一、精馏塔的进料热状况 精馏塔五种进料热状况知识讲解

2.精馏段和液相回流

进料板以上至塔顶为精馏段。原料在进料段部分汽化产生的 蒸气，自下而上逐级流过精馏段的接触级，进入塔的顶部。 塔顶液相回流自上而下逐级流过接触级，流向进料板，在每 个接触级上液体与上升的蒸气逆向接触。 一个接触级不能得到纯度很高的塔顶轻质产品，精馏段内需 设若干个接触级。一般，轻质产品的纯度要求愈高、轻重组 分的分离难度愈大，所需的接触级数愈多。每个接触级相当 于一块理论板，在理论板上气液两相达到相平衡状态。真实 塔板不可能使气液达到完善的相平衡状态，因而精馏塔的实 际塔板数总多于理论塔板数，或接触级数。


液相回流是精馏操作的必要条件。如果没有液相回流， 气流就会穿过精馏段直达塔顶，气相得不到任何提浓作 用。塔顶回流量L0常为塔顶产品量的几倍、甚至数十倍。
L0与D的比值称回流比R。

3.提馏段和气相回流

精馏塔进料板下方直至塔底为提馏段。进料板上分出的 液体和由精馏段下流的液体汇合，进入提馏段。在提馏 段的每一接触级上发生的气液传热、传质过程与精馏段 接触级完全相同。液体每经过一个接触级，液体内重组 分浓度得到一次提升，流至塔底得到浓度较纯的重组分 产品。每经过一个接触级，气相内轻组分浓度得到一次 提升，流至提馏段顶端其轻组分浓度趋近于进料板上轻 组分的浓度yF


从下向上，每一接触级的温度逐步递减，形成温度梯度。最顶上接触 级的温度最低，这样才能获得高浓度轻组分；最低下接触级的温度最 高，才能获得高浓度重组分。因而，合理的温度梯度是精馏的另一重 要前提。

为了创造这两个重要前提，顶部冷凝器和底部重沸器所造成的回流是 必不可少的。
顶部产品冷凝器为精馏过程提供了轻组分浓度很高、而温度很低的顶 部液相回流。液相回流会在各个接触级上产生轻组分浓度较平衡浓度 高、温度较平衡温度低的液相回流。 底部的重沸器则提供温度很高、重组分浓度很高的气相回流。气相回 流由下向上，在各个接触级上产生温度高于平衡温度，其重组分浓度 也高于平衡浓度的气相回流。在顶部液相回流和底部气相回流的共同 作用下，各接触级才具备相间浓度差别和温度梯度，使精馏过程持续 顺利地进行。

则：
F＝180＋W 0.24F＝180×0.95＋0.03W
解得： F＝788.6kmol/h（进料量） W＝608.6kmol/h（釜液量）
（2）据 R＝L/D
故回流比为：
R L 670 3.72 D 180
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（3）据：
y n 1
R R 1
xn
1 R 1 xD
故精馏段操作线方程为：
y n 1
3.72 3.72 1
xn
0.95 3.72 1
0.788xn
0.201
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（4）由于进料为饱和液体，故 q＝1
则： R' xF xW (R q) q 0.24 0.03 (3.72 1) 1 2.4
xD xF
0.95 0.24
据：
y m 1
R' R'
一层塔板（n+1板）上升的蒸汽组成yn+1之间的关系称之为操作 关系，描述它们之间关系的方程称为操作线方程。
操作线方程可通过塔板间的物料衡算求得。
在连续精馏塔中，因原料液不断从塔的中部加入，致使精 馏段和提馏段具有不同的操作关系，现分别予以讨论。
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1、 精馏段操作线方程
例：将含24%（摩尔分数，下同）易挥发组分的某 液体混合物送入一连续精馏塔中。要求馏出液含95% 易挥发组分，釜液含3%易挥发组分。送入冷凝器的 蒸气量为850kmol/h，流入精馏塔的回流液为 670kmol/h，试求：
1、每小时能获得多少kmol/h的馏出液？多少 kmol/h的釜液？
2、回流比R为多少？ 3、写出精馏段操作线方程； 4、若进料为饱和液体，写出提馏操作线方程。

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。

精馏塔设计基本知识--压⼒、温度、进料、进料组分⼤⼩和进料速度对精馏塔的影响化⼯原理课程设计代做：QQ2030230388代做精馏塔、换热器、锅炉原理等课程设计1. 精馏操作的影响因素有哪些 ?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。

2. 精馏塔操作压⼒的变化对精馏操作有什么影响 ?塔的设计和操作都是基于⼀定的压⼒下进⾏的，因此⼀般的精馏塔总是先要保持压⼒的恒定。

塔压波动对塔的操作将产⽣如下的影响。

（1）响产品质量和物料平衡改变操作压⼒，将使每块塔板上的⽓液相平衡的组成发⽣改变。

压⼒升⾼，则⽓相中的重组份减少，相应的提⾼了⽓相中的轻组分的浓度；液相中的轻组分含量增加，同时也改变了⽓液相的重量⽐，使液相量增加，⽓相量减少。

总的结果是：塔顶馏分中的轻组分浓度增加，但数量却相对减少；釜液中的轻组分浓度增加，釜液量增加。

同理，压⼒降低，塔顶馏份的数量增加，轻组分浓度降低；釜液量减少，轻组分浓度减少。

正常操作中应保持恒定的压⼒，但若操作不正常，引起塔顶产品中重组分浓度增加时，则可采⽤适当升⾼操作压⼒的办法，使产品质量合格，但此时液相中轻组分的损失增加。

（2）变组分间的相对挥发度压⼒增加，组分间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之亦然。

（3）改变塔的⽣产能⼒压⼒增加，组分的重度增⼤，塔的处理能⼒增⼤。

（4）塔压的波动这将引起温度和组成间对应关系的混乱。

我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量的间接标准，但这只有在塔压恒定的情况下才是正确的。

当塔压改变时，混合物的露点、泡点发⽣改变，引起全塔的温度分布发⽣改变，温度和产品质量的对应关系也将发⽣改变。

从以上分析来看，改变操作压⼒，将改变整个塔的⼯作状况，因此在正常操作中应维持恒定的压⼒，只有在塔的正常操作受到破坏时，才可以根据上述分析，在⼯艺指标允许的范围内，对塔的压⼒进⾏适当的调整。