连续精馏流程

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图3 筛板塔的操作情况
三、进料板上物料传质过程
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在生产过程中，加入精馏塔的原料液有五种不同的热状况，受不同 进料热状况的影响，使从进料板上上升的蒸气量及下降的流体量发 生变化。 问题13 原料液有哪五种进料热状况？ 回答——原料液有以下五种进料状况：冷液体、饱和液体、气液混 合物、饱和蒸气和过热蒸气。
图2 连续精馏装置与流程
一、连续精馏流程
例1 苯-甲苯溶液经进料板进入精馏塔 中，苯蒸气从塔顶出来经全凝器全部 冷凝下来，一部分回流入塔，另一部 分经冷却后作为塔顶产品不断采出； 甲苯从塔底出来一部分作为塔底产品 连续采出，另一部分在再沸器中被加 热，产生甲苯蒸气，逐板上升。 问题5 如图2所示，全凝器的作用是 什么？ 回答——将塔顶上升的蒸气全部冷凝， 以获得液相产品及保证有适量的液相 回流，从而使精馏能连续稳定地进行。 问题6 如图2所示，再沸器的作用是 什么？ 回答——提供一定量的上升蒸气量， 并提供精馏塔所需能量。
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图2 连续精馏装置与流程
二、精馏塔内物料运行状况
精馏塔内以塔板作为气、液两相接 触传质的基本构件。 图3所示的为筛板塔中任意第n块板 上气液两相的操作情况。 例2 如图3所示，塔板上开有许多 小孔，由下一层板（即n+1层板） 上升的蒸气通过板上小孔上升，而 上一层板（即n-1层板）上的液体通 过溢流管下降至第n层板上，在第n 层板上气液两相密切接触，进行传 热和传质。
图3 筛板塔的操作情况
二、精馏塔内物料运行状况
问题11 图3中相邻三块塔板的气液相组 成大小关系怎样？ 回答——yn-1＞yn＞yn+1；xn+1＜xn＜xn1。 问题12 图3中相邻三块塔板的温度大小 关系怎样？ 回答——tn-1＜tn＜tn+1。
精馏塔内多块塔板传热和传质的 总结果，使得塔顶可得较纯的易 挥发组分，塔底可得较纯的难挥 发组分。
图1 精馏装置
问题1 在图1所示的精馏装置中，此操作方式是连续操 作还是间歇操作？ 回答——精馏过程可连续操作，也可间歇操作，图1所示的精馏 操作是连续精馏操作。
图1 精馏装置
一、连续精馏流程
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图2所示为典型的连续精馏装置 流程图。 问题2 如图2所示，连续精馏流 程图的主要设备是什么？ 回答——精馏塔。 问题3 精馏塔的主要功能是什么？ 回答——为气、液两相提供充分 接触的机会，使传热和传质过程 迅速而有效地进行，并且使接触 后的气、液两相及时分开，互不 夹带。
发组分转入液相中；而气相部分冷凝时放
出之潜热就传给液相，使液相部分气化， 图3 筛板塔的操作情况 其中部分易挥发组分转入气相中。在第n层 板上同时进行传热和传质过程。
传热和传质的总 结果是什么？ 回答——使离开第n层板的液相中易挥 发组分较入该板时降低，而离开第n层 板的气相中易挥发组分浓度又较进入该 板时增高，即yn＞yn+1；xn＜xn-1。 问题10 yn＞yn+1；xn＜xn-1说明什么？ 回答——yn＞yn+1说明气相中易挥发组 分浓度得到一次增加；xn＜xn-1说明液 相中难挥发组分浓度得到一次增加。
图2 连续精馏装置与流程
一、连续精馏流程
问题7 如图2所示，再沸器中 的加热介质是什么？ 回答——由图2可以看出，再 沸器中的加热介质是水蒸汽。 问题8 判断 （1）全凝器就是冷却器。( ) （2）在每层塔板上，回流液 体与上升蒸气互相接触，进行 传热和传质。( )
在化工生产中，虽然以连续精馏 为主，但是对某些场合采用间歇 精馏操作为宜，在下一个知识点 中将进一步说明。
知识点编号：ZYKC20112902040502
连续精馏流程与物料运行状况
〖新课导入〗
在《传质与分离》学习领域课程中，已进行“精馏装置和精馏原 理”的内容学习。 回顾1 生产中的精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、 塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、 回流用泵等辅助设备。如图1所示。
〖课堂巩固 〗
练习1 图4所示的是一连续精馏流程，图中所标示的7个设备名称是 什么？并简述其流程。 练习2 以精馏塔内某块塔板为例，试述精馏塔内物料在塔板上的操 作情况。
图2 连续精馏装置与流程
一、连续精馏流程
问题4 根据图2，试述连续精馏流程。 回答——连续精馏装置流程如图2所 示。以板式塔为例，原料液预热至 指定的温度后连续地从进料板加入 精馏塔，液相部分与塔上部下降的 液体汇合，然后逐板下流，最后流 入塔底，部分液体作为塔底产品 （釜残液）连续采出，其主要成分 为难挥发组分，另一部分液体在再 沸器中被加热，产生蒸气，蒸气逐 板上升，最后进入塔顶冷凝器中， 经冷凝器中被全部冷凝为液体，并 将一部分冷凝液用泵送回塔顶作为 回流液体，其余部分经冷却器降温 后被送出作为塔顶产品（馏出液） 连续采出，其主要成分为易挥发组 分。
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图3 筛板塔的操作情况
二、精馏塔内物料运行状况
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设进入第n层板上的气相浓度和温度分别为 yn+1和tn+1，液相的浓度和温度分别为xn-1和 tn-1，二者互相不平衡，tn+1＞tn-1，液相中 的 浓 度 xn-1 大 于 与 yn+1 成 平 衡 的 液 相 浓 度 xn+1*。 当组成为yn+1的气相与组成为xn-1的液相在 第n层板上接触时，由于存在温度差和浓度 差，气相就要部分冷凝，使其中部分难挥
三、进料板上物料传质过程
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问题14 原料液从进料板加入后在精馏塔内如何流动呢？ 回答——原料液从进料板加入后，液相部分与精馏段下降的流 体汇合后进入提馏段，逐板下降，最后从塔底排出；蒸气部分 则与提馏段上升的蒸气汇合后进入精馏段，逐板上升，最后从 塔顶排出。 例3 气液混合物进料时，其液相部分与精馏段下降的流体一起 逐板向下流动；其气相部分与提馏段上升的蒸气一起逐板向上 流动。 问题15 在进料板上有没有传热和传质过程呢？ 回答——与精馏塔内每块塔板相似，进料板上同时进行着传热 和传质的双重过程。