精馏塔操作基本知识

蒸馏操作的基本知识什么是1，相和相平衡？答：相是具有相同物理特性和化学特性的系统内的均匀部分，不同的相之间经常存在不同的相界面。系统中的相数与物质数无关。水和冰混合后，水是液态的，冰是固定的。一般材料是精馏塔中的气体，液体两相。在特定的温度和压力下，如果物料系统中存在多个想象，并且每个上的物料相对和每个上的物料组浓度不随时间变化，则系统称为平衡状态。如果保持平衡，物质会继续运动，但每个阶段的数量和每个组的浓度不会随着时间而变化，条件发生变化，就会产生新的相平衡，所以相平衡不是静态的，也不是绝对的。例如，在蒸馏系统中，蒸馏塔板的温度高的气体和温度低的液体相互接触时进行传热及传质，结果气体部分凝结形成的液体沸点成分的浓度持续增加。塔板上的液体部分气化形成的气相低沸点成分的浓度持续升高。但是，这种传热、传质过程不是无穷的，气液两相平衡后，该组的两相组成不再随时间变化。什么是饱和蒸汽压？答：在特定温度下，液体(或固体状态)与同一类物质平衡的蒸汽产生的压力称为饱和蒸气压，随着温度的增加而增加。据悉，杯子里的水因蒸发而逐渐减少。如果把纯净水放入密封容器里，抽出上面的空气，水蒸发后，水面上的气象压力，即水的蒸汽，所承受的压力继续增加。但是温度恒定的时候，天气压力保持得最稳定，这时压力被称为在这个温度下水的饱和蒸汽压。要注意，当气体相压力的数值达到饱和蒸气压的数值时，液体中的水分子继续气化，气相中的水分子也继续凝结成液体。只是因为水的气化速度等于水蒸气的凝结速度，液体量没有减少，气体和液体也没有增加。因此，气液两相在液体纯物质蒸汽的压力为饱和蒸气压时达到平衡。蒸馏是什么，蒸馏的原理是什么？答：将液体混合物部分汽化，产生的蒸汽部分凝结多次，将混合物分离成必要成分的过程称为蒸馏。为什么液体混合物多次部分汽化，同时部分凝结多次，就可以分离成纯成分或比较纯的成分呢？在初级气化的情况下，凝结是液体混合物中包含的成分的沸点不同，因此在一定温度下部分汽化时，低沸点容易气化，因此气相的浓度高于液体，而液体高沸点的浓度高于气体。它改变了气液两相的组成。汽化引起的蒸汽部分凝结容易凝结高沸点，因此凝结水的高沸点浓度高于气体相，凝结水的低沸点浓度高于冷凝水。这样一次经过部分气化和部分冷凝，混合液通过各组分浓度的变化进行初步分离。如果进行这样多次，最终留在液体中的基本上是高成本的成分，在气象上大体上是低沸点的成分。由此可见，多个部分气化和多个部分凝结同时进行，可以将混合物分为纯或比较纯的成分。液体气化需要吸收热量，气体冷凝需要释放热量。我们可以为液体气化提供气体凝结时释放的热量，以便适当利用热量。也就是说，气液两相直接接触，在传热的同时进行物质传递。为了满足这些要求，实际上，这些多部分汽化是在板状装置中进行的，该装置具有多个部分凝结的过程起到了反向流动的作用。逆流是液体受热温度高的气体，由下而上、由下而上、由下而上、由下而上(富含低沸点成分)是逆流。塔发生的传热和传质过程如下：1)气液两相热交换，利用部分汽化引起的气体混合物的热量，加热部分凝结引起的液体混合物；2)气液两相交换与热交换同时是质的交换。温度低的液体混合物由温度高的气体混合物汽化为加热2部分。这时挥发性的差异(因为低沸点的挥发性强，高沸点的挥发性差)，低沸点的挥发性比高沸点的挥发性多，结果表明低沸点的成分从液体转化为气体相，气相挥发性成分浓缩。同样，高温天气混合物加热温度低的液体混合物，使其部分凝结。同样，由于挥发性的差异，高沸点成分从气相转化为液相，液体中挥发性成分浓缩。蒸馏塔由几个托盘组成，塔顶称为塔顶，塔底称为塔水壶。塔内的一座塔只有一次部分汽化和部分冷凝，托盘数越多，部分汽化和部分冷凝越多，分离效果越好。通过整个蒸馏过程最终从塔顶获取高纯度的挥发性成分，塔得到的基本是挥发性成分。露点是什么？答：气体混合物在一定的压力下冷却到某种温度时产生的第一个小水滴，这种温度在指定的压力下称为该混合物的露点温度。露点温度的气体称为饱和气体。精馏塔屋顶上蒸的气体温度是露点温度。有趣的是，第一种野生不是纯成分，在露点温度下与气体平衡的液体组成是相互平衡而决定的。由此可见，气体混合物不同，塔的露点也不同。5、什么是气泡点？答：液体混合物在一定压力下加热到一定温度时，液体中出现的第一个很小的气泡，即开始沸腾时的温度，这种液体在指定压力下称为发泡点的温度，简称发泡点。泡点温度的液体称为饱和液体，即精馏塔的水壶温度。必须说明，这第一个很小的气泡也不是纯成分，其构成也是由相平衡关系决定的。沸点是什么？答：如果纯液体物质的饱和蒸汽压等于外部压力，液体就会沸腾，此时温度在指定压力下称为液体沸点。纯物质的沸点随外部压力的变化而变化。外部压力增加，沸点升高，外部压力降低，沸点降低。对于纯物质，在一定的压力下，发泡点、露点和沸点都是一个值。7潜热是什么？a:单位重量的纯物质在相变(据说在没有化学反应的情况下，物质对相变的相变状态发生了变化)。水变成冰或水变成水蒸气等相变过程。)过程吸收或释放的热量称为潜热。1公斤水从液体加热变成水蒸气的过程中吸收的热量称为水的汽化潜热，一般称为千卡/公斤。值得注意的是，相变中温度和压力都不变。否则不能称为潜热。因此，在说潜热值的时候，必须说明在什么温度下施加什么压力，以及进行什么相变过程。1公斤水在760毫米汞柱压力下汽化，100摄氏度时，汽化潜热为539.6千卡。相反，在此条件下水蒸气凝结释放的热量称为冷凝潜热，其值相等。混合物的潜热可以测量或计算，其值的大小不仅与元件的性质有关，而且与元件的含量有关，不是固定的数值。你看到什么热？答：纯物质在没有相变和化学反应的情况下，由于温度变化而吸收或释放的热量称为滴定热。9回流比是什么答：蒸馏过程中加热混合物产生的蒸汽由塔顶蒸出，进入塔冷凝器。蒸汽在这里把凝结水(或部分凝结水)变成液体，使其中的一部分回到塔顶，沿着托盘流动，这部分液体称为回流液。从塔顶提取凝结水(或未凝固的蒸汽)的其他部分作为产品。回流比就是回流额量和产量的重量比，通常用r表示R=L/D类型R-回流比L-单位时间内塔逆流液体量，千克/小时。d单位时间内的塔储量，千克/小时。10、最低回流比是什么？答：指定的分离精度要求，即塔顶、塔水壶装满特定配置时，逐渐减少回流比，此时所谓的理论板数逐渐增加。回流比减少到特定值时需要的理论板数不清，该回流比的值成为执行预定分离操作的最小回流比。正常运行时，实际回流比是最小回流比的1.3 2倍。什么是完全回流？答：停止蒸馏中的塔供给、塔供给和塔排放，将塔冷凝液全部用作回流液操作，使其完全回流。完全回流操作主要用于精馏塔操作初期或异常生产时精馏塔的自循环操作。12、回流比的最佳比率如何确定？答：对于固定分离要求流程，降低回流比会降低运营成本(主要是塔水壶、热和塔顶冷却能力)，增加所需的托盘数，增加塔的投资成本。相反，增加回流费会减少托盘数，但运行费用会增加。因此，在设计时，应选择最合适的回流费之一，将投资成本与经常运转的运营成本之和减少到最低，在特定经济条件下，回流费称为最合适的回流比。最合适的回流比是最小回流比的1.3 2倍。13、精馏塔的压降是什么？答：所谓精馏塔的压降，通常称为塔水壶和塔顶的压降。对于板式塔，塔板压降主要由三部分组成：干燥板压降、液层压降和克服液体表面张力的压降。塔和塔顶的压差是整个塔各托盘压降的总和。所谓干板压降是指蒸馏塔内上升的气体(或蒸汽)通过没有液体的托盘时产生的压降；气体通过各层板的液体层时产生的压降称为液层压降。气体克服液体表面张力产生的压降，称为液体表面张力压降。对于固定塔，正常运行时塔压降主要取决于上升气体的流速大小，有塔压降与气体流速的平方成正比的经验。14空塔速度是什么？与孔速度有什么关系？答：空塔速度是指单位时间内蒸馏塔的上升蒸汽体积与塔的横截面面积之比，即塔内上升蒸汽在单位时间内流动的距离。单位为米3/秒。米2或米/秒。公式为w=VSA格式中W-空塔速度，米/秒；Vs-上升蒸汽体积流量，米3/秒；Aa-塔的总横截面积，米2。Aa=0.785D2(d表示塔式内径，米)w=vs/0.785d2孔速度表示单位时间内通过上升气流的上升蒸汽的体积和孔的整个剖面，即通过上升气流的上升气体的流速，以米3/秒为单位。米2或米/秒，公式：w孔=大/at样式：w孔-孔速度，米/秒；At-上升气孔的总横截面积，米2。上升气孔的总横截面积由塔板开口率确定，开口率设置为，因此，公式为w孔=大/0.785 D2 =w/空塔速度是影响蒸馏操作的重要因素之一。对于已经确定的塔，在允许的范围内提高空塔速度可以提高塔的生产力。空塔速度提高到一定限度后，气液两相在托盘上的接触时间太短，造成了严重的谜团，破坏了塔的正常运行。确定空塔速度，即雾带量低于10%，通常称为最大允许速度。空塔的速度太低，气体无法通过孔或支撑上层托盘的液体，塔上的液体可以通过上升口回流到下层托盘，这种现象称为液体泄漏。泄漏严重的情况下，特别是筛网塔、浮阀塔、舌形塔等蒸馏塔的分离效果减少。15、塔的洞口面积是什么？开放率如何确定？答：精馏塔内有从下往上的蒸汽和从上往下的液体流动，必须同时通过每个托盘。气体通过托盘的通道称为上坡路，上升气孔的整个截面是每个托盘的开放面积。浮阀塔的孔面积是所有浮阀孔的截面面积之和。开口切削的选择取决于生产负荷的大小和允许蒸汽的速度。开洞比例通常是选定开洞面积与空塔总剪切面积的比率，用表示。=at/aa 100%-开放速度At-洞口的总横截面积，米2Aa-空塔总横截面积，米2有时，可以设计为使用不同的开洞比例，以适应塔中每个板或段的不同气体负荷。开放速度不同，传质效率也不同。另外，开放率对塔的处理能力有很大影响。在同一塔路径上，处理能力随着开路率的增加而相应增加。对于相同的处理效能，开口比率增加可以减少塔直径，因此开口比率是设计的重要指标之一。什么是液泛？答：蒸馏操作中，下层塔板上的液体涌入上层托盘，破坏塔的正常运行。这种现象称为液泛。液泛形成的原因主要是塔内蒸汽上升速度太大，超过了最大允许速度。此外，蒸馏操作中液体负载过多，溢出管的液体水平上升时，以及上下托盘中的液体相互连接，妨碍塔正常运行的现象也经常发生，这是液泛的一种形式。上述两种现象都属于液泛，但原因不同。什么是雾沫？答：雾带是指气体从底部托盘输送到顶部托盘的液体滴。在物质传递过程中，如果多给雾沫，就不能上升到塔顶，将重组带到产品中，从而降低产品的质量，在物质传递过程中，浓度不会下降，反而会降低托盘效率。对给定的塔，最大允许的雾混线限制气体的上升速度。影响雾带数量的因素有很多，包括托盘间距、空塔速度、堰高度、流动速度和材料的理化性质。也有必要指出，雾的含量和捕集装置的结构之间的关系也很大。影响雾沉降量的因素很多，但最大的影响因素是空塔速度和两个托盘之间的气液分离空间。对于固定塔，雾带的数量主要随着空塔速度的增加而增加。但是，如果增加托盘之间的距离并扩展分离空间，空塔速度将相应增加。18、什么是液体泄漏？答：塔板上的液体从上升气体通道反向流向下层托盘的现象称为泄漏。在蒸馏操作中，上升气体所具有的能量不足以通过塔板的液层，或者低于液层所具有的位置能量，就会支撑液体，产生泄漏。空塔速度越低，泄漏越严重。结果是，使液体的一部分不与托盘中上升的气体接触，流向底部托盘，不应该留在液体中的低沸点成分不会蒸发，托盘效率下降。因此，托盘适当操作的最低空塔速度受液体泄漏的限制，正常操作时托盘的泄漏不应超过塔板液体量的10%。泄漏量的大小是评价托盘性能的特性之一。屏、浮阀塔板和舌塔板在塔内空气上升速度小的情况下容易发生泄漏。19、什么是操作灵活性？a:工作弹性表示上升气体速度的最小允许值(负载下限)和最大允许值(负载上限)之间的范围。上升气体速度在此范围内波动时，蒸馏塔能以一定的分离效果维持正常运行。如上所述，蒸馏塔的最大负荷限度是上升蒸汽的雾沫量不超过蒸汽流量的10%；最小负荷是塔板的液体泄漏不超过液体流动10%的限度。一般来说，阀门塔运行的弹性最大，负荷上限和负荷下限的比率达到79，还有一个测试，即布利特塔其次，筛板塔最小。请注意，上升气体速度发生变化，托盘效率发生变化，分离效果发生变化。20，什么是混音现象？答：在具有riser的塔板中，液体错误地流过托盘和气体，并且从液体中挥发性成分的浓度逐渐下降到流动的方向。但是，上升气体在托盘的液体中