分)作逆向流动。

塔内所发生的传热传质过程如下1)气液两相进行热的交换,利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物;2)气液两相在热交换的同时进行质的交换。

温度较低的液体混合物被温度较高的气体混合物加热二部分汽化。

此时,因挥发能力的差异(低沸点物挥发能力强,高沸点物挥发能力差),低沸点物比高沸点物挥发多,结果表现为低沸点组分从液相转为气相,气相中易挥发组分增浓;同理,温度较高的气相混合物,因加热了温度较低的液体混合物,而使自己部分冷凝,同样因为挥发能力的差异,使高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥发组分增浓。

精馏塔是由若干塔板组成的,塔的最上部称为塔顶,塔的最下部称为塔釜。

塔内的一块塔盘只进行一次部分汽化和部分冷凝,塔盘数愈多,部分汽化和部分冷凝的次数愈多,分离效果愈好。

通过整个精馏过程,最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分,塔釜得到的基本上是难挥发的组分。

9什么是回流比答:在精馏过程中,混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出,进入塔顶冷凝器。

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