精馏基础知识

提馏段 汽相回流 再沸器
塔底产品
塔板/填料提供气液交换的场所。 再沸器的作用是提供一定流量的上升蒸气流。 冷凝器的作用是提供塔顶液相产品并保证有 适当的液相回流。 回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度，精 馏连续定态进行的必要条件。
萃取精馏
一种特殊的蒸馏方法，用以分离恒沸混合物或组
分挥发度相近的液体混合物。在被分离的混合物中加 入另一种组分（称为萃取剂，是一种难挥发物质）。 新加入物质不与被分离的混合物中的任何组分形成恒 沸溶液，但可以改变混合物中各组分的相对挥发度。
汽液平衡
主要体现了产品的质量及损失情况，它是靠调节 塔的操作条件（温度、压强）及塔顶上汽液接触情况 来达到的。同时，汽液平衡与物料平衡又有着不可分
割的关系。
热量平衡
热量平衡是塔内物料平衡和汽液相平衡得以实现 的基础，没有塔釜供热就没有上升蒸汽，没有塔顶冷 凝就没有回流液，整个精馏过程就无法实现，而热量 平衡又依附于物料和汽液平衡 。 精馏塔的操作，掌握好物料平衡、汽液平衡热量 平衡是精馏操作的关键所在。这三个平衡是相互影响、 相互制约的。
符合某组分物料平衡式时，将有两种表现：

轻组分的采出量超过了物料平衡量。使塔内的物料组 成变重，全塔温度逐步升高。塔项馏分中的重组分浓 度增加，以致使质量不合格。

重组分的采出量超过了物料平衡的量，全塔的物料组 成将随着操作的进行而逐渐变轻，塔身温度下降，特
别是底温明显下降，底液中轻组分的浓度增加。
化，尤其要影响到二塔的进料，如果一塔出料中易挥 发组分增加，使提馏段负荷增加，可能因分离不好而 造成塔釜产品质量的不合格。
进料状态的影响
ห้องสมุดไป่ตู้
进料状况有冷液进料、泡点进料（饱和液体）气液 混合进料、露点（饱和蒸汽）进料、和过热蒸汽进料。 如果是冷液进料，且进料温度低于加料板上的温度，
那么，加入的物料全部进入提馏段，使提馏负荷增加，

影响产品质量和物料平衡。 改变组分间的相对挥发度，压力增加，组分间的相 对挥发度降低，分离效果会下降。

改变塔的生产能力，压力增加，组分的重度增大， 塔的处理能力增大。
进料成分的影响
加料组分的改变，直接影响到产品质量。加料中 重组分增加，使精馏段负荷增加，在塔板数不变时，
则分离效果不好，对于双塔精馏，一塔产品组分的变
V
D,xD V F,zF L L,xD
大，料液加入量必等于塔顶和塔釜所
得产品量之和。
V＇ L＇ V＇
总物料衡算
F D W
L＇
W,xW
图10-11 全塔物料衡算
易挥发组分物料衡算 FzF DxD WxW
物料平衡体现了塔的生产能力，它主要是靠进料
量和塔顶、塔底采出量来调节。如果精馏塔的操作不
取剂提取了溶质成为萃取相， 分离出溶质的混合液成为萃余 相。
萃取剂回收
通常 ,萃取过程在高温下进行,萃取的结果是萃 取剂提取了溶质成为萃取相，分离出溶质的混合液
成为萃余相。萃取相的混合物，需要用精馏或解吸
等方法进行分离，得到溶质产品和溶剂（萃取剂）， 萃取剂供循环使用。 T8塔顶为萃余相，塔底为萃取相，进到T9塔。 T9分离出粗苯（溶质）和萃取剂（溶剂）。
精馏塔操作要点
物料平衡：指单位时间内进塔物料量等于出塔物料量 气液相平衡：指气液两相不同状态的混合物，存在一 个系统中，在两相间进行物质传递，最终系统的温度、压 力保持恒定，各相的组成保持不变。 热量平衡：是指进塔热量和出塔热量的平衡。
精馏塔物料衡算
对稳定操作连续精馏塔，无论塔 顶的回流液量与塔釜的再沸蒸汽量多
到与混合物中其他组分分离的目的。这种依据液体混合
物各组分在溶剂中溶解度的差异分离液体混合物的单元 操作称为液-液萃取，简称萃取，俗称抽提。
萃取操作过程
萃取过程中，所选择的溶 剂称为萃取剂；混合液在溶解 度大的组分称为溶质，而不溶
原料液
或溶解度小的组分称为稀释剂。
经过混合、分离后形成两
层液相：萃取相和萃余相。萃
影响精馏操作的因素：
对于精馏塔操作的影响因素：除了被分离物料的
性质和组成外，还有操作条件（例如：温度、压强、 流量等），结构条件（例如：塔高、塔径和塔板结构 等）而对于我们操作工人来讲，需要掌握的则主要是 操作条件对精馏操作的影响 。
塔压的影响

塔的设计和操作都是基于一定的塔压下进行的，因此 精馏塔首先要保持压力的稳定，塔压的波动对塔的操 作将产生如下影响：
精馏基础知识
主讲：尚明明 2018年11月26日
精 馏
精馏是将由挥发度不同的组分所组成的混合液，塔底 加热产生向上气相，塔顶冷凝液提供部分液相，气液相在
塔内进行传质传热，多次地进行部分气化和部分冷凝，最
终气相中轻组分浓度沿塔向上逐步升高，液相中重组分浓 度沿塔向下逐步增大，从而得混合液得到一定程度的分离。
精馏原理：精馏塔中蒸汽自下而上流动，液体自上而下流
动。汽液两相在塔板上接触并分开。
接触时汽相的热传递给液体，使液体易挥发组分 汽化传质到汽相中； 而汽相被液体冷凝使汽相中的难挥发组分部分冷 凝转 部分
入到液相中。
汽相与液相离开后，汽相中的易挥发组分浓度高， 液相中难挥发组分提高。
于是，经过多次部分汽化和部分冷凝，最后在塔顶 得到高纯度的轻组分，而在塔底获得高纯度的重组 分，达到较完善的分离程度。 精馏与蒸馏的区别： 精馏有“回流”，而蒸馏没有“回流”
挥发度大的组分由塔顶馏出，挥发度小的组分与加入
的物质聚集于塔底。
苯（沸点：80.1 ℃ ） 己烷（沸点：80.6℃）
萃取精馏
在萃取过程中，在液体混合物中加一种溶剂，该溶 剂对混合物中欲萃取的组分有显著的溶解能力，而对其 余组分完全不溶或溶解能力较小，并形成两个液相，使 欲萃取的组分通过液-液相界面扩散到溶剂中去，从而达
塔釜消耗蒸汽量增加，塔顶难挥发组分含量降低。精馏 塔常用的进料方式是泡点进料。
回流
回流是维持全塔正常操作的必要条件。回流量的大小对 精馏效果、产品质量、塔板数和水、电、气的消耗都有直接 影响。提高回流比，可以提高产品质量。但同时回流比增加 会增加装置能耗，所有在生产中应选择合适的回流比。
在规定的分离要求下，即塔顶、塔釜采出的组成为一定
时，逐渐减小回流比，此时所需要的理论数将逐渐增加至无 穷多，这个回流比的数值，称为完成该项任务的最小回流比。
冷凝器
精馏塔以加料板为界分为 两段，精馏段和提馏段。 精馏 段 ： 加 料 板 以 上的塔 段为 精 馏 段 ， 其 作 用是逐 板增浓上升气相中易挥发 组分的浓度。 提馏段：包括加料板在内 的 以 下 塔 板 为 提 馏 段，其 作用逐板提取下降的液相 中易挥发组分。
液相回流
塔顶产品
精馏段
料液