精馏塔操作特性
第七章 精馏塔的控制
j LR x j
D，XD
F，ZF Vs y k Ls x k-1 ↑ ↓ k
VS VR , LS LR F
进料为气相，且为露点，则：
Ls B,xB
VR Vs F , LR LS
物料平衡示意图
其它情况下的进料较为复杂，
VR Vs 1 q F LS LR qF
4、节能与经济性
回收率：
Ri 组分i的产品流量 100 ％ 进料中组分i的流量
例如：丙烯—丙烷塔，进料流量F，丙烯含量Ei，塔顶丙烯 产品流量D，则丙烯回收率 ＝D/(FEi )×100％ 其他的丙烯进入到塔底的丙烷产品中。
能耗－产品纯度－回收率的关系
能耗不变时，产品纯度↑，回收率↓ 保证产品纯度时，能耗↑，回收率↑，但回收率增加 到一定程度时，提高的就不明显了。 保证产品纯度的前提下，权衡回收率与能耗，选择最 佳的回收率与能耗搭配，使得产量尽量多些，能耗尽量少 些。
LR 定义回流比： R D
，则：
LR LR R VR LR D R 1
可通过回流比R和再沸器蒸汽量V→内部物料平衡→yj+1 回流比R↑，y~x斜率↑ 全回流（R=∞，D=0）时， yj+1 =xj为对角线
（3）提镏段物料平衡
再沸器物料平衡：
B LS VS
提馏段操作 线方程
个气泡时的温度称为泡点
全部变成饱和气相的温度称为露点。
精馏塔原理示意图
1、工艺流程 2、分类
板式塔 筛板塔、泡罩塔、浮阀塔
穿流塔、浮喷塔、浮舌塔
填料塔
增加气液两相的接触面积 乱堆填料，规整填料
精馏塔物料流程图
3、机理复杂、控制难度大
精馏塔工作原理以及名词解释
• (1)用于精馏时，填料直径：d=25mm时， HETP为0.46m；d=38mm时，HETP为0.66m； d=50mm时，HETP为0.9m。
• (2)用于吸收时，HETP为1.5～1.8m。
• (3)用于小塔[塔径<0.6m]时，HETP等于塔 径。(4)用于真空操作时，HETP在上述数 据加0.1。
第二章 精馏塔的分类 以或液液系统的分级接
触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装 置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸 收，有些类型（如筛板塔）也用于萃取，还可作 为反应器用于气液相反应过程。操作时（以气液 系统为例），液体在重力作用下，自上而下依次 流过各层塔板，至塔底排出；气体在压力差推动 下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。 每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔 板分散到液层中去，进行相际接触传质。
精馏塔工作原理 以及名词解释
第一章 关于精馏中常见的概念解释
• 二、挥发度
• 通常用来表示某种纯粹物质(液体或固体)在 一定温度下蒸气压的大小。具有较高蒸气压的物 质称做易挥发物；较低的称做难挥发物。
• 三、恒沸物
• 恒沸物，又称共沸物，是指两组分或多组分 的液体混合物。温度与恒沸组成的关系，在恒定 压力下沸腾时，其组分与沸点均保持不变。这实 际是表明，此时沸腾产生的蒸汽与液体本身有着 完全相同的组成。恒沸物是不可能通过常规的蒸 馏或分馏手段加以分离的。
• 塔板又称塔盘，是板式塔中气液两相接触传质的 部位，决定塔的操作性能，通常主要由以下三部 分组成：
• ① 气体通道 为保证气液两相充分接触，塔板 上均匀地开有一定数量的通道供气体自下而上穿 过板上的液层。气体通道的形式很多，它对塔板 性能有决定性影响，也是区别塔板类型的主要标 志。筛板塔塔板的气体通道最简单，只是在塔板 上均匀地开设许多小孔（通称筛孔）,气体穿过 筛孔上升并分散到液层中（图2）。泡罩塔塔板 的气体通道最复杂，它是在塔板上开有若干较大 的圆孔，孔上接有升气管，升气管上覆盖分散气 体的泡罩（图3）。浮阀塔塔板则直接在圆孔上 盖以可浮动的阀片,根据气体的流量,阀片自行调 节开度（图4）。
关于精馏塔操作的知识
关于精馏塔操作的知识精馏塔是化工生产中常用的设备，用于将混合物中的不同成分按照其沸点进行分离的一种方法。
在精馏塔中，通过加热混合物并将其蒸发，然后再冷凝回液体形式，从而实现不同成分的分离。
精馏塔是一个非常重要的设备，广泛应用于石油化工、化学工业、制药、食品工业等领域。
精馏塔的操作过程一般包括物料的进料、加热、分馏和冷凝等步骤。
不同的物料在精馏塔中会根据其沸点的不同被分离出来，可以得到纯净的产品或分离出不同部分的产品。
在精馏塔的操作中，需要注意以下几个方面的知识：一、精馏塔的结构和工作原理精馏塔一般由塔体、填料、冷凝器、除液泵等部分组成。
在精馏塔中，填料的作用是增加塔内的表面积，促进气液两相的充分接触，从而提高分馏效率。
冷凝器则用于将蒸发的气体冷凝成液体，形成产品。
精馏塔的工作原理是通过将混合物加热至其中成分的沸点，使其蒸发成气体，然后再冷却冷凝成液体，实现不同成分的分离。
二、操作前的准备工作在进行精馏塔操作前，需要进行一些准备工作。
首先要检查精馏塔的设备和仪器是否正常运转，检查各种阀门、管道和连接件是否密封无漏。
其次检查填料是否完整，冷却水是否正常供应等。
还需要根据操作手册和工艺要求设置好操作参数，如加热温度、进料速度等。
三、加热操作加热是精馏塔操作的重要环节，需要控制加热温度和速度。
加热温度应该根据混合物中各成分的沸点来设定，从而确保被分离的成分能够达到沸点并蒸发出来。
加热速度也需要适当控制，过快的加热会导致压力升高，影响操作的稳定性。
四、分馏操作在精馏塔中，分馏是将混合物中的不同成分分离出来的过程。
在进行分馏操作时，需要根据混合物的成分和物性来确定操作参数，如进料速度、塔体高度、冷凝温度等。
对于待分离的成分，需要关注其沸点、比重等特性，掌握好分馏的时机和程度，确保分离效果。
五、冷却和收集操作在分馏后，需要将蒸馏出来的气体冷却成液体，并进行收集。
冷却器的选择和设置要合理，确保冷却效果良好。
冷却后的液体产品要进行检查，确认其质量和纯度是否符合要求，再进行储存或进一步处理。
化工精馏塔工作原理
化工精馏塔工作原理化工精馏塔是化工工业中常见的一种分离设备，广泛应用于石油、化工、制药等领域。
它通过塔内液体与气体的接触和传质作用，实现不同组分的分离和提纯。
本文将从化工精馏塔的工作原理、结构组成、操作方式和应用领域等方面进行详细的介绍。
一、工作原理化工精馏塔的工作原理基于不同组分的沸点差异，通过在塔内部创建多级接触以及液相和气相的传质作用，实现对混合物的分离和提纯。
其基本原理可描述为：在塔内的上部通入混合物，并通入所需的热量以升温混合物，并引发其分馏行为。
通过对混合物的升温和冷却，使不同组分在塔内得以沸腾和凝结，最终达到分离的目的。
化工精馏塔的工作原理主要包括以下几个方面：1. 多级接触：精馏塔内通常设置有多级填料或塔板，用于增加液气接触的次数，从而提高分馏效率。
在精馏塔内部，液体从上部流下，并在填料或塔板上形成薄膜，与由下部通入的蒸汽或气体进行接触。
2. 液相和气相传质：通过塔内不同级别的填料或塔板，使液相和气相能够充分接触，实现物质的传质。
塔内的温度梯度也会引发物质的传质现象，促使不同组分在塔内达到沸腾和凝结。
3. 混合物的升温和冷却：对混合物进行升温以实现分馏，同时通过冷却装置对凝结后的组分进行冷却，最终得到目标产品。
二、结构组成化工精馏塔的基本结构主要包括塔体、填料或塔板、进料口、出料口、蒸汽引入口、冷却水口等。
填料或塔板的设计和布置对于塔的分馏效率具有重要影响，不同形式的填料或塔板能够实现不同的传质效果，从而影响最终产品的质量。
1. 塔体：塔体一般由碳钢、不锈钢或其他耐腐蚀材料制成，具有耐压和耐腐蚀的特性。
塔体通常为立式圆柱形，内设置有填料或塔板，以实现多级接触和传质。
2. 塔板或填料：塔板通常由穿孔板、泡沫塞板、梯形板等形式构成，用于支撑和分散进料液体，以及实现液气接触。
填料通常采用环形填料、泡沫填料、球形填料等，用于增加液气接触面积。
3. 进料口和出料口：进料口用于通入混合物，而出料口则用于收集分馏后的目标产品。
浮阀精馏塔的介绍及其优点
浮阀精馏塔的介绍及其优点
浮阀精馏塔是一种用于精馏分离过程的设备，它在化工、石油化工和制药等领域得到广泛应用。
浮阀精馏塔的主要优点包括：
1. 高效分离：浮阀精馏塔通过在塔板上设置浮阀，可以有效地阻止液体的逆流和混合，提高了分离效率，实现了对混合物的精细分离。
2. 较大的操作弹性：浮阀精馏塔的操作弹性较大，可以在较宽的负荷范围内保持稳定的操作，适应不同生产负荷的变化。
3. 良好的传质性能：浮阀的特殊结构和运动方式使得气液两相在塔板上能够充分接触，提供了良好的传质条件，促进了质量传递和能量交换。
4. 较低的压降：相比于其他类型的精馏塔，浮阀精馏塔的压降较低，减少了能量的损失和设备的负荷。
5. 易于维护和操作：浮阀精馏塔的结构相对简单，浮阀易于更换和维修，操作也相对容易，降低了设备的维护成本和操作难度。
6. 适用范围广泛：浮阀精馏塔适用于各种混合物的分离，如烃类混合物、醇类混合物等，可以满足不同工业领域的需求。
总的来说，浮阀精馏塔具有分离效率高、操作弹性大、传质性能好、压降低、维护方便等优点，是一种在化工、石油化工和制药等行业中广泛应用的精馏设备。
精馏塔常识
1，液泛？在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至上层塔板，破坏了塔的正常操作，这种现象叫做液泛。
液泛形成的原因，主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大，超过了最大允许速度所造成的。
另外在精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢流管内液面上升，以至上下塔板的液体连在一起，破坏了塔的正常操作的现象，这也是液泛的一种形式。
以上两种现象都属于液泛，但引起的原因是不一样的。
2，雾沫夹带？雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。
在传质过程中，大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中，从而降低产品的质量，同时会降低传质过程中的浓度差，只是塔板效率下降。
对于给定的塔来说，最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。
影响雾沫夹带量的因素很多，诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。
同时还必须指出：雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。
虽然影响雾沫夹带量的因素很多，但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。
对于固定的塔来说，雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。
但是，如果增大塔板间的距离，扩大分离空间，则相应提高空塔速度。
3，液体泄漏？俗称漏液，塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。
在精馏操作中，如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层，甚至低于液层所具有的位能，这时就会托不住液体而产生泄漏。
空塔速度越低，泄漏越严重。
其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板，不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去，致使塔板效率下降。
因此，塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的，正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。
泄漏量的大小，亦是评价塔板性能的特性之一。
筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。
4，返混现象？在有降液管的塔板上，液体横过塔板与气体呈错流状态，液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的方向逐渐下降。
精馏的操作技巧
精馏的操作技巧精馏是一种分离液体混合物中各组分的常用方法，主要应用于化工、石油、制药等领域。
在进行精馏操作时，需要遵循一系列的操作技巧，以提高分离效率和产品纯度。
下面是一些关键的精馏操作技巧：1. 选择合适的精馏塔：根据混合物的特性，选择合适的精馏塔类型，例如平板塔、填料塔或结构塔。
不同类型的塔适用于不同的操作条件和分离效果。
选用合适的精馏塔能够提高分离效率。
2. 控制进料速率：控制进料速率是精馏操作中重要的一步，过高或过低的进料速率都会对分离效果产生负面影响。
应根据具体情况合理调节进料速率，以保证塔内的气液平衡。
3. 维持适当的冷凝温度：冷凝器的冷凝温度是精馏操作中的关键因素之一。
过低的冷凝温度会导致过度凝结和附壁现象，影响精馏塔内的传质和传热效果。
而过高的冷凝温度则会降低塔内温度，使分离效果下降。
应根据混合物的沸点范围选择合适的冷凝温度。
4. 调整塔内压力：塔内压力对精馏操作具有重要影响。
较低的塔内压力会使焓泄漏减少，增加分离效率。
但过高的塔内压力会增加能耗和操作难度。
应根据分离要求和设备性能优化调整塔内压力。
5. 控制塔底液位：塔底液位的控制对精馏操作至关重要。
过高的液位会导致部分液体通过不规则出口溢出，影响分离效果。
过低的液位会使精馏液下降，减少分离效果。
应根据实际情况合理控制塔底液位。
6. 确保塔内充分传质：充分传质是精馏操作中的关键步骤。
通过增加传质的有效面积和传质速度，可以提高分离效果。
合理选择塔内的填料材料、塔板孔径和塔板间距等参数，以增加传质效果。
7. 反应塔与精馏塔的选择：在某些情况下，可能需要在反应过程中进行精馏操作。
这时，应根据反应塔和精馏塔的特性选择合适的操作方式和顺序。
合理的反应塔与精馏塔的选择可以提高反应效率和产品纯度。
8. 缺陷修复：发现塔内存在缺陷时，如裂缝、漏气等，应及时进行修复。
塔内缺陷会影响操作的稳定性和产品纯度，需要及时处理。
9. 定期检查和维护：精馏操作之后，需要对设备进行定期检查和维护。
精馏塔的流程原理进料方式和种类
精馏塔的流程原理进料方式和种类下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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【实验】实验报告精馏
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顶馏出液收集在塔顶产品罐中，塔釜产品经冷却后收集在塔底产品接收器内。
（3）等操作稳定后,观察板上传质状况,记下加热电压、塔顶温度等有关数据,整个操作 中维持进料流量计读数不变, 用注射器取塔顶、塔釜和进料三处样品,用折光仪分析,并记 录原料液的温度(室温)。
塔顶
1.3576
1.3582
1.3579
0.7598
0.8049
塔釜
1.3742
1.3756
1.3749
0.0425
0.0547
第五块板
1.3740
1.3727
1.3734
0.1079
0.1362
第六快板
1.3744
1.3742
1.3743
0.0678
0.0866
部分回流情况下的实验数据：（R=1）
摩尔分率： xD
m / M乙醇 m / M乙醇 (1 m) / M乙醇
0.7598/ 46 0.7598/ 46 (1 0.7598) / 60
0.8049
部分回流情况下的实验数据处理： 以塔顶数据为例，计算过程如下： 1）摩尔分率计算 已求出混合料液的折射率与质量分数（以乙醇计）的关系如下： m=58.055-42.194nD 故：
【关键字】实验
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实验报告
课程名称： 实验题目： 班级学号： 姓 名： 成 绩：
沈阳理工大学
年月日
实验内容：
1、学习精馏塔的操作方法，了解板式精馏过程、塔板上气液流动状态，识别精馏塔板 上出现的几种操作状态。
精馏塔操作规程
精馏塔操作规程开工前准备工作：1.查看循环水池水位、设备是否送电、物料输送泵及管线是否连接备齐。
2.启动循环水泵及塔顶冷凝器增压泵，检查管道及冷凝器是否跑冒滴漏。
3.查看锅炉是否开始投用，管道是否跑冒滴漏。
4.了解所需精馏物质4003基本性质（沸点、危害特性等）。
5.全开回流流量计阀门（始终保持全开），关闭采出流量计阀门。
开车操作步骤：1.确认釜底阀、循环水进水阀、循环水出水阀都关闭，依次打开蒸发釜放空阀、进料阀、气动泵进料阀。
打开打气泵，用气动泵把所需精馏物料4003打入蒸发釜，注意观察釜内液位，液位在三分之二左右停止打料，关闭打气泵，依次关闭蒸发釜放空阀、进料阀、气动泵进料阀。
2.打开循环水泵及塔顶冷凝器增压泵。
3.依次打开釜底疏水阀，再打开蒸汽进气阀，开始升温（阀门开度三分之二左右）。
4.当回流流量计流速达到100L/h以上，塔顶温度65~73度时，缓慢打开采出流量计阀门（观察左边回流流量计浮子不能完全落下，以塔顶温度为准）。
5.加强巡检，泵是否有异响、是否发热；管道是否跑冒滴漏；釜内液位是否合适；温度是否正常；精馏出4003含量是否达到要求。
6.利用空隙及时把所需精馏物质4003打入缓冲罐，待釜内液位低时，及时补入釜内。
7.随着不断的精馏与补加，釜内物料含量变低，塔顶温度开始上升，不宜控制在65~73度时，及时更换接受桶（贴上标签：注明后馏），继续精馏，当塔顶温度达到100度时，停止精馏。
8.依次关闭蒸汽进气阀，关闭釜底疏水阀。
打开循环水出水阀，进水阀，给釜降温。
当釜内温度30度左右时，依次打开釜放空阀、釜底阀，把釜内液体排入废水池。
9.再次加料，按照开车步骤重新开始操作。
停工操作步骤1.依次关闭蒸汽进气阀、釜底疏水阀。
2.依次开启循环水回水阀，再开循环水进水阀。
3.待釜内温度降至室温时，依次关闭循环水进水阀、循环水回水阀。
4.确认其它工段没有用循环水的前提下，先关闭塔顶冷凝器增压泵，再关闭循环水水池泵。
精馏塔的原理和流程
精馏塔的原理和流程一、引言精馏塔是一种常用于化工领域的分离设备，其具有高效且可控的分离性能。
本文将介绍精馏塔的原理和流程，包括其基本结构、工作原理、操作流程以及应用领域等。
二、精馏塔的基本结构精馏塔由塔身、填料层、留液器、塔盘等组成。
其中，塔身是塔的主要部分，填料层用于增加表面积和接触机会，留液器用于收集液体，塔盘用于改变气体和液体的流动方向。
三、精馏塔的工作原理精馏塔是利用物质在不同温度下蒸发和凝结的特性进行分离的。
其基本工作原理是通过对混合液体进行加热，使其蒸发产生蒸汽，蒸汽与冷凝介质接触后凝结为液体。
在塔内，液体从上方往下滴流，气体从下方往上冒泡，两相之间通过填料层或塔盘的接触进行质量传递和热量传递，从而实现不同物质的分离。
四、精馏塔的操作流程精馏塔的操作流程包括四个主要步骤：进料、加热、分离和收集。
具体操作如下：1. 进料首先将混合液体通过进料口进入精馏塔，进料的速度和方式需要根据具体情况进行调整。
2. 加热通过加热设备对塔内的混合液体进行加热。
加热温度需要根据待分离物质的沸点来确定，以确保液体能够蒸发。
3. 分离在塔内，混合液体被加热后产生蒸汽，蒸汽通过填料层或塔盘与下方的冷凝介质接触，凝结为液体。
在这个过程中，不同物质由于具有不同的挥发性和热稳定性，会在塔内产生不同程度的蒸发和凝结，实现物质的分离。
4. 收集经过分离的液体会被收集到留液器中，通过排液口进行排放。
收集的液体可以进一步处理或进行其他用途的利用。
五、精馏塔的应用领域精馏塔广泛应用于化工、石油、制药、食品等行业中，用于分离和提纯不同物质，以满足不同领域的需求。
1. 化工领域在化工生产中，精馏塔常用于各类化工原料的分离和纯化，例如分离石油产品、分离有机化合物、提纯合成氨等。
2. 石油领域精馏塔在石油炼制过程中起到至关重要的作用，可用于分离石油中的不同成分，如汽油、柴油、煤油、液化气等。
3. 制药领域在制药行业中，精馏塔用于药物的提取和纯化，可分离出目标药物并去除其他杂质物质。
分隔壁精馏塔操作特性研究
文章 编 号 ：１ ７ —９ ２ （０ ７ ４ ０ ５ ４ ６ ３ ６ ０ ２ ０ ）Ｏ —０ ４ —０
分 隔壁 精馏 塔 操作 特性 研 究
叶 青 ，段 红 ，施 凤芹
（ 苏 工 业学 院 化 学 化 工 学 院 ，江 苏 州 ２ ３ ６ ） 江 常 １ １ ４
摘 要 ： 以乙醇 、丙 醇及 丁醇 为 例 ，对 分 隔壁 精 馏 塔 用 于三 元 混 合物 分 离 的 操作 特性 及 节 能效 果 进 行 了模 拟 分 析 与 研 究 。确 定 了 分隔 壁 精 馏塔 的 优化 操 作 条 件 ，即 回 流 比 为 １ 、中 问 出 料 位 置 为 第 １ ０ ６块 理 论 板 、 进 入 分 隔 壁 进 料 侧 的 汽 液 相 流 量 分 别 为 ３ ｍｏ／ ０ｋ ｌｈ和 ８ ｍｏ／ ，分 隔 壁 的上 下 部 连接 位 置 分 别为 第 １ ０ｋ ｌｈ ０块板 和第 ２ ３块板 。结 果 表 明 ：与 常 规精 馏 流 程 相 比 ，采 用 分 隔
壁精 馏 塔 可节 能 ３ ． ９ 上 。 ０ ４
关 键 词 ：分 隔 壁精 馏 塔 ；节 能 ｆ操作 特 性
中图 分 类号 ：Ｔ ２ ． １ Ｑ ０８ ３ 文 献 标识 ｌＰｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｆ Ｄｉ ｉ ｅ ａ ｌＤｉ ｔｌａ ｉ ｎ Ｃｏ ｕ ｎ ｔ ｄ ｆＯｐ ｒ ｔｏ ａ ｒ ｏ ｍ ｎ ｅ ｏ ｖ ｄ ｄ Ｗ ｌ ｓ ｉｌ ｔｏ ｌ ｍ
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(工业过程控制)16.精馏塔控制
03
原料的筛选与清洗
去除原料中的杂质和污染 物，确保原料的质量和纯 度。
原料的破碎与混合
将大块原料破碎成小块， 并与其他原料进行均匀混 合，以提高后续处理的效 率。
原料的干燥与除湿
去除原料中的水分或其他 挥发性组分，以满足精馏 塔处理的要求。
精馏塔的操作流程
原料的加热与汽化
01
将原料加热至汽化状态，以便在精馏塔中进行分离。
精馏塔控制
目录
• 精馏塔控制概述 • 精馏塔的工艺流程 • 精馏塔的控制策略 • 精馏塔的优化与改进 • 精馏塔的未来发展与展望
01
精馏塔控制概述
精馏塔的工作原理
精馏塔是一种用于分离液体混合 物的工业设备，其工作原理基于 物质间沸点的不同来实现分离。
原料液进入精馏塔后，在塔内加 热至沸腾，不同沸点的组分在蒸 汽和液体的相变过程中得以分离。
详细描述
为了减小压力波动，可以采用多级控 制、前馈控制和反馈控制等策略，以 及使用先进的控制算法如PID控制器 和神经网络控制器等。
液位控制
液位是精馏塔操作的另一个重要参数，液位的变化会 影响到产品的质量和产量。
输入 标题
详细描述
通过调节精馏塔的进料流量和塔顶、塔底的排放量， 可以控制精馏塔的液位，使其保持在适宜的范围内。
精馏塔控制的挑战
精馏塔是一个多变量、强耦合、 非线性的复杂系统，控制难度
较大。
操作条件如进料流量、温度、 压力等的变化以及物料的特 性差异都可能影响精馏效果。
此外，精馏塔的动态特性和外 部干扰因素也可能对控制效果 产生影响，如蒸汽压力波动、
进料组成变化等。
02
精馏塔的工艺流程
原料的预处理
01
精馏塔操作基本知识
精馏操作基本知识1、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。
2、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。
3、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。
精馏塔反应器简介
北京化工大学硕士研究生课程论文题目精馏塔反应器的研究现状及应用研究生XXX专业化学工程与技术指导教师XXX日期: 二○ 一四年四月三日精馏塔反应器的研究现状及应用摘要反应精馏是化学反应和精馏过程藕合为一体的单元操作，已成为当今的重要研究领域。
目前，反应精馏技术已在多个领域实现了产业化，在某些新领域也取得了一定进展。
反应精馏和传统精馏技术相比，具备显著的节能和降低投资的优点。
因此，如何最大程度地挖掘反应精馏系统的潜在节能优势，有很高的研究价值。
本文对反应精馏技术的研究现状及其应用进行了综述，介绍了反应精馏塔及催化剂，对催化剂床中传质及流体力学特征，数学模型和反应精馏塔设计方程进行了总结，同时介绍了反应精馏技术的应用现状及其可能的应用领域。
关键字：反应精馏塔流体力学催化剂装填过程模拟ABSTRACTIn recent years，reactive distillation which combined with reaction and separation in one unit，is given extensive attention. At present，the reactive distillation technology has been implemented in many industrial areas，and has also made some progress in some new areas. Contrast to the conventional distillation process，the reactive distillation process can offer more benefits in utility consumption and capital investment. So it makes sense to activate the potential advantage of the reactive distillation columns in the chemical process industry.The development and the application of the reactive distillation were reviewed, and the reactive distillation colum and the catalyst bed were introduced. The mathematic models and the design equation of the reactive distillation column were summarized. The application and the possible field of the reactive distillation were also mentioned.KEY WORDS:reactive distillation, fluid mechanics, catalyst filling, process simulation目录1简介 (1)1.1反应精馏塔概念 (1)1.2反应精馏塔结构 (2)1.3反应精馏技术的应用 (2)2反应精馏塔结构详解 (3)2.1对催化剂的要求 (3)2.2催化剂装填方式 (4)3传质及流体力学特征 (7)3.1流体力学特征 (7)3.2传质 (8)3.3过程模拟 (9)3.4强化混合与传质的措施 (12)4适用反应体系及工业应用实例 (13)4.1适用反应体系 (13)4.2工业应用实例 (14)5结论 (14)1简介1.1反应精馏塔概念蒸馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝，利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。
精馏工艺操作基本知识
8、什么是显热？
纯物质在不发生相变和化学反应的条件下， 因温度的改变而吸收或放出的热量叫显热。
9什么是回流比
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。蒸汽在此冷凝（或部 分冷凝）成液体，将其一部分冷凝液返回塔顶沿 塔板下流，这部分液体叫做回流液；将另一部分 冷凝液（或未凝蒸汽）从塔顶采出，作为产品。 回流比就是回流液量与采出量的重量比，通常以 通常以R来表示，即 R=L/D 式中R-回流比 L-单位时间内塔顶回流液体量，公斤/小时。 D-单位时间内塔顶采储量，公斤/小时。
5.什么是泡点？
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。
6、什么是沸点？
精馏塔的操作
1.精馏操作的影响因素有哪些?
除了设备问题以外，精馏操作过程的影响 因素主要有以下几个方面：塔的温度和压 力（包括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的 塔板）；进料状态；进料量；进料组成； 进料温度；塔内上升蒸汽速度和蒸发釜的 加热量；回流量；塔顶冷剂量；塔顶采出 量和塔底采出量。塔的操作就是按照塔顶 和塔底产品的组成要求来对这几个影响因 素进行调节。
11、什么是全回流？
在精馏操作中，把停止塔进料、塔釜出料 和塔顶出料，将塔顶冷凝液全部作为回流 液的操作，成为全回流。全回流操作，多 半用在精馏塔的开车初期，或用在生产不 正常时精馏塔的自生循环操作中。
12.什么是液泛？
在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至上层塔板， 破坏了塔的正常操作，这种现象叫做液泛。 液泛形成的原因，主要是由于塔内上升蒸汽的速 度过大，超过了最大允许速度所造成的。另外在 精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢流 管内液面上升，以至上下塔板的液体连在一起， 破坏了塔的正常操作的现象，这也是液泛的一种 形式。以上两种现象都属于液泛，但引起的原因 是不一样的。
第5章 精馏塔的控制
102
衡
塔的正常操作 F
影响产品质量
LT 101 LC 101
LR
分 馏 c塔
Vs
FT 101 FC 101
TT 101
TC
H
101
PC 101
LT 102 LC 102
D
B
⑴ 操作压力大于大气压
① 液相采出，馏出物中含有大量不凝物
PT PC
PC
101 101
PT
101
101
LR
D
适合气体流经冷凝器的阻力变化 较小，回流罐的压力基本代表塔 顶压力。
精馏塔原理示意图
5.2 精馏塔受控变量的选择
控制的目的：保证产品质量。 研究的问题：① 检测变量的选择；
② 检测点的位置。 按质量指标：产品成分（直接变量）。 成分分析仪表的特点：周期长、反应慢、滞后大； 故常选择表征成分的间接变量。
常用的间接变量：温度
5.2 精馏塔受控变量的选择
⑴ 测温点的选择 ① 测温点尽量选择在通道滞后较小的点(压力一定)。 ② 采用塔顶回流控制温度时，选择顶部塔板液相温度。 灵敏板：在扰动作用下，达到新的稳态时，温度变化最大塔板。 灵敏板的优点：动态响应较快。 灵敏板的位置：根据分馏塔的模型逐坂计算确定。
液相采出，馏出物中含有大量不凝物
PT PC
PC
101 101
PT
101
101
LR
D
适合气体流经冷凝器的阻力变化较小， 回流罐的压力基本代表塔顶压力。
LR
D
冷凝器的阻力较大时，回流罐 压力不能代表塔顶压力。
液相采出，馏出物中含有少量不凝物
当塔顶气相中不凝性气体量小于塔顶气
十足干货！精馏塔全套动画演示
⼗⾜⼲货！精馏塔全套动画演⽰【本期内容，由深圳瑞升华冠名播出】本⽂导语精馏操作是⼯业上应⽤最⼴的分离操作，也是能量消耗最⼤的化⼯单元操作之⼀。
有关精馏塔（板式塔、填料塔）的结构和⼯作原理，今天⼩7介绍⼏种。
板式精馏塔板式塔剖⾯图板式塔内流体的流动连续操作板式精馏塔动态演⽰板式塔的壳体通常为圆筒形，⾥⾯沿塔⾼装有若⼲块⽔平的塔板。
传质机理塔内液体依靠重⼒作⽤，由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘，然后横向流过塔板，从另⼀侧的降液管流⾄下⼀层塔板。
溢流堰的作⽤是使塔板上保持⼀定厚度的液层。
⽓体则在压⼒差的推动下，⾃下⽽上穿过各层塔板的⽓体通道（泡罩、筛孔或浮阀等），分散成⼩股⽓流，⿎泡通过各层塔板的液层。
在塔板上，⽓液两相密切接触，进⾏热量和质量的交换。
在板式塔中，⽓液两相逐级接触，两相的组成沿塔⾼呈阶梯式变化，在正常操作下，液相为连续相，⽓相为分散相。
功能为有效地实现⽓液两相之间的传质，板式塔应具有以下两⽅⾯的功能：①在每块塔板上⽓液两相必须保持密切⽽充分的接触，为传质过程提供⾜够⼤⽽且不断更新的相际接触表⾯，减⼩传质阻⼒；②在塔内应尽量使⽓液两相呈逆流流动，以提供最⼤的传质推动⼒。
由吸收章可知，当⽓液两相进、出塔设备的浓度⼀定时，两相逆流接触时的平均传质推动⼒最⼤。
在板式塔内，各块塔板正是按两相逆流的原则组合起来的。
但是，在每块塔板上，由于⽓液两相的剧烈搅动，是不可能达到充分的逆流流动的。
为获得尽可能⼤的传质推动⼒，⽬前在塔板设计中只能采⽤错流流动的⽅式，即液体横向流过塔板，⽽⽓体垂直穿过液层。
由此可见，除保证⽓液两相在塔板上有充分的接触之外，板式塔的设计意图是，在塔内造成⼀个对传质过程最有利的理想流动条件，即在总体上使两相呈逆流流动，⽽在每⼀块塔板上两相呈均匀的错流接触。
塔板类型浮阀塔板浮⾆塔板塔板结构塔板结构塔板操作⽰意图塔板特性（⼀）塔板特性（⼆）塔板特性（三）塔板是板式塔的核⼼构件，其功能是使⽓、液两相保持充分的接触，使之能在良好的条件下进⾏传质和传热传递过程。
精馏塔操作基本知识
精馏操作基本知识1、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。
2、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。
3、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。
简述进料热状态对精馏操作的影响
简述进料热状态对精馏操作的影响
精馏操作的进料热状态对精馏设备的性能有重要的影响。
本文将首先介绍进料热状态以及它对精馏操作的影响，然后给出精馏操作中进料热状态应该如何采取措施，最后总结。
一、进料热状态及其对精馏操作的影响
进料热状态指的是进入精馏设备的熔盐溶液的温度。
进料热状态是精馏操作过程中最重要的因素之一，其对精馏操作的影响可以归结为三点：
1.进料热状态会影响精馏塔的热特性：进料的温度越高，精馏塔的热特性就会越差，使得精馏过程的准确性受到影响；反之，如果进料热状态比较准确，那么精馏效果就会比较好，精馏过程也会更加准确。
2.进料热状态会影响精馏设备的工作效率：如果进料温度过低，会导致精馏设备的工作效率降低；如果温度过高，则可能会引起精馏设备的报警，影响设备的正常运行。
3.进料热状态会影响精馏过程中的溶液浓度：进料温度的变化会导致溶液浓度的变化，对精馏过程的精确性产生重大影响。
二、精馏操作中如何处理进料热状态
在精馏操作中，如何处理进料热状态非常重要。
首先，要观察温度棒的实时变化，及时发现和解决系统中温度的问题。
其次，应根据进料材料的性质，结合精馏设备的实际工况，合理
设定进料温度，尽量保持稳定，以保证精馏塔的热特性和溶液浓度精确控制。
最后，在运行过程中应及时监测进料热状态的变化，根据变化情况及时调节设备的参数，保证进料热状态的稳定。
三、总结
综上所述，进料热状态对精馏操作的影响很大，如何处理进料热状态对于精馏操作的准确性和效率有着重要的意义。
因此，在精馏操作中一定要认真观察进料热状态，采取正确的措施，以确保精馏设备的正常运行。
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液沫夹带弹溅
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
过量液沫夹带
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
气泡夹带
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
影响因素及预防措施
雾沫夹带量主要与气速和板间距有关，随气速的增大和板间距
的减小而增加。正常操作时应控制雾沫夹带量不超过0.1 kg(液 体)／kg(干气体)。
3.影响板式塔操作状态和分离效果的主要因素：
物料性质、气液负荷及塔板结构尺寸
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
4. 塔板负荷性能图的基本结构
纵、横坐标：Vs Ls
各种界限条件下的Vs—Ls关系曲线： 1)泄漏线；
2)液沫夹带线 ；
3)液相负荷下限线； 4)液相负荷上限线 ；
5)液泛线 。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
5.分析
操作点：操作时的气相负荷V与液相负荷L在负荷性能图上的坐标点
操作弹性：操作线与负荷性能图的两个交点的气体流量之比
操作线：负荷性能图上通过原点、斜率为V／L的直线
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
液面落差及气体不均匀分布
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
塔板流速分布
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
（二）塔式板的异常操作现象 （1）漏液
气体通过筛孔的速度较小时，气体通过筛孔的动压不足 以阻止板上液体的流下，液体会直接从孔口落下，这种现象 称为漏液。
第三章 精馏操作技术
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
液泛与淹塔
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
（三）塔板的负荷性能图及操作分析
1.塔板负荷性能图：
维持该塔板正常操作所允许的气、 液负荷波动范围。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性2.绘图目：（1）检验塔板设计是否合理 （2）了解塔的操作稳定性、增产的潜力及减负荷运转的可能性 （3）确定塔板性能的适应性
化工单元操作技术
漏液和严重漏液
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
（2）液泛
降液管中泡沫液体高度超过上层塔板的出口堰，板上液体 无法顺利流下，液体充满塔板之间空间的现象。 液泛分类：夹带液泛、降液管液泛
影响因素:气、液相流量及塔板结构特别是塔板间距。
危 害：塔板效率急剧降低，正常操作被破坏。
板式塔的操作特性
（一）塔式板内气液两相的非理想流动 1．空间上的反向流动（返混）
与主体流动方向相反的液体或气体的流动，使传质
推动力减小，降低塔板效率
（1）雾沫夹带
板上液体被上升气体带入上一层塔板的现象。
（2）气泡夹带
液体在降液管中停留时间过短使气泡被带入下一层塔板的现象。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
为避免严重的气泡夹带，工程上规定，液体在降液管内应有足 够的停留时间，一般不得低于5秒。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
板式塔的操作特性
2.空间上的不均匀流动
指气体或液体流速的不均匀分布，同样使传质推动力减少。
（1）气体沿塔板的不均匀分布
液面落差的存在，将导致气流的不均匀分布
（2）液体沿塔板的不均匀流动
液体自塔板一端流向另一端时，在塔板中央流速大，在塔板边缘部分， 流速小。
第三章 精馏操作技术
化工单元操作技术
液面落差
塔板进、出口侧的清液高度差
产生原因：降液管流出的液体横跨塔板流动时必须克服阻力 影响因素：塔板结构、塔径及液体流量。 后 果：导致气体不均匀分布。
预防措施：直径较大的塔，采用双溢流 或阶梯溢流等溢流形式