精馏塔负荷调整原理
精馏塔的结构、工作原理及分类汇总(附图)
精馏塔的结构、工作原理及分类汇总（附图）精馏塔的功能和分类：基本功能：形成气液两相充分接触的相界面，使质、热的传递快速有效地进行，接触混合与传质后的气、液两相能及时分开，互不夹带。
精馏塔分类：精馏塔的种类很多，按接触方式可分为连续接触式（填料塔）和逐级接触式（板式塔）两大类，在吸收和蒸馏操作中应用极广。
板式塔：在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。
气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。
2、板式塔板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘）所组成。
在塔内沿塔高装有若干层塔板，液体靠重力的作用由顶部逐板流向塔底，并在各块板面上形成流动的液层；气体则靠压强差推动，有塔底向上依次穿过各塔板上的液层而流向塔顶。
气液两相在塔内进行逐级接触，两相组成沿塔高呈梯级式变化。
板式塔的塔板塔板是板式塔的主要构件，决定塔的性能。
在几种主要类型错流塔板中，应用最早的是泡罩板，目前使用最广泛的筛板塔和浮阀塔板。
同时，各种新型高效塔板不断问世。
按照结构分，板式塔塔板可以分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔和舌形塔等。
按照流体的路径分，可以分为单溢流型和双溢流型。
3.按照两相流动的方式不同，可以分为错流式和逆流式两种。
（1）溢流塔板溢流塔板(错流式塔板)：塔板间有专供液体溢流的降液管(溢流管)，横向流过塔板的流体与由下而上穿过塔板的气体呈错流或并流流动。
板上液体的流径与液层的高度可通过适当安排降液管的位置及堰的高度给予控制，从而可获得较高的板效率，但降液管将占去塔板的传质有效面积，影响塔的生产能力。
溢流式塔板应用很广，按塔板的具体结构形式可分为：泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板、网孔塔板、舌形塔板等。
（2）逆流塔板逆流塔板（穿流式塔板）：塔板间没有降液管，气、液两相同时由塔板上的孔道或缝隙逆向穿流而过，板上液层高度靠气体速度维持。
精馏塔的工作原理
精馏塔的工作原理
精馏塔是一种用于分离液体混合物的设备，其工作原理基于液体的沸点差异。
它通常由一个垂直筒体和一系列内部组件组成，包括塔板、填料和换热器。
在精馏塔中，混合物进入底部，并通过加热器加热。
加热使液体开始汽化，产生蒸汽。
从底部开始，蒸汽和液体混合物一起向上流动。
在上升过程中，蒸汽遇到塔板或填料，这会导致液体和蒸汽的物理接触。
塔板是平放在塔内的水平平台，上面有许多小孔。
这些孔允许蒸汽通过，并提供了液体和蒸汽之间的接触面积。
借助重力，较重的液体留在塔板上，而较轻的蒸汽通过孔洞继续向上。
填料是一种高表面积的材料，如金属网格、小球或环形。
填料增加了液体与蒸汽之间的接触面积，促进了有效的质量传递。
液体流过填料时，表面积的增加使液滴变得更小，这有利于质量传递的增强。
当液体和蒸汽通过交替的接触区域时，发生质量传递。
较轻的组分具有较低的沸点，更容易汽化并上升，而较重的组分则在液滴中留下。
这种分离过程使得不同组分的浓度逐渐增加或降低，从而实现了分离。
在顶部，纯净的组分以液体或气体形式从精馏塔中抽出。
通过控制温度和流速，可以调整分离过程，使得所需的纯度得以实现。
总之，精馏塔的工作原理依赖于混合物中不同组分的沸点差异，并采用物理接触和质量传递的方式进行分离。
通过控制条件和使用适当的内部组件，可以实现高效的分离作用。
低温精馏原理及精馏塔
哪些因素会影响塔板阻力的变化，观察 塔板阻力对操作有何实际意义？
影响塔板阻力的因素很多，包括筛孔孔径大小、塔板开孔率、 液体的密度、液体的表面张力、液层厚度、蒸气的密度和蒸 气穿过筛孔的速度等等。其中，蒸气和液体的密度以及液体 的表面张力在生产过程中变化很小。孔径大小与开孔率虽然 固定不变，但当筛孔被固体二氧化碳或硅胶粉末堵塞时，也 会发生变化，造成阻力增大。此外，液层厚度和蒸气的筛孔 速度取决于下流液体量和上升蒸气量的多少，在操作中也有 可能发生变化，从而影响塔板阻力的变化。特别是筛孔速度 对阻力的影响是成平方关系，影响较大。 所以，在实际操作中，可以通过塔内各部分阻力的变化来判 断塔内工况是否正常。如果阻力正常，说明塔内上升蒸气的 速度和下流液体的数量正常。如果阻力增高，则可能是某一 段上升蒸气量过大或塔板筛孔堵塞；如果进塔空气量、膨胀 空气量以及氧、氮、污氮取出量都正常，也即上升气量没有 变化，那就可能是某一段下流液体量大了，使塔板上液层加 厚，造成塔板阻力增加；如果阻力超过正常数值，并且产生 波动，则很可能是塔内产生了液悬；当阻力过小时，有可能 是上升蒸气量太少，蒸气无法托住塔板上的液体而产生漏液 现象。因此阻力大小往往可作为判断工况是否正常的一个重 要手段。
2)上塔底部压力和温度的确定。 上塔底部压力是指上塔最后一块塔板下面， 液氧面上压力。等于上塔顶部加上塔塔 板总阻力。 P上塔底=△P上塔板+P上塔顶 =0.015+0.12=0.135MPa 上塔底部的温度是液氧面上氧气的饱和温 度,它由氧纯度和压力决定。根据底部压 力和氧气浓度查气、液平衡图得上塔低 部温度。 T上塔顶=92.8K
上塔压力低些有什么好处
上塔的低温产品气体出塔后要通过换热器回收冷量，经 复热后再离开装置。上塔的压力需要能够克服气体在通 过换热器时的阻力。但是，要求在满足需要的情况下， 尽可能地低。这是因为： 1）在冷凝蒸发器中冷凝的液氮量不变、主冷温差不变得 情况下，如果上塔压力降低，则下塔压力相应地会自动 降低。通常，上塔压力降低0.01MPa，下塔压力可降低 0.03MPa。对于全低压制氧机，随着下塔压力降低，空 压机的排气压力也可降低，进塔空气量会增加，从而可 以增加氧产量和降低制氧机的能耗。 2)上、下塔压力降低，可改善上、下塔的精馏工况。因为 压力低时，液体中某一组分的含量与其上方处于相平衡 的蒸气中同一组分的含量的差数要大些，而压力高时此 差数会减小。气、液相浓度差越大，则氧、氮的分离效 果越好。即在塔板数不变的情况下，压力低一些，有利 于提高氧、氮的纯度。因此在操作时，要尽可能降低上 塔压力。 应指出，上塔压力降低是有限的。因为氧、氮产品的排 出压力有一定要求，在排出过程中，还要克服换热器和 管道的阻力。
精馏操作
精馏的原理和操作探讨学习精馏的原理——定义在一定压力下进行多次冷凝、蒸发，分离混合物的精馏操作称为精馏。
精馏塔的三大平衡：（1）物料平衡即F = D + W （进料＝塔顶采出+塔底采出）对某一组分（轻组分）：F xF=D xD+W xW操作中必须保证物料平衡，否则影响产品质量。
精馏设备的仪表必须设计为能使塔达到物料平衡，以便进行稳定的操作。
为了进行总体的进料平衡，塔顶和塔底的采出量必须进行适当的控制，进料物料不是做为塔顶产品采出，就是作为塔底产品采出。
通过调节阀控制（2）热量平衡QB + QF = QC + QD + QW + QLQB——再沸器加热剂带入的热量QF——进料带入热量QC——冷凝器冷却剂带出的热量QD——塔顶产品带出热量QW——塔底产品带出热量QL——散失于环境的热量操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足要求，才能保持平稳操作。
再沸器和进料的热量输入必须转移到塔顶冷凝器。
如果试图使再沸器加热量输入和回流控制相互独立，那么该系统就不会稳定，因为热量不平衡。
（3）汽液相平衡在精馏塔板上温度较高的的气体和温度较低的液体相互接触时要进行传质、传热，其结果是气体部分冷凝，液相中重组分增加，而塔板上液体部分汽化，使汽相中轻组分浓度不断增加，当汽液相达到平衡时，其组分的组成不在随时间变化。
在精馏塔的连续操作过程中应做到物料平衡、气-液平衡和热量平衡，这3个平衡互相影响，互相制约。
借鉴R-134a一分塔的一些操作经验一、稳定几个参数包括进料温度、塔顶压力、回流量、回流温度，操作时尽量保持这几个参数的稳定，特别时塔顶的压力，其他三个参数可以作微调，或是从节能的角度考虑进行调节二、保持物料平衡根据操作经验和馏出口分析确定塔顶重关键组分的量和塔底轻关键组分的量，塔顶采出=进料量*进料中轻组分含量*（1+重关键组分含量）塔底采出=进料量*进料中重组分含量*（1+轻关键组分含量）或塔底采出=进料量—塔顶采出塔顶采出=进料量—塔底采出实际操作中根据塔顶和塔底馏分的质量要求确定计算方法，看那个的质量要求的比较严格，如果是塔顶产品的质量要求高，那么就通过塔顶采出=进料量*进料中轻组分含量*（1+重关键组分含量）计算塔顶采出量，在由塔底采出=进料量—塔顶采出计算塔底采出量，确定了物料平衡（以上为粗略计算，存在一定偏差，实际操作中还要参考产品质量和塔的压差）。
精馏塔调节操作
1 精馏塔的操作调节1：当进料组成下降时如果保持回流比和馏出液的采出率（塔顶）不变，则精馏段操作线斜率不变。
但受进料组成下降的影响，塔内每塔板上易挥发组分减少，则塔顶馏出液组成和塔釜组成也随之下降。
要维持塔顶产品质量（原馏出液组成不变）。
可采取增大回流比或减少塔顶采出率。
如果进料组成变化很大时，可以适当下调进料位置增加精馏塔板数，并同时加大回流比和减少塔顶采出率的方法来调节。
2：当进料热状态发生变化时当进料带入塔的热量增加时，如果保持回流比不变时，为保持塔顶冷凝器的负荷不变，进料越多则塔底供热就越少，则塔釜上升的蒸汽量就减少，从而减少提馏段每块塔板的分离能力；如果保持塔釜的汽化量不变，进入塔的热量增加，精馏段上升的蒸汽就越多，塔顶冷凝器的负荷增加，回流相应增加，则塔顶馏出液组成增加。
则进料热状态变化时，应根据冷凝器和再沸器的负荷能力调节回流量和塔釜的汽化量。
1、当进料中轻组分增加。
如混硝带水和甲苯含量大，会带来加料不稳,釜温下降,真空下降,真空水池水发白（带有甲苯）等等问题。
应采取⑴检查混硝中是否带水还是甲苯含量大,找出原因加以解决。
⑵加大顶采量减少回流比。
2、进料中轻组分减少。
表现为塔顶温度上升。
应采取⑴减少顶采量增大回流比。
⑵改变加料点位置。
三进料温度变化进料组成变化时对精馏操作的影响及调节⑴进料温度低，使上升蒸汽的一部分冷凝成液体,向下流增加了精馏塔提馏段的负担,使再沸器蒸汽消耗增加,引起釜采质量下降,甚至不合格。
⑵进料温度高,进料气体直接上升,进入塔的精馏段,造成顶采质量下降,甚至不合格。
进料温度变化对塔内上升蒸汽量有很大影响，因此塔釜加热量及塔顶冷凝量需要调节。
四塔釜温度波动原因及调节方法在精馏过程中，当塔压一定时,只有保持一定的釜温,才能保证一定的残液组成,因此釜温是精馏操作重要的一个控制指标。
其釜温波动有以下几点:⑴进料组成变化会引起釜温波动。
⑵调节回流比也会引起釜温变化,如回流比加大(顶采量减少)则轻组分压入塔釜,使其温度下降。
精馏塔操作中常见问题及处理方法
精馏塔操作中常见问题及处理方法1精馏操作中怎样调节塔的压力？影响塔压变化的因素是什么？任何一个精馏塔的操作，都应把塔压控制在规定的指标内，以相应地调节其它参数。
塔压波动过大，就会破坏全塔的物料平衡和气液平衡，使产品达不到所要求的质量。
所以，许多精馏塔都有其具体的措施，确保塔压稳定在适宜范围内。
对于加压塔的塔压，主要有以下两种调节方法：1.塔顶冷凝器为分凝器时，塔压一般是靠气相采出量来调节的。
在其它条件不变的情况下，气相采出量增大，塔压下降；气相采出量减小，塔压上升。
2.塔顶冷凝器为全凝器时，塔压多是靠冷剂量的大小来调节，即相当于调节回流液温度。
在其它条件不变的前提下，加大冷剂量，则回流液的温度降低，塔压降低；若减少冷剂量，回流液温度上升，塔压上升。
对于减压精馏塔的压力控制，主要有以下两种方法：1.当塔的真空借助于喷射泵获得时，可以用调节塔顶冷凝器之冷剂量或冷剂温度从而改变尾气量的方法来调节塔的真空度。
当被分离的物料允许与空气接触时，在此控制方案中，蒸汽喷射泵在最大的能力下工作，调节阀装在通大气的管线上，用调节阀开度的大小，调节系统的尾气抽气量，从而达到调节塔的真空度的目的。
2.当采用电动真空泵抽真空时，调节阀装在真空泵的回流管线上，用调节阀开度的大小来调节系统的尾气抽出量，从而调节塔的真空度。
对于常压塔的压力控制，主要有以下三种方法：1.对塔顶压力在稳定性要求不高的情况下，无需安装压力控制系统，应当在精馏设备（冷凝器或回流罐）上设置一个通大气的管道，以保证塔内压力接近于大气压。
2.对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能和空气接触时，塔顶压力的控制可采用加压塔塔压的控制方法。
3.用调节塔釜加热蒸汽量的方法来调节塔釜的气相压力。
2精馏操作中怎样调节釜温？影响釜温波动的因素是什么？釜温是由釜压和物料组成决定的。
精馏过程中，只有保持规定的釜温，才能确保产品质量。
因此釜温是精馏操作中重要的控制指标之一。
精馏塔的操作和全塔效率的测定实验
0.1532
39914
0.9339
0.8468
塔釜
39427
1.0000
1.0000
0
0.0000
0.0000
以塔顶为例,具体的计算步骤如下:
乙醇的质量百分数
水的质量百分数
乙醇的摩尔分数
水的摩尔分数
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
（2）在部分回流连续精馏操作时，根据进料组成 和分离要求（ ≥93%， ≤3%）。初步估计操作回流比R的大小，根据进料流量（2～4L/h）估算D和W。
同理，D=0.2887，塔顶采出率D/F=0.0656
2.5在进料量5.0L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =5.5，同样计算方法的如下表格
回流比5.5
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
4849
0.0781
0.1780
43621
0.9219
0.8220
塔釜
60228
1.0000
2.1 在进料量4L/h，回流量 ,采出量 下，回流比 =1.9，同样计算方法的如下表格
回流比1.9
水
乙醇
峰面积
质量百分数
摩尔分数
峰面积
质量百分数
摩尔分数
塔顶
2692
0.0653
0.1515
29374
0.9347
0.8485
塔釜
31851
1.0000
1.0000
0.0000
0.0000
利用理论塔板绘制软件，得到理论塔板数为11（含塔釜），所以全塔效率为
石油精馏塔的气液相负荷分布规律
如果忽略过汽化度，则汽化段 液相负荷(即精馏段最低一层塔板 n流下的液相回流量)为：
Ln=0，kmol/h
实际计算中应将过汽化度计入， 此时Ln不等于零，气相负荷(从汽 化段进入精馏段的气相流量)为：
VF=D+M+G+S+Ln ，kmol/h
三、最低侧线抽出板下方的气、液相负荷
先考察Ln-1。为此，作隔离体系I， 暂不计液相回流Ln-1在n板上汽化时 焓的变化，则进、出隔离体系的热 量为：
m 1
V L G(h G,t h G,t m 1 ) m 1
令 Qm-1=Q入，m-1－Q出，m-1 kJ/h 由第m-2板流至第m-1板的液相回流 量为：
V L Lm2 Qm1 / (hL h Lm2 ,t m2 ) m2 ,t m1
四、经过侧线抽出板时气、液相负荷的变化
一、塔顶气、液相负荷 先不考虑塔顶回流，则
Q入 Feh
V F ,t F
F (1 e)h
L F ,t F
Sh
V S ,t S
V L Q出 Dh V Sh Mh D,t1 S,t1 M,t M L Gh G,t Wh L W,t
G W
令 Q=Q入Q出，kJ/h
则Q显然是为了达到全塔热 平衡必须由塔顶回流取走的热 量，亦即全塔回流热。
一、塔顶气、液相负荷
全塔回流热Q
V L Q L0 (hL h L0 ,t 0 ) 0 ,t1
塔顶回流量
L0 Q
L hV h L0 ,t1 L0 ,t 0
塔顶气相负荷
V1 L0 +D+S
二、汽化段气、液相负荷
V V V V Q入,n DhD,t Mh Gh Sh M,t F G,t F S,t F F
精馏塔汽液负荷的计算
精馏塔汽液负荷的计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：精馏塔是石化、化工、炼油等行业中常见的设备，用于物质的分馏和提纯。
在精馏塔的操作过程中，汽液负荷是一个非常重要的参数，它可以反映塔内液体和气体的分布情况，对于提高精馏效率、降低能耗具有重要意义。
1. 汽液负荷的定义汽液负荷是指在精馏塔内单位时间内通过的汽相和液相的质量流率之比。
在工业生产中，通常用公式表示为：F =G / LF为汽液负荷，单位为kg/kg；G为塔顶汽相的质量流率，单位为kg/s；L为塔底液相的质量流率，单位为kg/s。
计算汽液负荷需要首先确定塔顶和塔底的压力、温度、液位、流量等参数，然后通过质量平衡和能量平衡来确定汽液负荷。
质量平衡方程式可以表示为：G为塔顶汽相的质量流率，L为塔底液相的质量流率，V为塔底液相的蒸馏液质量流率。
在确定好压力、温度等参数后，可以利用热力学关系式计算塔底的液相和汽相的质量流率，进而得出汽液负荷的数值。
汽液负荷是指精馏塔内液体和气体相互作用的一个重要参数，它直接影响着塔内的传质和传热效率。
当汽液负荷适中时，利于塔内物质的均匀分布和传递，有利于提高分馏效率；而当汽液负荷过大或过小时，会导致传质不均匀，可能会造成设备结构和操作的不稳定，降低分馏效率。
4. 如何调节汽液负荷在实际生产中，为了保证精馏塔正常运行和提高生产效率，通常可以通过调节进料流量、冷凝器和减压器的设定参数等方式来调节汽液负荷。
当需要增加汽液负荷时，可以通过增加塔底进料流量或降低减压器出口压力来实现；反之，需要降低汽液负荷时，可以通过减少塔底进料流量或增加减压器出口压力来实现。
合理控制和调节汽液负荷是保证精馏塔正常运行和提高生产效率的关键之一，只有在具体情况下根据操作要求和工艺参数进行合理的调整，才能保证精馏作业的顺利进行。
【具体作业可参考相关资料或与专业人士进行咨询。
】第二篇示例：精馏塔是一种用于分离液体混合物的化工设备，它通过将混合物加热至汽液两相状态，然后在分馏塔内通过塔板或填料进行分馏，从而实现不同组分的分离。
精馏塔调节操作
1 精馏塔的操作调节1：当进料组成下降时如果保持回流比和馏出液的采出率（塔顶）不变，则精馏段操作线斜率不变。
但受进料组成下降的影响，塔内每塔板上易挥发组分减少，则塔顶馏出液组成和塔釜组成也随之下降。
要维持塔顶产品质量（原馏出液组成不变）。
可采取增大回流比或减少塔顶采出率。
如果进料组成变化很大时，可以适当下调进料位置增加精馏塔板数，并同时加大回流比和减少塔顶采出率的方法来调节。
2：当进料热状态发生变化时当进料带入塔的热量增加时，如果保持回流比不变时，为保持塔顶冷凝器的负荷不变，进料越多则塔底供热就越少，则塔釜上升的蒸汽量就减少，从而减少提馏段每块塔板的分离能力；如果保持塔釜的汽化量不变，进入塔的热量增加，精馏段上升的蒸汽就越多，塔顶冷凝器的负荷增加，回流相应增加，则塔顶馏出液组成增加。
则进料热状态变化时，应根据冷凝器和再沸器的负荷能力调节回流量和塔釜的汽化量。
1、当进料中轻组分增加。
如混硝带水和甲苯含量大，会带来加料不稳,釜温下降,真空下降,真空水池水发白（带有甲苯）等等问题。
应采取⑴检查混硝中是否带水还是甲苯含量大,找出原因加以解决。
⑵加大顶采量减少回流比。
2、进料中轻组分减少。
表现为塔顶温度上升。
应采取⑴减少顶采量增大回流比。
⑵改变加料点位置。
三进料温度变化进料组成变化时对精馏操作的影响及调节⑴进料温度低，使上升蒸汽的一部分冷凝成液体,向下流增加了精馏塔提馏段的负担,使再沸器蒸汽消耗增加,引起釜采质量下降,甚至不合格。
⑵进料温度高,进料气体直接上升,进入塔的精馏段,造成顶采质量下降,甚至不合格。
进料温度变化对塔内上升蒸汽量有很大影响，因此塔釜加热量及塔顶冷凝量需要调节。
四塔釜温度波动原因及调节方法在精馏过程中，当塔压一定时,只有保持一定的釜温,才能保证一定的残液组成,因此釜温是精馏操作重要的一个控制指标。
其釜温波动有以下几点:⑴进料组成变化会引起釜温波动。
⑵调节回流比也会引起釜温变化,如回流比加大(顶采量减少)则轻组分压入塔釜,使其温度下降。
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
精馏塔的调节与操作型计算
回流比的影响： R，精馏段操作线斜率 ；提馏段操作线斜率，两操作线 与平衡线距离，传质推动力，塔板分离能力 。当操 作达到稳定时 xD 必有所提高， xW 必将降低。 定量方法：试差
先假定一个xW→物料衡算→ xD →逐板计算或图解法→ xW计 比较两者 注意：馏出液流率D/F一定时，R ，xD 虽有所提高，但 （1）受全塔物料衡算的限制：xD=FxF/D； （2）受塔板数的限制，提高程度有限； （3）受到塔釜及冷凝器负荷的限制。
对高纯度分离，一般不能用简单的 测量塔顶温度来控制馏出液组成。
塔顶 塔板序号 高纯度分离
灵敏板：温度改变最显著的塔板。 以该塔板上的温度监控全塔的操作 状态，有利于对精馏塔进行预见性 调节。灵敏板通常靠近进料口。
塔釜 温度 t
y3=0.9641
y4=0.9243 y5=0.8497 y6=0.7289
x3=0.9158
x4=0.8318 x5=0.6959 x6=0.所得全塔的气、 液 组成列于附表。
x10=0.0825与初始假设值x’w=0.0821基本相近，计算有效。 回流比增加，xD增大而xW减小，即塔顶和塔釜产品的纯度皆提高
D x F xW 0.25 0.085 0.1844 F x D xW 0.98 0.085
F 5.424 D
当回流比R=8时，假设此时的x’w=0.0821，由物料衡算式得
x'D (1 x F xW D F D ) F 0.25 0.0821( 1 0.1844 ) 0.9928 0.1844
GLL
已知全塔理论板数，进料位置或精馏段ND和提馏段NW的理 论板数，进料组成xF和进料热状态参数q，回流比R及物系 平衡数据或相对挥发度α，求可能达到的xD和xW。 其图解试差法的步骤为： ① 在x-y图上作平衡线和对角线； ② 作q线； ③ 计算精馏段操作线斜率R/(R+1)； ④ 求xD。先假设一个x’D，并作出精馏段的操作线，在其和 平衡线间作阶梯得到精馏段所需的理论板数N’D,若N’D=ND， 则假设合理，即xD=x’D；若N’D≠ND，则重新假设并重复上 述步骤，直到N’D=ND为止。 ⑤ 求xw。先假设一个x’w，并作出提馏段的操作线，在其和 平衡线间作阶梯得到提馏段所需的理论板数N’W ，若 N’W=NW ，则假设合理，即x’w=xw ；若N’W≠NW ，则重新假 设并重复上述步骤，直到N’W=NW为止。
精馏塔原理及操作
1．基本型 液位计根据浮力原理，浮子在测量管内 随液位的升降而上、下移动，浮子内的 永久磁钢通过磁耦合作用，驱动红、白 色翻柱翻转180°，液位计上升时，翻 柱由白色转为红色，下降时由红色转为 白色,从而实现液位的指示。
回流比控制器
回流比控制器操作
开机。接通电源，回流和采出均显示为0，（开机初始状态为全回流 状态） 设定时间基数。开机时，S（秒基）指示灯亮，此时回流与采出时间 以秒为基数。切换时间基数按S/Q键，同时按一下H/C键 设定回流值。按一下H/C，再按增量键 或减量键 ，设定所需回 流值（绿色指示灯） 设定采出值。按一下H/C键，再按增量键或减量键，设定所需采出值 （红色指示灯） 启动工作状态。回流比值设定完毕，按一下S/Q键，进入自控运行状 态。此时回流和采出的时间按倒计时方式显示，并交替工作。 变更工作状态。若需全回流操作，按一下H/C键即可，如调整回流比， 可按一下H/C键，使仪表转入设定状态，设定完毕按S/Q键，回流比 控制器按重新设定的回流比运行 关机。在工作状态下，按一下H/C，切断电源
控制仪表列表
仪表名称
温度显示仪表 温度显示仪表
仪表号
TPT CNZ-5132PT 显示塔底温度
用途
显示第9块板温度
温度显示仪表
温度显示仪表 温度显示仪表 温度显示仪表 压力表 压力表 压力表 压力表 压力表 液位计
TI-3
TI-4 TI-5 TI-6 PI-1 PI-2 PI-3 PI-4 PI-5 LIC-1
V17 V18 V19 V20 V20a V21 V21a V22 V23 V24 V25 V26 V27 V28 V29 V30 V31
塔底馏出物采样阀 塔底冷却储罐循环水进口阀 塔底冷却储罐循环水出口阀 第9块板侧线采出开关控制阀组 第9块板侧线采出管线上的旁路阀 第21块板侧线采出开关控制阀组 第21块板侧线采出管线上的旁路阀 侧线采出管线上转子流量计前阀门 侧线采出管线上转子流量计后阀门 侧线采出管线上转子流量计旁路阀门 侧线冷却器循环水进口阀 侧线冷却器循环水出口阀 侧线冷凝器到侧线储罐管路上的阀门 侧线采出产品取样阀 侧线冷凝器的排净阀 精馏塔到再沸器管线上的排净阀 回流管路上的排净阀
精馏塔工作原理以及名词解释
• ② 溢流堰 为保证气液两相在塔板上形成足够 的相际传质表面,塔板上须保持一定深度的液层， 为此,在塔板的出口端设置溢流堰。塔板上液层 高度在很大程度上由堰高决定。对于大型塔板， 为保证液流均布，还在塔板的进口端设置进口堰。
• ③ 降液管 液体自上层塔板流至下层塔板的通 道，也必须有足够的空间，让液体有所需的停 留时间。此外，还有一类无溢流塔板，塔板上不 设降液管，仅是块均匀开设筛孔或缝隙的圆形筛 板。操作时，板上液体随机地经某些筛孔流下， 而气体则穿过另一些筛孔上升。无溢流塔板虽然 结构简单，造价低廉，板面利用率高，但操作弹 性太小，板效率较低，故应用不广。
• (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。
• 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）。
• 吸收过程中,组分由气(y)相主体传递到与之接 触的液(x)相主体的历程分为三步(见图)：
精馏塔内气液相负荷分布规律
VF=D+M+G+S+Ln ，kmol/h
三.最低侧线抽出板下方的气液相负荷
先考察Ln-1。为此，作隔离体系I， 暂不计液相回流Ln-1在n板上汽化时 焓的变化，则进、出隔离体系的热 量为：
V V V V Q入,n DhD,t Mh Gh Sh M,t F G,t F S,t F F
一、塔顶气、液相负荷 二、汽化段气、液相负荷 三、最低侧线抽出板下方的气、液相负荷 四、经过侧线抽出板时气、液相负荷的变化 五、塔顶第一、第二塔板之间的气、液相负荷
一.塔顶气液相负荷
先不考虑塔顶回流，则
V L V Q入 FehF F ( 1 e ) h Sh ,t F F ,t F S ,t S
m层塔板的回流热Qm Qm= Q入，m－Q出，m 液相回流量Lm-1
V L Lm1 Qm / (hL h Lm1 ,t m1 ) m1 ,t m
n层塔板气相负荷：
Vm D+M+G+S+Lm-1
三.最低侧线抽出板下方的气液相负荷
由于tm<tn，故Q出，m< Q出，n ，所以 Ｑm>Qn
汽化段以上，沿塔高上行，须由 塔板上取走的回流热逐板增大。
V L Lm1 Qm / (hL h Lm1 ,t m1 ) m1 ,t m
Ln Ln1 Lm Lm1
精馏塔自下而上，各层塔板油 料愈来愈轻，摩尔液相回流量越 来越大，摩尔气相负荷也越来越 大。
四.经过侧线抽出板时气液相负荷的变化
塔顶回流量
L0 Q
L hV h L0 ,t1 L0 ,t 0
塔顶气相负荷
V1 L0 +D+S
精馏塔热负荷 -回复
精馏塔热负荷-回复精馏塔热负荷是指精馏塔在操作过程中吸收或释放的热量总量。
它是一个重要的参数，影响着精馏塔的性能和经济效益。
本文将逐步回答关于精馏塔热负荷的一系列问题，并对其进行详细解析。
一、什么是精馏塔热负荷？精馏塔热负荷是指精馏塔在操作过程中吸收或释放的热量总量。
在精馏过程中，液体从底部向塔顶升华，同时气体从塔顶向底部冷凝。
这个过程中涉及到热量的传递，精馏塔需要吸收和释放一定的热量。
这些热量是由塔内的物料之间的传热所产生的。
二、精馏塔热负荷的影响因素有哪些？精馏塔热负荷受到多个因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 塔顶温度：塔顶温度是影响精馏塔热负荷的重要因素之一。
当塔顶温度提高时，塔内气体的冷凝程度减弱，塔体需要吸收更多的热量来实现液体的升华，从而使热负荷增加。
2. 流体进出口温度差：流体进出口温度差直接影响着热负荷的大小。
进口温度高、出口温度低的情况下，塔体需要吸收更多的热量来实现液体的升华，热负荷相应增加。
3. 塔底温度：塔底温度也会对热负荷产生一定的影响。
塔底温度增加时，气体的冷凝程度减弱，塔体需要吸收更多的热量来实现液体的升华，热负荷相应增加。
4. 物料流量：物料流量是影响精馏塔热负荷的另一个重要因素。
物料流量的增加或减少会直接影响塔体内的气体冷凝和液体升华程度，从而改变热负荷的大小。
三、如何计算精馏塔热负荷？精馏塔热负荷的计算通常采用能量平衡法。
具体步骤如下：1. 确定流体的进出口温度，以及进出口流量。
2. 计算进出口流体的焓值差。
焓值差可以通过查表或使用热物性计算软件得到。
3. 计算塔内传热流量。
传热流量可以通过流体的进出口热负荷差，乘以流体的流量得到。
4. 将传热流量除以塔体的有效传热面积，得到单位面积的传热流量。
5. 乘以整个塔体的有效传热面积，得到总的传热流量。
6. 根据传热介质的物性参数，计算传热介质的热传导方程，进而得到精馏塔热负荷。
四、如何降低精馏塔热负荷？降低精馏塔热负荷可以提高精馏塔的性能和经济效益。
精馏塔进料量的调节原则
精馏塔进料量的调节原则咱今儿就聊聊这精馏塔进料量的调节原则哈。
我记得头一回见那精馏塔的时候，好家伙，那家伙高高大大地立在那儿，就跟个巨人似的。
塔身那叫一个光滑，泛着冷冷的金属光，周围还有各种管道啊、阀门啊，密密麻麻的，看着就头疼。
咱说这进料量的调节啊，那可不是随随便便就能干的事儿。
首先呢，得看这塔的负荷。
就好比一个人吃饭，你不能一下子给他塞太多，也不能让他饿着，得适量。
这塔也一样，要是进料量太大了，那塔里面就跟闹集市似的，乱套啦！各种物料挤在一起，分离效果那肯定好不了。
就好比你要从一堆乱七八糟的东西里找个宝贝，那不得费老劲了嘛。
有一回，我那同事啊，新来的小伙子，可能是想表现表现，哐哐就把进料量给加大了。
结果呢，那塔里面就跟开了锅似的，压力蹭蹭往上涨，温度也跟着乱了套。
我们几个老伙计在旁边急得直跺脚，赶紧喊他：“哎哎哎，你这是干啥呢！这进料量可不能这么瞎整啊！”那小伙子一脸懵，站在那儿不知道咋办好了。
咱接着说哈，这进料量也不能太小。
太小了呢，这塔就跟吃不饱饭似的，没劲儿干活啊。
分离效率低得很，浪费时间又浪费能源。
就好比你开车，油加得太少，车能跑起来，但那不得慢悠悠的嘛，啥时候才能到目的地啊。
还有啊，得根据原料的性质来调节这进料量。
不同的原料，那脾气可不一样。
有的原料就跟个调皮的小孩似的，得小心伺候着；有的呢，又比较老实，相对好对付一些。
比如说，有些原料容易挥发，那进料量就得稍微控制得低一点，不然啊，还没等在塔里好好分离呢，就都跑光啦。
再一个呢，就是要考虑产品的质量要求。
如果对产品质量要求特别高，那进料量就得稳稳当当的，不能有一点马虎。
就好比做精细的手工活，得慢慢来，急不得。
我有个老搭档，他就特别在意这产品质量，每次调节进料量的时候，那眼睛瞪得跟铜铃似的，死死盯着那些仪表，一点点地调整，嘴里还念叨着：“可不能出差错啊，这质量得保证了。
”反正啊，这精馏塔进料量的调节原则啊，得综合各种因素考虑。
不能光凭感觉，也不能死搬硬套，得灵活掌握。
精馏塔汽液负荷的计算
精馏塔汽液负荷的计算全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：精馏塔是化工生产中常见的设备，用于将混合液分离成不同组分的纯液体。
精馏塔的效率和性能直接影响到生产工艺的稳定和经济性。
而精馏塔汽液负荷是一个重要的参数，用来评估精馏塔内部的液相和气相流动情况，从而指导操作和优化设计。
精馏塔汽液负荷的计算是一个复杂而重要的课题。
在实际生产中，通常采用理论计算、模拟计算和实验测定相结合的方法来确定精馏塔的汽液负荷。
下面我们将重点介绍一些常用的计算方法和步骤。
了解精馏塔汽液负荷的定义是很重要的。
精馏塔的汽液负荷是指塔顶的液相流量与气相流量之比，通常用G吸和L吸来表示。
G吸是指单位时间内塔顶气相的流量，单位为m3/h；L吸是指单位时间内塔顶液相的流量，单位为m3/h。
汽液负荷的大小直接影响到塔内的传质和传热效率，因此需要合理地计算和控制。
计算精馏塔汽液负荷的方法有很多种，常见的包括理论计算、模拟计算和实验测定。
在理论计算中，我们可以利用质量平衡和能量平衡方程来推导出汽液负荷的计算公式。
通常情况下，我们需要考虑精馏塔内部的各种传热和传质过程，比如塔板塞孔、板间液相混合、气液传质等因素，来建立汽液负荷的模型。
在模拟计算中，我们可以借助流体力学软件仿真塔内流体的运动状态，从而计算出塔顶的气相和液相流量。
通过模拟计算，我们可以更加直观地了解塔内的流动情况，优化操作参数，并提高塔的分离效率。
实验测定是确定精馏塔汽液负荷的有效手段之一。
通过在实际生产中对精馏塔进行试验，我们可以直接测量出塔顶的气相和液相流量，得到真实的数据。
在实验测定中，我们需要注重试验条件的控制和数据的准确性，来得到可靠的汽液负荷数值。
精馏塔汽液负荷的计算是一个复杂而重要的工作。
通过理论计算、模拟计算和实验测定相结合的方法，我们可以有效地确定精馏塔的汽液负荷，指导生产操作和优化设计，提高精馏塔的性能和效率。
希望本文能为相关工作人员提供一些帮助和参考。
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6.9.8 塔负荷性图
目标：了解塔水力学性能，提出改进措施
（1）塔板负荷性能图
从前面介绍的内容可知，为避免塔板发生异常流动，要求设计必须满足一定的约束条件。
将表示满足各约束条件的适宜操作范围的图形称之为
塔的负荷性能图。
该图可以气相流量为纵坐标，液相流量Lh为横坐标绘制。
当塔板结构尺寸初步确定之后，在对几个主要水力学参数进行校核，
论证其结构是否合理，然后通过绘制负荷性能图，对塔板结构进一步确认。
① 过量液沫夹带线，或气相上限线
过量液沫夹带量，故取
（6.9.23）
将式中操作气速u表示为：
由以上分程整理可得：
（6.9.24）
由式（6.9.24）绘制曲线①
图 6.9.26 负荷性能图
② 液相下限线
当堰上液头高＝6mm，
塔板效率急剧下降，则不宜再
减了，是平直堰最小溢流强度，
即液相流量的下限。
（6.9.25）
由上式解得
所以，液相下限线为一垂直线，如图中②所示。
③ 气相下限线
当气相流量降到一定程度时，塔将产生严重漏液，由漏液点气速
，中含有，故关联不同工况下漏液的气、液两相流量关系
（6.9.26）
如曲线③所示。
目标：了解塔水力学性能，提出改进措施
（1） 负荷性能图（续）
④液相的上限线
当液体在降液管中停留时间低于5s 时，液相中所含气体释放不净，导致返混，影响塔板效率。
此时，液相流量不宜再增大，故称该流量为液相流量上限线。
如图6.9.26中垂线④所示。
⑤降液管内液泛线
当降液管内泡沫层高度达到上层塔板，使液流不畅时即开始发生液泛，根
据液体流动的能量衡算所得关系，则：
（6.9.27）
式中较小，一般可略去，将，，表达关系代入，则关联降液管液泛时，其气、液两相流量的关系：
（6.9.28） 如图6.9.26中曲线⑤所示。
⑥操作线
根据设计条件给定流量
、
，即可在图6.9.26确定设计点
，过o ，
p 作操作线交③于a ，⑤于b 点。
a 点所示的气相流量为该塔板的最小气体流量
b 点所示的气相流量为该塔板的最大气体流量
、 为该塔板操作负荷的上、下限。
两者之比为塔的操作弹性：
（6.9.29）
塔板操作弹性并非恒定不变，而与操作条件有关。
当操作的即回流比R 发生变化时，其操作弹性随之改变，其控制线也有所不同，如图6.9.27所示。
a 、b 、c 三种操作工况的气相上、下限、均有所不同，故其操作弹性也不相同，各操作控制线不相同。
a 工况受液相下限及液沫夹带线控制。
b 工况则受漏液限及降液管液泛
线控制。
c 工况则受漏液线及液相上限控制。
如图9.6.27所示。
①、②、③、④、⑤线是5个约
束条件作出的曲线，所组成的图即负
荷性能图所围的区域，即塔板的适宜操作范围。
图 6.9.27 塔板气相上、下限
与操作条件的关系。