精馏基础知识

甲醇精馏根底学问一、粗甲醇精馏的意义：在甲醇合成时，因合成条件如压力、温度、合成气组成及催化剂性能等因素的影响，在产生甲醇反响的同时，还伴随着一系列副反响。

所得产品除甲醇外，还有水、醚、醛、酮、酯、烷烃、有机酸、有机胺、高级醇、硫醇、甲基硫醇和羰基铁等几十种有机杂物。

甲醇作为有机化工的根底原料，用它加工的产品种类很多，因此对甲醇的纯度均有肯定的要求。

粗甲醇通过精馏，可依据不同要求，制得不同纯度的精甲醇，使各类杂物降至规定指标以下，从而确保精甲醇的质量。

二、有关根本概念1.什么是精馏？精馏的原理是什么？把液体混合物进展屡次局部汽化，同时又把产生的蒸汽屡次局部冷凝，使混合物分别为所要求组分的操作过程称为精馏。

为什么把液体混合物进展屡次局部汽化，同时又屡次局部冷凝，就能分别为纯或比较纯的组分呢？对于一次汽化、冷凝来说，由于液体混合物中所含组分的沸点不同，当其在肯定温度下局部汽化时，因低沸点物易于汽化，故它在气相中的浓度较液相高，而液相中高沸点物的浓度较气相高。

这就转变了气液两相的组分。

当对局部汽化所得蒸气进展局部冷凝是，因高沸点物易于冷凝，使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高，而未冷凝气中低沸点物的浓度较液相高。

这样经过一次局部汽化和局部冷凝，使混合液通过各组分浓度的转变得到初步分别。

假设屡次地这样进展下去，将最终在液相中留下根本上是高沸点的组分，在气相中留下根本上是低沸点的组分。

由此可见，局部汽化和局部冷凝，都使气液相的组成发生变化，屡次局部汽化和局部冷凝同时进展，就可以将混合物分别为纯的或比较纯的组分。

液体汽化要吸取热量，气体冷凝要放出热量。

为了合理利用热量，我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体汽化时使用，也就是使气液两相直接接触，在传热的同时进展传质。

为满足这一要求，在实践中，这种屡次局部汽化伴随局部冷凝的过程是在逆流作用的塔式设备中进展。

所谓逆流，就是因液体受热而产生的温度较高的气体，自下而上地同塔顶因冷凝而产生的温度较低的回流液体〔富含低沸点组分〕作逆向流淌，即回流液自上而下与上升蒸气相遇，塔内发生传质、传热过程如下：〔1〕气液两相进展热的交换——利用局部汽化所得气体混合物中的热来加热局部冷凝所得液体混合物；〔2〕气液两相在热交换过程中同时进展质的交换。

精馏知识点1. 饱和蒸汽压：在某一温度下，液体与其液面上的蒸汽呈平衡状态时蒸汽产生的压力（蒸汽压）。

2. 气液平衡时的气相称为饱和蒸汽，液相称为饱和液体。

3. 泡点：在一定压力下，液体油品加热开始沸腾而出现的第一个气泡的温度。

露点：在一定压力下，气相油品降温出现第一个液滴时的温度。

（对于纯物质而言，一定压力下，它的泡点，露点，沸点均相等）4. 初馏点：当蒸出第一滴油时的温度终馏点：当油品蒸馏到最后达到的最高气相温度(干点后还余有汽态油)干点：当蒸出最后一滴油时的温度5. 油品的馏分：在一定温度范围内蒸馏出的油品（低温度范围馏分称为轻馏分，温度范围窄的馏分称为窄馏分）6. 馏程：油品由于是混合物，其沸点是一个温度范围，称为馏程。

7. 润滑油的作用：润滑，冷却，冲洗（去杂质），密封（防尘，废气等进入机内），保护（防锈），减震（缓冲），卸荷（使负荷作用均匀）精馏塔1. 板式塔的组成：外部：壳体，人孔，进料管，出料管，回流管，塔顶出气管等。

内部：塔板，溢流堰，降液板，受液盘，浮阀等。

2. 精馏原理：利用液体混合物中各组分挥发度的不同进行分离的一种方法。

包括三种平衡：相平衡、物料平衡、热平衡。

3. 塔板及填料的作用是为精馏过程中的气液两相提供充分接触的场合。

4. 在蒸馏塔板或填料表面自上而下流动的是温度较低，重组分浓度较高的回流液体。

5. 物料平衡：进入系统的总物料量等于离开系统的总物料量（进料与产品）。

热平衡：进入系统的总热量等于离开系统的总热量。

正常操作时塔底液位保持中液位是为了重沸器有较大的挥发空间。

6. 回流比：精馏塔顶回流量与塔顶产品之比。

回流的作用：提供塔板上的液相回流，使气液两相充分接触，达到传质传热的目的;取走塔内多余热量，维持全塔热平衡，以利于控制产品质量。

回流比对精馏操作的影响：增加回流比可以提高产品质量，但却要降低塔的生产能力，增加水，电，汽的消耗，将会造成塔内物料的循环量过大甚至导致液泛，，但精馏段轻组分得到提纯，塔底轻组分较多。

一、MVR精微系统原理压缩机是MVR精馈系统的核心元件，它将二次蒸汽压缩后作热源，减少对外界能源需求，以消耗少量压缩机压缩功为代价来提升低品位二次蒸气的废热成为高品位能源重新利用，MVR压缩机技术与传统精储生产过程相结合后，将精像塔塔顶蒸汽加压升温，使其用作塔底再沸器的热源，回收塔顶蒸汽的冷凝潜热，使精馈过程中大部分能量在系统中循环使用，减小精微系统中冷、热公用工程的消耗量。

二、MVR精馈系统工艺流程MVR精储系统技术利用少量电能回用蒸发、干燥、精微过程的相变热，较大地提高了精储工艺的热效率，及相关工艺的能耗和运行成本。

MVR热泵精储工艺要满足两个条件：塔顶压缩蒸汽与塔底物料有一定的传热温差，以确定塔顶蒸汽压缩机的压缩比；塔顶蒸汽的冷凝负荷与塔底物料汽化所需热量的匹配。

根据热泵精储系统中消耗外界能量形式的不同，一般热泵精储系统可以分为蒸气加压式和吸收式两种类型。

其中蒸气加压式又可以分为外部工质式、塔顶气体直接压缩式、分割式热泵精馈具体流程如下：1、外部工质式热泵精馈系统：精储塔、压缩机、蒸发器、冷凝器及节流阀组成了外部工质式热泵精微系统，其中制冷循环和精偏循环两部分是主要部件，在精储塔塔顶，工质与物料换热蒸发成蒸汽，蒸汽进入压缩机被压缩后，压力温度提高，高温高压蒸汽流至精储塔再沸器与釜液换热冷凝成液体。

液体经节流降压后流至塔顶换热，完成制冷循环。

整个循环过程中，精储塔塔顶低温处热量被制冷剂转移到塔釜高温处。

制冷剂在再沸器中冷凝放热而釜液蒸发吸热。

2、直接压缩式热泵精储系统：直接压缩式热泵精储系统是将精储塔分离得到的塔顶气体作为热泵循环的工质压缩机直接压缩精馈塔分离得到的轻组分气体，将轻组分气体的温度和压力都升高后，送至塔釜再沸器。

在塔釜再沸器，塔釜液与高温高压的轻组分气体换热，塔釜液吸热部分蒸发再沸。

换热后得到的冷凝液送至节流阀，压力降低至常压后，冷凝液分为两部分，一部分直接采出作为塔顶产品，另一部分则回流至精福塔塔顶作为精储塔内下降液相。

塔基础知识1：化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的?答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。

常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。

2：塔设备是如何分类的?答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。

按化工操作单元的特性(功能)，可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。

按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。

按形成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。

3：什么是塔板效率?其影响因素有哪些?答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于1。

在实际运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成与平衡状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。

系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。

4：塔的安装对精馏操作有何影响?答：：(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。

筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。

对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置，保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。

（3）溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。

但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中，以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封，避免气相走短路。

精馏塔基础知识文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-塔基础知识1：化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会,达到相际传质及传热目的,又能使接触之后的两相及时分开,互不夹带的设备称之为塔.塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一.常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等,因此,塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等.2：塔设备是如何分类的答：按塔的内部构件结构形式,可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔.按化工操作单元的特性(功能),可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔.按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔.按形成相际接触界面的方式,可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔.3：什么是塔板效率其影响因素有哪些答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率,它的数值总是小于 1.在实际运行中,由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因,气液相的组成与平衡状态有所偏离,所以在确定实际塔板数量时,应考虑塔板效率.系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响,目前塔板效率还不能精确地预测.4：塔的安装对精馏操作有何影响答：：(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低.筛板塔尤其要注意塔板的水平要求.对于舌形塔板,浮动喷射塔板,斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置,保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致.（3）溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定.但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中,以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封,避免气相走短路.另外,泪孔是否畅通,受液槽,集油箱,升气管等部件的安装,检修情况都是要注意的.对于不同的塔板有不同的安装要求,只有按要求安装才能保证塔的生产效率.5：塔设备中的除沫器有什么作用答：除沫器用于分离塔中气体夹带的液滴,以保证有传质效率,降低有价值的物料损失和改善塔后压缩机的操作,一般多在塔顶设置除沫器.可有效去除3—5um的雾滴,塔盘间若设置除沫器,不仅可保证塔盘的传质效率,还可以减小板间距.所以丝网除沫器主要用于气液分离.6：塔器在进行设备的材料选择时,应考虑哪些问题答：（1）在使用温度下有良好的力学性能,即较高的强度,良好的塑性和冲击韧性以及较低的缺口敏感性.（2）要求具有良好的抗氢,氮等气体的腐蚀性能.（3）要求具有较好的制造和加工性能,并具有良好的可焊性.（4）热稳定性好7：精馏塔的精馏段与提馏段是怎样划分的,二者的作用是什么答：当精馏塔的某块塔板上的浓度与原料的浓度相近或相等时,料液就由此处塔引入,该塔称为加料版.位于加料版以上的塔段为精馏段,位于加料版及其以下的塔段为提馏段.精馏段的作用是使原料中易挥发组分增浓.提馏段的作用是回收原料中易挥发组分.8：塔体腐蚀通常表现在哪些部位原因是什么答：（1）、焊口腐蚀.焊口腐蚀是由于焊条选材不当、焊接工艺不完善、焊口处理不彻底等引起的.（2）、局部腐蚀.局部腐蚀是由于塔体自身倾斜、气体分布器开口不均、塔内填料堆积不均造成介质在塔内流动时偏流,对塔体内部的冲蚀.9：塔的裙座高度是如何确定的答：塔的裙座高度主要是保证塔底产品抽出口与泵的进口管线的高度差大于塔底泵的汽蚀余量,避免塔底泵因发生气蚀作用而损坏10：塔设备的临界风速是指什么答：塔体上总是在顺风向与横风向分别受到力的作用,可相应地成为拽力与升力.冈为后者比前者要大得多,因此在计算时可只考虑升力,作用在塔体上的升力是交变的,升力的频率与旋涡脱落频率相同.因此旋涡脱落频率与塔的任一振型的自振频率一致时．便会引起塔的共振.塔共振时的风速称为临界风速.11：两相间传质的双膜理论是什么答;双膜理论”是两相间物质传递的机理应用最为广泛的理论,它的基本点如下：（1）当气液两相接触时,两相之间有一个相界面,在相界面两侧分别存在着呈层流流动的稳定膜层（有效层流膜层）.膜层的厚度主要随流速而变,流速越大膜层厚度越小.（2）在相界面上气液两相互成平衡.（3）在膜层以外的主体内,由于充分的湍动,溶质的浓度基本上是均匀的,即认为主体中没有浓度梯度存在,换句话说,浓度梯度全部集中在两个膜层内.双膜理论对于湿壁塔,低气速填料塔等具有固定传质界面的吸收设备有实际意义.12：塔设备在停车检查时的重点项目是什么答：（1）查塔盘水平及支撑件,连接件的腐蚀,松动等情况,必要时取出塔外清洗或更换.（2）检查塔体腐蚀,变形及各部位焊缝的情况,对塔壁,封头,进料口处筒体,出入口接管,压力引出口线,液位计引出线等处进行测厚,判断其受蚀情况.（3）全面检查设备的附件、安全阀、压力表、温度计、液位计等接管有无堵塞,是否在规定的压力下动作,有无对安全阀、压力表等进行校验等等.（4）如在运行中发现异常震动等现象,停车检查时一定要查明原因,妥善处理.如焦化接触冷却塔曾出现裙座螺栓松动特殊情况.（5）对于介质较脏的塔,如焦化分馏塔还需检查塔盘浮阀是否灵活,集油箱及塔底抽出线结焦情况等等.（6）对于焦炭塔除检查塔设备变形、裙座裂纹扩展情况,除塔壁受腐蚀外,还需检查塔内壁挂焦情况,挂壁严重的话,需要将挂焦铲干净.13:车吹扫后,要清理杂质,打开人孔的顺序是什么答：应从上往下开始拆.因为吹扫后还可能有部分易燃易爆气体在塔内聚集,而又往往聚集在塔内顶部,如果先拆开下面人孔,空气进入后,可燃气体与空气混合成爆炸性气体,遇火星即会爆炸.相反,从上往下拆,每拆一个,就形成一个空气对流段,塔内易燃易爆气体随空气对流到塔外,难以达到爆炸极限浓度,故从上往下拆安全.14：板式塔和填料塔在传质上有什么差别答：通常的精馏、吸收操作过程中,精馏塔和吸收塔大都采用板式塔和填料塔两种塔型.板式塔属于分级接触型的传质设备,就大多数塔板形式而言,气、液两相按错流方式流动,传质是在塔板上进行的.填料塔是连续型的传质设备,气、液两相按逆流方式流动,传质主要在覆盖于填料表面上的液膜中进行.15：高压操作的蒸馏塔一般选用什么塔型答：高压操作的蒸馏塔,推荐用板式塔.如果选用填料塔,则会因塔内气液比较小等因素的影响,导致分离效果不好.16：完成萃取操作有几个步骤答：（1）、相的分散.将一相液体分散到另一相液体中,形成分散体.（2）、相间传质.将分散体维持必要的时间,使传质进行到适当程度.（3）、相的分离.将分散体分离成两相清夜.工业萃取要求溶质萃出率高和萃取剂用量少,多次重复上述三个步骤,合理安排各进出液体,组成多级逆流萃取以获得浓度高的萃取液并方便后续加工.17：萃取塔有几种形式答：萃取塔按搅拌形式可以分为三类.1、无搅拌的萃取塔.如:喷淋塔、填料塔、挡板塔、筛板塔.2、往复搅拌的萃取塔.如：脉动填料塔、脉动筛板塔、振动筛板塔.3、旋转搅拌的萃取塔.如：转盘塔、Oldshue-Rushton 塔、偏心转盘塔、Scheibel 塔.18：萃取设备计算的基本数据有哪些答：(1)确定萃取剂. (2)确定平衡数据. (3)确定操作流程.（4）确定萃取相比. (5)求取理论级数. (6)确定萃取设备类型.19：从塔盘的溢流方式看,塔盘可分为哪几种答：从塔盘的溢流方式看,可分为单溢流式和双溢流式.其中单溢流式又有中间降液和两边降液之分.一般来说,塔径在Φ800-2000mm 之间可用单溢流塔盘,塔径在Φ2000mm 以上的可用双溢流塔盘.20：减压塔为什么设计成两端细,中间粗的形式答：减压塔上部由于气液相负荷都比较小,故而相应的塔径也比较小.减压塔底由于温度较高,塔底产品停留时间太长,容易发生裂解、缩合结焦等化学反应,影响产品质量,而且对长期安全运转不利.为了减少塔底产品的停留时间,塔的气提段也采用较小的塔径.绝大多数减压塔下部的气提段和上部缩径部分的直径相同,有利于塔的制造和安装.减压塔的中部由于气、液相负荷都比较大,相应选择较大的直径,故而构成减压塔两端细,中间粗的外形特征.21：减压塔真空度高低对操作条件有何影响答：减压塔的正常平稳操作,必须在稳定的真空度下进行,真空度高低对全塔气液相负荷大小,平稳操作影响很大.在减压炉出口油温度、进料油流量、塔底气提吹气流量及回流量均不变的前提下,如果真空度降低,就改变了塔内油品压力与温度平衡的关系,提高了油品的饱和蒸汽压.相应油品分压增高,使油品沸点升高,从而降低了进料的气化率,会使收率降低.在操作上,由于气化率下降塔内回流量减少,会使各馏出口温度上升.因此,在把握馏出口操作条件时,真空度变化除应调节好产品收率,也要相应调节好馏出口温度,当真空度高时可适当调低馏出口温度.真空度低时馏出口温度要适当提高.22：不同类型塔板的气液传质原理有何区别答：塔板是板式塔的核心部件,它的主要作用是造成较大的气、液相接触的表面积以利于在两相间进行传质和传热的过程.塔板上气液接触的情况随气速的变化而有所不同大致可以分为以下四种类型：1.鼓泡接触：当塔内的气速较低的情况下,气体以一个气泡的形态穿过液层上升.塔板上所有气泡外表面积之和即为该塔板上的气液传质面积.2.蜂窝状接触：随着气速的提高,单位时间内通过液层气体数量增加,使液层变为蜂窝状.它的传质面积要比鼓泡接触大.3.泡沫接触：气体速度进一步加大时,穿过液层的气泡直径变小,呈现泡沫状态的接触形式.4.喷射接触：气体高速穿过塔板,将板上的液体都粉碎成液滴,此时传质和传热过程则是在气体和液体的外表面之间进行.:前三种情况在塔板上的液体是连续的,气体是分散相进行气液接触传质和传热过程的；喷射接触在塔板上气体处在连续相,而液体则处在分散相.在小型低速的分馏塔内才会出现鼓泡状和蜂窝状的情况.原油蒸馏过程中气速一般比较大,常压蒸馏采用浮阀或筛孔塔板,以泡沫接触为主的方式进行传质和传热.减压蒸馏的气体流速特别高,通常采用网孔或浮喷塔板,以喷射接触的方式进行传质和传热.经高速气流冲击所形成液滴的流速也很大,为避免大量雾沫夹带影响传质效果,塔板上均装有挡沫板.23：塔有哪些不正常操作现象答：夹带液沫:对一定的液体流量,气速越大,液沫夹带越大,塔板上液层越厚.而液层厚度增加,相当于板间距的减小,对液沫夹带的影响增大,因此,当气速增至某一数值时,塔板上必将出现恶性循环,板上的液层不断增厚而不能达到平衡,最终液体将充斥全塔,并随着气体从塔顶溢出,这种现象称为夹带液沫.溢流液沫:因降液管通过能力的限制而引起的液沫称为溢流液沫.板压降太大通常是降液管内液面太高的主要原因.因此,板压降很大的塔板都比较容易发生溢流液沫,由此可见,气速过大同样会造成溢流液沫.此外,如塔内某块塔板的降液管阻力急剧增加(如堵塞)也会造成溢流液沫漏液:当气体流速较小时,塔板上部分液体会从筛孔中直接落下,这种现象称为漏液现象.漏液现象的发生除塔板的结构因素之外,气速是决定塔板漏液的主要因素.24：应力腐蚀是怎样定义的答：不锈钢在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力的作用下所出现的低于强度极限的脆性开裂现象称为应力开裂腐蚀.这种类型的腐蚀破坏性极大,即在不锈钢的腐蚀敏感部位形成微小凹坑,产生细小裂纹,且裂纹扩展很快,能在短时间内发生严重的破坏.25：什么情况下一般优先使用板式塔答：（1）在处理易结垢或含固体颗粒的物料时,应选择板式塔.板式塔中,气、液负荷都比较大,以高速通过塔板时有“清扫”的功能,可防止堵塞.（2）液体负荷过大时,填料塔和板式塔的生产能力都会下降,但板式塔中可应用多溢流的方法予以避免.（3）液体负荷过小时,填料塔的表面不易被全部润湿,而在板式塔中可增加溢流堰的高度以保持较高的持液量,使气液能充分接触,这对蒸馏、吸收或有化学反应的操作过程都是有利的.（4）高压操作的蒸馏塔,建议使用板式塔.如用填料塔,则因塔内气液比小等因素的影响,分离效果不好.（5）操作过程中有热量放出或吸入时,用板式塔较为有利.塔板上有较大的持液量以便放置换热管.此外板式塔上还可根据工艺上的需要设置多个加料管与侧线出料口.如果安装在填料塔上则需加设液体分布器或液体收集器,从而增加了费用.（6）塔内温度有周期性变化时,对板式塔影响较小,而在填料塔中,有些力学性能较差的填料将被挤坏.便于检修和清洗时,选用板式塔.26：什么情况下一般优先考虑填料塔答：(1) 要求低压时应选择填料塔.因为填料塔的自由截面积一般大于50%,气体阻力小.如处理热敏性物料,在高温下易发生分解或聚合反应,在真空下操作可以降低塔底的温度,用填料塔便很合适.（2）易发泡的物质,在板式塔中易引起液泛,而填料在多数情况下易使泡沫破灭.（3）处理腐蚀性的物料时,选用填料塔较为有利,因为填料的用材很广泛,陶瓷、塑料等非金属材料均可,既便宜,效果又好.板式塔的塔板一般以金属为主,选择的余地很小.（4）传质速率受气膜控制时,选用填料塔.因为填料表面覆盖的是薄的液膜,气相湍动有利于减少气膜阻力,与此相反,如传质速率受液膜控制时,则可选用板式塔,塔板上可维持液相湍动状态.（5）塔的直径小于800mm 时,一般以采用填料塔为宜.如用板式塔,则塔板的固定与密封都会有困难.目前由于新型填料特别是规整填料的发展,大直径的填料塔也广泛应用.其中波纹填料塔的直径已超过14m.27：塔设备设计或选型时,要考虑的因素有哪些答：（1）生产能力大.在较大的气液负荷或其波动范围较宽时,也能在较高的传质速率下稳定地操作.（2）流体阻力小,运转费用低.对热敏性物料挥发物多的精馏、吸收过程,这一项更应注意.（3）能够提供足够大的相际接触面积,使气液两相在充分接触的情况下进行传质,达到高分离效率.（4）要解决由于物料性质,如腐蚀性、热敏性、发泡性,以及由于温度变化的周期性等而提出的特定要求.（5）结构合理,安全可靠,金属消耗量少,制造费用低.（6）不易堵塞,容易操作,便于安装、调节与检修.（7）充分利用热能.28：在设计塔设备结构形式时,在物料性质方面需要考虑哪些问题答：物料性质是塔设备结构选型时首要条件,需要从以下几个方面考虑:(1)易气泡的物料,如果处理量不大时,以选择填料塔为宜.因为填料容易使泡沫破灭,而在板式塔中则易引起液泛.（2）具有腐蚀性色介质,可选用填料塔,如必须选用板式塔,宜选用结构简单、造价便宜的筛板塔、穿流式塔盘或舌形塔盘,以便及时更换.（3）具有热敏性的物料需减压操作,为防止热引起分解或聚合时,应选用压力降较小的塔型,如可采用装填规整填料的塔、湿壁塔等,当要求真空度较低时,宜用筛板塔和浮阀.（4）粘性较大的物料,可选用大尺寸填料.板式塔的传质效率太差.含有悬物的物料,应选择液流通道较大的塔型,以板式塔为宜.可选用泡罩塔、浮阀塔、栅板塔、舌形塔和孔径较大筛板塔等.不宜选用小填料.（5）操作过程中有热效应的系统,用板式塔为宜.因塔板上有液层,可在其中安装换热器,进行有效地加热或冷却.29：在生产操作中,工况条件及操作要求对塔设备的选用有哪些影响答:塔设备的结构形式因为生产的设计工况不同也不尽相同.（1）若气相传质阻力大（即气相控制系统,如低粘度液体的蒸馏、空气增湿等）,应采用填料塔,因填料层中气相呈湍流,液相为膜状流.反之,受液相控制的系统,应采用板式塔,因为板式塔中液相呈湍流,气体在液层中鼓泡.（2）对于较大的液体负荷,可选用填料塔；若采用板式塔时,应选用气液并流的塔型,如喷射型塔盘,或选用板上液流阻力较小的塔型,如筛板和浮阀.此外,导向筛板塔盘和多降液管筛板塔盘都能承受较大的液体负荷.（3）对于较低的液体负荷,不宜选用填料塔,因为填料塔要求一定数量的喷淋密度.如果特殊需要用填料塔,可以选用网体填料,这样可以适度地提高喷淋密度,但其应用的范围较窄.（4）从气液比波动的适宜性看,板式塔要优于填料塔,所以对于气液比波动较大的就适宜用板式塔.(5)从操作弹性看,板式塔的操作弹性要比填料塔宽.在板式塔中,以浮阀塔为最大,泡罩塔次之,一般地说,穿流塔的操作弹性最小.30：从经济角度上,填料塔和板式塔的设计选用各有哪些不同答：经济适用是当前设计工作中选用设备的一个重要指标.(1)多数情况下,塔径大于800mm 时,宜用板式塔.塔径小于800mm 时,宜用填料塔.但也有例外,在大型填料塔中使用鲍尔环及某些选型填料的效果可优于板式塔.同样,塔径小于800mm 时,也有使用板式塔的.(2)一般填料塔比板式塔重.(3)大塔以板式塔造价较经济.因为填料的价格约与塔体的容积成正比,板式塔按单位面积计算价格,随着塔径增大而减小.31：塔设备承受哪些荷载的作用答：凡安装在室外的塔设备均承受下列荷载的作用(1)操作压力.(2)重力荷载.（3）风荷载.（4）地震荷载.（5）偏心荷载.32：塔设备强度和稳定性校核包括哪几方面答：在各种荷载共同作用时,塔体和裙座的稳定性校核包括以下内容：（1）塔体壁厚要求其强度或稳定性既满足操作压力引起的周向应力校核条件,又满足各种荷载综合作用引起的轴向组合应力校核条件.(2)塔体和裙座的连接焊缝强度.(3)裙座体承受的轴向组合应力（4）基础螺栓的大小和数量.（5）基础环板弯曲强度校核.（6）基础混凝土的抗压强度. 33：在塔类设备裙座的结构设计时应考虑哪些问题答：为了制作方便,裙座一般为圆形.对于直径小又细高的塔（直径小于1 米,且塔高与直径之比大于25；或者说,且塔高与直径之比大于30 的）,为了增加设备的稳定性,降低地脚螺栓和环支撑面上的应力,可以采用圆锥形裙座.裙座直接焊接在塔釜封头上,可采用对接焊缝,焊后要对焊缝进行打磨处理.特别是低温塔及高寒地区的室外自支撑塔,为了减少应力集中,不宜采用加高焊缝结构,对较高或细长的塔,焊缝要进行探伤检查.采用这种结构时,如果裙座及封头等壁厚,封头切线至裙座顶的距离可查相关的设计规定.搭接焊缝因承受剪切载荷,受力状况较差,只是因为安装方便,才在一些小型塔或焊缝受力较小的情况下采用.34：风载荷对塔体产生哪些作用答：（1）产生平行于风向的静弯矩.产生垂直于风向的诱导共振弯矩. 36：设计时对于填料塔填料选取的原则是什么答：（1）以传质效率高为选取原则.要求填料能提供较大的气、液接触面积,也就是要求填料具有较大的比表面积,并要求填料表面易被液体湿润,只有湿润了的表面才是气液接触面.（2）以生产能力大,气体的压力降小为原则选取.要求填料层的空隙大.（3）以不易引起偏流和沟流为原则选取.（4）以经久耐用为选取原则.要求所选填料具有良好的耐腐蚀性、较高的机械强度和必要的耐热性.以取材容易、价格便宜为选取原则. 37：电磁流量计有什么优点答：(1)测量导管内无可动部件或突出于管内的部件,因而压力损失小;(2)在采用防腐衬里的条件下,可以测量各种腐蚀性液体的流量;(3)可用来测量含有颗粒、悬浮物等液体的流量；（4）它的电流输出与流量具有线性关系,且不受液体的物理性质的影响,也不受流动状态的影响；（5）电磁流量计的口径范围大,可从1m 到2m 以上;(6)可测量范围宽,量程比一般为10:1,最高可达100:1;(7)它没有惰性,反应速度快,可用于测量脉动流量等.38：电磁流量计有何不足和局限性答：（1）被测流体必须导电；（2）不能测量气体和蒸汽、石油制品等介质的流量；（3）由于受变送器衬里材料的限制,一般使用温度为0~200℃,压力也不能太高.39：关于填料塔内的填料支撑装置答：填料在塔内无论是乱堆还是整砌,均堆放在支撑装置上.支撑装置必须要有足够的强度以承受填料层的重量（包括所持液体的重量）;支撑装置的气体通道面积大于填料层的自由截面积（数值上等于孔隙率）,否则不仅在支撑装置处有过大的气体阻力,而且当气速增大时将首先在支撑装。

塔基础知识1：化工生产过程中 , 是如何对塔设备进行定义的?答: 化工生产过程中可提供气 ( 或汽 ) 液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。

常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。

2：塔设备是如何分类的 ?答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。

按化工操作单元的特性 ( 功能 ) ，可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔 ( 合成塔 ) 、萃取塔、再生塔、干燥塔。

按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。

按形成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。

3：什么是塔板效率 ?其影响因素有哪些 ?答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于 1 。

在实际运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成与平衡状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。

系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。

4：塔的安装对精馏操作有何影响?答：： (1) 塔身垂直 . 倾斜度不得超过 1/1000, 否则会在塔板上造成死区 , 使塔的精馏效率下降 ;(2) 塔板水平 . 水平度不超过正负 2mm,塔板水平度如果达不到要求, 则会造成液层高度不均匀 , 使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过 , 使气液两相不能在塔板上达到预期的传热 , 传质要求 . 使塔板效率降低。

筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。

对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置，保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。

（ 3）溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。

保密大连福佳·大化石油化工有限公司开工资料之二芳烃基础知识二甲苯分馏装置大连福佳·大化石油化工有限公司二零零六年十月目录第一章概述....................................................... 错误！未指定书签。

第一节二甲苯精馏在装置中的作用................................. 错误！未指定书签。

第二节二甲苯精馏的特点......................................... 错误！未指定书签。

第二章精馏基本知识............................................... 错误！未指定书签。

第一节概述..................................................... 错误！未指定书签。

第二节汽-液相平衡.............................................. 错误！未指定书签。

一、双组分溶液的汽液相平衡..................................... 错误！未指定书签。

二、非理想物系的汽液相平衡..................................... 错误！未指定书签。

第三节精馏原理.................................................. 错误！未指定书签。

一、概述 ...................................................... 错误！未指定书签。

二、精馏装置流程.............................................. 错误！未指定书签。

第四节精馏过程的物料衡算....................................... 错误！未指定书签。

精馏操作基本知识1、何为相和相平衡：答：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质的数量无关。

如水和冰混合在一起，水为液相，冰为固相。

一般情况下，物料在精馏塔内是气、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个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，各个相的量和各组分在各项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。

比如：在精馏系统中，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。

塔板上的液体部分气化，形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。

但是这个传热、传质过程并不是无止境的，当气液两相达到平衡时，其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。

2、何为饱和蒸汽压？答：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，它随温度的升高而增加。

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

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

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

所以，液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压时，气液两相即达到了相平衡。

3、何为精馏，精馏的原理是什么？答：把液体混合物进行多次部分汽化，同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝，使混合物分离为所要求组分的操作过程称为精馏。

分馏系统根底知识分馏系统的主要任务是把油气混合物按沸点范围分割为气体、轻石脑油、重石脑油、航煤馏分油、柴油、尾油等馏分，并保证各馏分的质量符合规定的要求。

此外还要用回流热和馏分的余热把原料油或其它低温介质预热到较高的温度。

1.1 蒸馏过程原理1、蒸馏原理在原油中别离出石油产品的方法有多种，最常用的方法是蒸馏。

蒸馏是把完全互溶而沸点不同的液体混合物别离开的一种物理过程，或者说蒸馏是利用液态混合物各组分挥发性或沸点的不同，来别离这一组分的方法。

蒸馏是在蒸馏塔内进行的，从塔的中间抽出的沸点介于两者之间的馏分称为侧线馏分，所得到的冷凝液叫馏出物，将馏出物按不同沸点范围分别收集叫分馏。

蒸馏时把液体混合物加热汽化，当加热到一定温度使之局部汽化为蒸汽时，蒸汽中低沸点组分的含量要比剩余液体中的含量多，而高沸点组分的含量比液体中少。

这是因为低沸点组分比高沸点组分容易汽化，而高沸点组分比低沸点组分容易冷凝，蒸馏就是根据这一规律把混合物分开。

蒸馏过程是把液体混合物加热使之局部汽化，并将产生的含轻组分较多的气体引出，使之与含重组分较多的液体分开，再把气体冷凝为液体，从而使原来的混合物分为较轻和较重的两局部。

蒸馏过程包含有加热、汽化、别离和冷凝等几个环节，而主要环节为汽化和冷凝。

在蒸馏过程中，当气体未被引出前与液体处于某一相同温度、压力下，并且相互密切接触，同时气相和液相的相对量以及组分在两相中的浓度都不在变化，称为到达了相平衡〔气-液相平衡〕。

处于相平衡的气体和液体分别称为饱和气体和饱和液体。

处于某温度下的相平衡体系，如果温度再升高一些，液体就多汽化一些，而其中轻组分较重组分要气化的多一些，此时又建立了一个新的气-液相平衡。

相反，如果温度降低，那么气体就冷凝，且重组分较轻组分冷凝的多些，此时又建立了一个新的气-液相平衡。

液体混合物在加热后产生的气体和液体一直保持相平衡接触，待加热到一定温度直至到达要求的汽化率时，气液两相一次别离，称为一次汽化〔或平衡汽化〕。

塔基础知识1：化工生产过程中,是如何对塔设备进行定义的答:化工生产过程中可提供气(或汽)液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。

塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。

常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收、解吸和萃取等，因此，塔设备又分为精馏塔、吸收塔、解吸塔和萃取塔等。

2：塔设备是如何分类的答：按塔的内部构件结构形式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。

按化工操作单元的特性(功能)，可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔(合成塔)、萃取塔、再生塔、干燥塔。

按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。

按形成相际接触界面的方式，可将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。

3：什么是塔板效率其影响因素有哪些答：理论塔板数与实际塔板数之比叫塔板效率，它的数值总是小于 1。

在实际运行中，由于气液相传质阻力、混合、雾沫夹带等原因，气液相的组成与平衡状态有所偏离，所以在确定实际塔板数量时，应考虑塔板效率。

系统物性、流体力学、操作条件和塔板结构参数等都对塔板效率有影响，目前塔板效率还不能精确地预测。

4：塔的安装对精馏操作有何影响答：：(1)塔身垂直.倾斜度不得超过1/1000,否则会在塔板上造成死区,使塔的精馏效率下降;(2)塔板水平.水平度不超过正负2mm,塔板水平度如果达不到要求,则会造成液层高度不均匀,使塔内上升的气相易从液层高度小的区域穿过,使气液两相不能在塔板上达到预期的传热,传质要求.使塔板效率降低。

筛板塔尤其要注意塔板的水平要求。

对于舌形塔板，浮动喷射塔板，斜孔塔板等还需注意塔板的安装位置，保持开口方向与该层塔板上液体的流动方向一致。

（3）溢流口与下层塔板的距离应根据生产能力和下层塔板溢流堰的高度而定。

但必须满足溢流堰板能插入下层受液盘的液体之中，以保持上层液相下流时有足够的通道和封住下层上升蒸汽必须的液封，避免气相走短路。