板式塔精馏操作技术.ppt

1、模块化四筛板蒸馏塔的操作技术、蒸馏塔的启动操作、蒸馏塔正常工作状态的维护、蒸馏塔操作中波动和故障的消除、平衡蒸馏和简单蒸馏、平衡蒸馏：液体一次部分蒸发或蒸汽一次部分冷凝的蒸馏操作。平衡蒸馏的典型应用是闪蒸罐、塔顶产品、yA、xA、加热器、进料液体、塔底产品、Q、减压阀、汽液平衡数据的测量和生产过程中溶液的闪蒸分离。闪蒸操作过程：具有一定组成的液体物料被加热，然后通过节流阀减压进入闪蒸室。液体突然蒸发，因为沸点下降，变得过热。汽化热消耗使液体温度下降，汽液两相温度趋于一致，两相组成趋于平衡。从闪蒸室顶部和底部引出的气相和液相是闪蒸产物。闪蒸操作、简单蒸馏：对于间歇的不稳定操作，加入蒸馏釜的原料液

2、不断吸热、沸腾和汽化，产生的蒸汽从釜顶连续引入冷凝器，得到馏出物产品。特点：釜内蒸汽和液体的成分在任何时候都是相互平衡的。在蒸馏过程中，系统温度和汽液组成随时间变化。，Y，进料液，X，蒸汽，冷凝器，精馏原理和过程，平衡蒸馏和简单蒸馏只能部分分离混合液。简单的蒸馏操作是液体的连续部分蒸发，釜液的组成沿t-x(y)相图的泡点线变化。结果，可以获得具有高含量的非挥发性组分(重组分)和低摩尔分数x的挥发性组分(轻组分)的釜液。在一定压力下，混合蒸汽连续部分冷凝，气相组成沿t-x(y)相图露点线变化。结果，可以获得具有低含量的非挥发性组分(重组分)和高摩尔分数的挥发性组分(轻组分)的蒸汽。蒸馏过程是两者

3、的有机结合。，进料液体，XF，釜残液，XW，液相回流，气相回流，精馏段，汽提段，再沸器，冷凝器，精馏和简单蒸馏的区别：气相和液相的部分回流。这也是蒸馏操作的基本条件。汽提段：下降液中的轻组分(包括回流液和进料液中的液体部分)转移至气相(回流)，而气相的重组分转移至液相，从而完成下降液中重组分的浓缩。精馏段：气相中的重组分转移到液相(回流)，液相中的轻组分转移到气相中，完成上升蒸汽的净化。n-1，TN-1，n，TN，n 1，TN 1，yn 2，yn 1，yn，yn，yn-1，xn-2，xn-1，xn，xn，xn 1，1，蒸汽从塔底上升，回流从塔顶(包括塔2)向下流动。只要相互接触的气相和液相不平

4、衡，就不可避免地会发生传质。3.在一定压力下操作的蒸馏塔中，如果进入塔内的回流液中的轻组分含量是塔内液相的最高值，从塔底上升的蒸汽中的轻组分含量是塔内汽相的最低值，相应地，塔顶温度最低，塔底温度最高，即气相和液相的温度从塔顶向塔底升高。例如在塔顶进料，只有在塔底的重组分产品可以达到高纯度，而来自塔顶的蒸汽通常不是高纯度的，因为它没有被精馏段精制。如果在塔底进料，只有塔顶的轻组分产品可以达到高纯度，而塔底的液体通常纯度不高，因为它没有被汽提段浓缩。只有精馏塔包括精馏段和汽提段c筛板塔的优点：结构简单，成本低，气体压降小，板上液位下降小，生产能力和塔板效率比泡罩塔高。筛板塔的优点：操作灵活性小，筛

5、孔小时容易堵塞。今年，直径为1025毫米的大筛孔可以用来避免堵塞。筛板塔的流体力学性能和塔的正常运行与塔内气相和液相的流体力学条件有关。板式塔的流体力学特性包括压降、溢流、夹带、液体泄漏和液位下降。1。托盘的压降。当上升气流通过塔盘时，需要克服几个阻力，如塔盘本身的干板阻力(即由塔盘上各部分引起的局部阻力)、塔盘上充气液体层的静压和液体的表面张力。当气体通过塔盘时，克服这三个阻力将形成塔盘的总压降。2.洪水。在操作过程中，塔内的压力从塔的底部到顶部逐渐降低，液体从压力较低的上部塔盘流向压力较高的下部塔盘。如果气相和液相之一的流速增加，液位管中的液体不能平稳地向下流动，并且管中的液体将不可避免地

6、积聚。当管中的液体增加到溢流堰的顶部时，两个板之间的液体连通，并且塔盘产生液体积聚，液体积聚又上升。这种现象被称为洪水或洪水塔。溢流，3，泄漏，泄漏：部分液体不会穿过塔盘，然后向下流到下导管，而是直接从阀孔向下泄漏。原因：当气体速度较小时，气体通过阀孔的速度压头较小，不足以抵消塔板上液体层的重力；气体在塔盘上的不均匀分布也是液体泄漏的重要原因。泄漏，后果：严重的泄漏使塔板不可能形成液体层，气液不能进行传热传质，从而使塔板失去基本功能。4。当雾带着上升气流通过塔盘上的上层液体时，将塔盘上的液体带入上层塔盘的现象称为雾带。影响夹带量的主要因素是空塔气速和塔板间距；空塔气速增加，夹带量增加；随着塔板

7、间距的增加，夹带量可以减少。夹带，5。液位下降：当液体流过塔板时，为了克服板表面的摩擦阻力和板上各部分的局部阻力，进入板表面和离开板表面的液体之间的液位下降在板上形成。液体层厚度不均匀会造成气液分布不均匀，但会造成液体泄漏，严重降低塔板效率。影响液位下降的因素不仅与塔板结构有关，还与塔径和液体流量有关。当塔径和液体流量较大时，也会造成较大的液位下降。对于直径较大的塔，可采用双溢流或阶梯流等溢流形式来降低液位下降。此外，可以考虑沿液体流动方向稍微向下倾斜塔盘，以减少液位下降。蒸馏塔的物料平衡，为了连续蒸馏塔的稳定运行，无论塔顶有多少回流液和塔底再沸器有多少蒸汽，进料液的加入量必须等于塔顶和塔底所

8、得产品的总和。产品流量和组成与进料流量和组成之间的关系可以通过整个塔的物料平衡计算得到。总物料平衡：挥发性组分物料平衡：物料平衡范围，在恒摩尔流量假设下，双组分连续精馏的基本计算公式为：即进入任意筛板的气相轻组分摩尔流量与离开筛板的液相轻组分摩尔流量之差相等。对于精馏段，该差值应等于塔顶产品中轻组分的摩尔流量。控制体的物料平衡如下：V、y1、D、xD、L、xD、V、yn 1、L、xn、操作对于汽提段，该差值应等于底部产品中轻组分的摩尔流速。对于控制体，物料平衡如下：图上作业线方程的绘制，汽提作业线：点C: y=x=xW斜率：L/V截距：-WxW /V，精馏作业线：点A: y=x=xD斜率：R/

9、(R 1)，A，b，xW，C，d，e，精馏段作业线方程，汽提段作业线方程，理论塔板数计算， 对于满足恒摩尔流量假设的双组分精馏过程，n的计算只需应用挥发组分平衡计算的操作线方程和相平衡关系。 逐板计算法、图解法、简明法、理论塔板数、蒸馏条件：(1)组分数=211；(2)进料热状态包括从冷液体到过热蒸汽的五种状态；(3)Rmin=0 . 537.0；(4)成分间的相对波动性=1 . 264 . 05；(5)理论板数=2 . 443 . 1；在蒸馏塔的设计中，借助最小回流比Rmin和对应于总回流的最小理论塔板数Nmin的概念，初步估算了所需的理论塔板数。注：使用吉利兰相关图时，条件应尽可能接近上述条件。(1)根据系统的性质和分离要求，计算Rmin并选择合适的r；(2)计算全回流下的Nmin，对于接近理想系统的解，可用芬斯克方程计算；(3)计算(R-Rmin)/(R 1)，查吉利兰图得到(N-Nmin)/(N 1)，就可以得到所需的N；(4)确定进料位置。该图适用于双组分和多组分精馏的计算，其一般步骤如下：在上述计算中，对应于实际回流比的n和对应于总回流的Nmin是指包括再沸器在内的整个塔