精馏塔的操作总结

精馏塔的操作总结

与塔效率的测定

一、实验目的

(1)熟悉板式塔的结构及精馏流程；

(2)理论联系实际，掌握精馏塔的操作；

(3)学会精馏塔塔效率的测定方法。

二、基本原理

1．二元精馏过程的质量指标和操作变量

精馏塔的进料通常是前一工序或另一精馏塔的出料，为简化讨论，认为它稳定不变。 二元精馏过程的质量指标是塔顶塔釜的轻组分含量

d x 和w x 。主要操作变量是塔顶采出率D 和塔釜加热量Qh 。

2．维持连续精馏过程稳定操作的条件

(1)根据进料量及组成、产品的分离要求，严格维持物料平衡。

1）总物料平衡：塔的总进料量应恒等于总出料量。即

F = D + W

当进料量大于出料量时，会引起淹塔；相反，出料量大于进料量时，会引起塔釜干料，最终都将破坏精馏塔的正常操作。

2)各组分的物料平衡：在满足总物料平衡的情况下，应同时满足轻组分物料平衡。即 w d f Wx Dx Fx +=

由上述二式可知：为获得合格产品，必须保证一定的塔顶、塔釜采出率：

w d w f x x x x F D --= 和

F D F

W -=1

实际操作中，塔釜采出率W一般是根据塔釜液位的高低来操作，而塔顶采出率D的大小则直接影响着质量指标。

（2）精馏塔应有足够的分离能力。

在塔板数一定的情况下，正常的精馏操作要有足够的回流比，才能保证一定的分离效果，得到合格的产品。而回流比的大小是由塔内热量衡算所决定，其中，塔釜加热量Qh是个十分重要的操作变量。

（3）精馏塔操作时，塔内应有正常的气液负荷量，避免发生以下不正常的操作状况：

1)严重的液沫夹带现象

上升气流将塔板上的液体的一部分带至上层塔板，这种现象称为液沫夹带。液沫夹带是一种与液体主流方向相反的流动，属返混现象，将使板效率降低。液流量一定时，气速过大将引起大量的液沫夹带，严重时还会发生夹带液泛，破坏塔的正常操作。

2)严重的漏液现象

精馏塔内，液体与气体在塔板上应进行错流接触，但是当气速较小时，部分液体会从塔板开孔处直接漏下。这种液漏现象使气、液两相不能充分接触。严重的液漏将使塔板上不能持液而无法正常操作。

3）溢流液泛

因受降液管通过能力的限制而引起的液泛称溢流液泛。结构一定的精馏塔，随着汽液负荷的增大，或塔内某塔板的降液管有堵塞现象时，降液管内清液高度将不断增加，当降液管内液面升至溢流堰板上缘时，降液管内的液体流量为其极限通过能力，若液体流量超过此极限值后，板上开始积液，引起溢流液泛，最终会使全塔充满液体，破坏塔的正常操作。

3．如何判断塔内稳定操作的条件是否满足

（1）灵敏板温度

对于物料不平衡和分离能力不够所造成的产品不合格现象，早期可通过灵敏板温度的变化得到预测，及时采取相应的措施以保证产品的合格。图a是物料不平衡时(采出率太大)时，全塔温度2分布的变化情况。图b是分离能力不够时(回流比减小)时，全塔温度分布的变化情况。比较图a和图b可以看出，采出率太大或回流比太小时，灵敏板的温度均上升，但前者温度的上升是突跃式的，而后者则是缓慢式的；同时，前者塔顶和塔釜的质量指标中有一个是合格的，而后者则两个质量指标都不合格。据此特点可判别造成产品不合格的原因，并作相应的调整。