分馏系统

❖单元操作过程有：精馏、吸收、解吸
什么叫精馏塔，精馏塔的主要功用？
精馏塔是工业上体现精馏操作过程的主要设备 每层塔盘功能
上升的蒸气与原料液和回流的液体得以充分接触，进行物 质和热量的交换
部分易挥发组分从液相转入气相，同时难挥发组分则从气 相转入液相
经充分多塔板数时
最上层塔板分出为易挥发组分的气体 最下层塔板得到难挥发的组分的残液
精馏过程中，气液两相是如何在塔板上进行 热量传递的？
答：在精馏塔内，上升的蒸汽遇到板上的冷液体， 受冷而部分冷凝，冷凝时放出冷凝潜热，板上的 冷液体吸收了蒸汽在部分冷凝时放出的热量部分 汽化，因此，汽、液两相在塔板上进行了热量交 换。
塔设备的作用
❖ 塔设备是石化工业生产中最重要的设备之一 ❖ 提供气、液两相充分接触的场所，使传热、 传质两种传递过程能够迅速有效地进行； ❖ 使接触后的汽液两相及时分开，互不夹带
实现精馏过程所要具备的条件： 1）精馏塔内必须要有塔盘或填料，它是提供
气、液两相充分接触的场所。气液两相在塔盘上 达到分离的极限是两相达到平衡，要求的分离精 确度越高，所需要的塔盘数也就越多。
2）精馏塔内提供气、液相回流，是保证精馏 过程传质、传热的另一个必要条件。气相回流携 带热量，使液相中的轻组分气化上升到塔的上部 进行分离。塔内的液相回流在塔内提供温度低的 下降液体，冷凝气相中的重组分，并使塔内温度 自下而上逐步降低。为此，必须提供温度较低、 组成与回流入口产品性质接近的外部回流。
分馏系统
一、蒸馏基本概念
1.汽化:在一定条件下, 液体转化为气体的过程。 2.蒸发:如果液体的汽化是在其表面上进行的, 则 这种汽化称为蒸发。 3.沸腾：如果液体的汽化在其表面和内部同时进 行则这种汽化称为沸腾。 4.沸点: 液体出现沸腾时所具有的温度称为沸点。 5.冷凝：通过降温使气体（蒸汽）变为液体的过 程称为冷凝。
将混合液分离为两个几乎纯粹的组分
精馏塔操作中要注意的三个平衡关系： 物料平衡、热量平衡和汽液平衡。
物料平衡：就是单位时间内进塔原料量应等于单 位时间内该塔各产品量之和。
全塔热平衡：指单位时间内进塔物料带入塔内的 热量应等于单位时间内出塔物料带出的热量和 损失的热量。
汽液相平衡：把液体物质放在密闭容器中，由于 挥发到空间的分子与分子之间以及挥发出的分 子与器壁之间的相互碰撞，使一部分气体分子 又返回到液体中，在一定的温度下，当从液面 挥发到空间的分子数与进入液体的分子数相等 时，容器中的液体与液面上的蒸汽就建立了一 种动态平衡，这种动态平衡，称为汽液相平衡， 或简称汽液平衡。
分馏系统构成
进料
精馏段
冷凝器
回流罐
回流
塔顶产品
提馏段
塔底产品
再沸器
分ຫໍສະໝຸດ Baidu系统构成
待分离的原料自中部进入，进料板以上为精馏段， 以下为提馏段
塔顶装有冷凝器，塔顶蒸汽在冷凝器中冷凝，一 部分作为回流由塔顶送入塔中，一部分作为产品 送出
塔底装有再沸器，来自塔底的液体在此部分汽化， 气相返回塔底，液相作为塔底产品
答：在再沸器中,料液经加热沸腾,部分汽化, 形成气液混合物,因此这部分物料的平均密 度较小,造成料液在再沸器中向上流动.而塔 釜中的料液经循环管不断向再沸器里流动, 这种现象称为热虹吸。
分馏塔回流作用及回流方式 （一）回流的作用
塔内回流的作用一是提供塔盘上的液相回流，造成 气液两相充分接触，达到传质传热的目的；二是取走塔 内多余的热量，维持全塔的热平衡，以控制、调节产品 的质量。 （二）回流比
沿塔高度温度是变化的，塔顶温度最低，塔底最 高，由下往上温度逐板降低
分馏塔的几种进料状态： 1）低于沸点的冷液体；2)正在沸点的饱和 液体；3)气液混合物；4)饱和蒸汽；5)过热 蒸汽。 在精馏操作中如何调整进料口? 答：进料口的选择都是依据进料的组成而 决定.一般被分离混合物中,易挥发组分多时, 就选择上边的进料口,增加提馏段的板数.反 之,则用下边的进料口,增加精馏段的板数.但 实际操作中进料口基本不变,这主要是由于 进料的组成变化不大。
6.饱和蒸汽压：在一定温度下，液体与液体 上方的蒸汽呈平衡状态时，该蒸汽所产生的 压力称为饱和蒸汽压，通常简称为蒸汽压。
7.泡点温度：在一定压力下，将液体油品加 热至内部刚刚开始汽化，即：刚好出现第一 个气泡时的液体温度称为该油品的泡点温度。
8.露点温度：在一定压力下，将汽化的蒸汽 冷却至刚好出现第一滴液滴时的汽相温度称 为该蒸汽的露点温度。
9.初馏点：将油品放入恩氏蒸馏设备内加热 至 馏出第一滴液滴时的气相温度称为该油品 的 初馏点。
10.干点：油品在恩氏蒸馏设备内，加热蒸馏 至气相所能达到的最高温度称为该油品的干 点或终馏点。
11.蒸馏：利用混合物中各组分挥发性（沸点） 的不同，将各组分分离开来的一种方法。
12.分馏（精馏）：在提供回流的条件下，通 过汽液两相密切（逆流）接触，进行多次部 分汽化和多次部分冷凝，从而使各组分达到 较高程度的分离。
分馏系统构成
精馏和回流的作用
精馏段所起的作用是将进入的汽相混合物中轻 组分提浓，在塔顶得到合格的产品，液相回流 则起着精馏介质的作用。
提馏段和再沸器的作用
提馏段的作用是将进入该段的液相中的重组分 提浓，在塔底获得高纯度的重组分。再沸器为 提馏段提供汽相则作为精馏介质—汽相回流。
什么叫热虹吸？
精馏过程的实质是不平衡的气、液两相在塔 内经过多次逆向接触进行热交换，液相中的 轻组分多次部分汽化和气相中的重组分多次 部分冷凝相结合的过程，从而使轻组分浓度 和重组分浓度都不断提高，最终达到使混合 物得到分离的目的。 精馏过程的前提：一是气液两相的浓度差， 它是传质的推动力；二是合理的温度梯度， 是传热的推动力；塔盘是进行不断汽化和冷 凝的场所。
回流比=（塔顶）回流量/塔顶产品流量 回流比增加，塔盘的分离效率提高；当产品分离度 一定时，加大回流比，可适当减少塔盘数。但是增大回 流比是有限度的，塔内回流量的多少是由全塔热平衡决 定的。如果回流比过大，必然使下降的液相回流中轻组 分浓度增大，此时，如果不相应的增加进料的热量或塔 底的热量，就会使轻组分来不及汽化，而被带入下一层 塔盘或者塔底，一方面减少了轻组分的收率，另一方面 也会造成侧线产品或塔底产品不合格。此外，增加回流 比，塔顶冷凝冷却器的负荷也随之增加，提高了操作费