精馏塔常识回流等概念

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。

但是当上升气体在塔板上是液体形成涡流时，浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起，破坏了液体沿流动方向的浓度变化，这种现象较做返混现象。

返混现象能导致分离效果的下降。

返混现象的发生，受到很多因素的影响，如停留时间、液体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力梯度等。

5，最适宜的进料板位置确定
最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下，具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。

在化学工业中，多数精馏塔都设有两个以上的进料板，调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。

当进料组分中的轻关键组分比正常操作较低时，应将进料板的位置向下移，以增加精馏段的板数，从而提高精馏段的分离能力。

反之，进料板的位置向上移，则是为增加提馏段的板数，以提高提馏段的分离能力。

总之，在进料板上进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组分的含量，而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。

这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成，从而保持平稳操作。

6，精馏操作的影响因素
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。

7，进料组成的变化对精馏操作的影响
进料组成的变化，直接影响精馏操作，当进料中重组分的浓度增加时，精馏段的负荷增加。

对于固定了精馏段板数的塔来说，将造成重组份带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。

若进料中的轻组分的浓度增加时，提馏段的负荷增加。

对于固定了提馏段塔板数的塔来说，将造成提馏段的轻组分蒸出不完全，釜液中轻组分的损失加大。

同时，进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化。

组份变轻，则塔顶馏分增加，釜液排出量减少。

同时，全塔温度下降，塔压升高。

组份变重，情况相反。

进料组成变化时，可采取如下措施。

（1）改进料口。

组份变重时，进料口往下改；组份变轻时，进料口往上改。

（2）改变回流比。

组份变重时，加大回流比；组份变轻时，减少回流比。

（3）调节冷剂和热剂量。

根据组成变动的情况，相应地调节塔顶冷剂和塔釜热剂量，维持顶、釜的产品质量不变。

精馏塔操作问题小结
精馏, 基本知识
精馏操作知识问答
一、有关基本概念
1．温度的表示方法有几种?它们之间怎样互相换算?
在精馏操作中，温度的数值是一个重要的控制指标，如进料温度、塔顶温度、塔釜温度，回流液温度等等。

为了测量温度数值的高低，根据不同的原理，生产了多种型式的温度计。

在标明温度数值时，国内目前通用摄氏温标，它的单位记做℃。

如常压下纯水的沸点为100℃，冰水混合物的温度为0℃。

国外除了摄氏温标外，也有采用华氏温标的，它的单位记做℉。

它们之间的换算式为：
℉=（℃*9/5）+ 32
℃=(℉—32)*5/9
除了摄氏温标外，在精馏有关计算时，往往采用绝对温度，即摄氏温度的数值再加上273．16(有时简化成273)后所得的数值，它的单位记做K。

2．什么是压强?什么是表压，真空度和绝压?
物体单位表面上所受的力称压力强度，简称压强。

工厂里习惯上把压强叫做压力，从科学的定义来说，这种叫法是不严密的。

我们在使用这个术语时，要特别注意，它不是物体所有表面受力的总和，而是每一单位表面上受的力。

严格地说，对物体表面受的力在方向上有规定，
是以与表面垂直方向的力为准，如果不是，则要进行换算。

工厂里，力的单位常用公斤，面积单位常用平方厘米，故压强的单位记为公斤／厘米2‘．习惯上称1公斤／厘米’为一个工程大气压，就是我们平常所说的‘一个压力”。

压力也有其它单位，如以液柱高表示。

目前规定以760毫米水银柱高所产生的压强称为一个物理大气压(或标准大气压)。

换算成水柱或公斤／厘米‘。

它们的关系是：
1物理大气压=760毫米汞柱=10．332米水柱=1.034公斤／厘米‘
由上可以看出，一个工程大气压与一个物理大气单相差不大(约0．3％)。

1程大气压=735．6毫米汞柱=10米水柱=1公斤／厘米’
工厂里，开口接通大气的设备，为常压设备，承受的压力为大气压力，压力表的读数为0。

受压超过大气压力的设备和物料，压力表的读数只是超过大气压力的那部分数值，这个数值称为表压，而受压低于大气压力的设备和物料，如减压蒸馏塔，压力表指示的是低于大气压力的差值，此值称为真空度。

为此，把设备和物料实际所受的压力规定为绝对压力，简称绝压。

对于受压超过大气压力的系统，其绝对压力为：
P（绝对）=P（大气）+ P（表压）
对于受压低于大气压力的系统，则绝对压力为：
P（绝对）=P（大气）+ P（真空）
P（表压）、P（真空）均指压力表的读数，P（大气）为受压设备和物料所在地的物理大气压数值，它的大小和当地的海拔高度及气候情况有关。

设备和物料所受压力超过了大气压力，由于物理大气压与工程大气压数值相差不大，可近似看成相等，它们之间的偏差主要取决于当地海拔高度，海拔高度愈高，偏差愈大，如海拔高度为1500米时，大气压力的数值与标准物理大气压约差100毫米汞柱，此时一般不使用物理大气压或工程大气压作为压力的单位，而是用毫米汞柱。

3、什么是相和相平衡?
在了解相平衡之前，首先要知道什么是相?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料的数量无关。

如，水和冰混在一起，水为液相，冰为固相，它们之间有个明显的界面。

再例如，空气为多种气体的混合物，只具有一相，水和油都是液体，它们混在一起，形成了水相和油相，是两个相，糖溶解在水里形成糖水，尽管它由固体的糖和液体的水组成，但形成的糖水却是一相，如果加的糖太多，-溶解不了，就形成了固体糖和液体糖水，这是两相。

一般情况下，物料在精馏塔内是汽，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，各相的量和各组分在各相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。

例如，在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。

但是这个传热和传质过程并不是无止境的，当汽、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。

精馏过程中汽、液两相能否达到平衡状态呢?一般是达不到的。

因为在实际塔板上气液两相的接触时间和接触面积是有限的。

如，汽相中低沸点组分的浓度总是要比处于相平衡时汽相中低沸点组分的浓度低一些。

而相平衡是塔板上汽、液两相传热和传质的极限状况(理想状况)。

当实际情况与理想状况愈接近时，该板的分离效果愈好。

4．什么是饱和蒸汽压?
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，它随温度升高而增加。

如所周知，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的容器里，并抽走上方的空气，当水不断蒸发时，水面上方汽相的压力，即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。

但是，当温度一定时，汽相压力最终将稳定在一个固定的数值上，这时的汽相压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压力。

应当注意的是，当汽相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值时，液相的水分子仍然不断地气化，汽相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，液体和气体达到平衡状态。

所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压力时，汽液两相即达到了相平衡。

饱和蒸汽压是物质的一个重要性质，它的大小取决于物质的本性和温度。

表1-1列出了几种物质的饱和蒸汽压的数据。

从表1—1可以看出，当温度相同时，乙烯的饱和蒸汽压力最高，以下依次为丁二烯、苯、水，苯，乙烯，苯酚的最小。

根据这个情况，我们说，乙烯最容易挥发，苯酚最不容易挥发。

通常，是用相同温度下饱和蒸汽压力的大小来衡量物质是否容易挥发。

但要注意，除了温度要相同外，这时指的是纯物质之间的相互比较，而不是把它们混合以后来比较液面上方气相中各组分的蒸气所具有的压力。

再以水为例，可以看出，饱和蒸汽压是随温度的升高而升高的。

但不同的物质，它们的饱和蒸汽压力随温度的变化情况是不一样的。

在精馏操作的压力范围内，可以不考虑压力对饱和蒸汽压数值的影响(严格说来是有影响的)。

前面所说，要把液面上方的空气抽走，是为了介绍方便。

实践证实，液面上方若有其它气体存在(如密闭容器里的空气)，只要这些气体不与液体发生化学变化，也没有物理变化(如溶解)，气体自身压力不太大时，饱和蒸汽压的数值只与温度有关。