下载文档原格式
精馏操作原理
精馏操作原理是利用物质间沸点或挥发度的不同，通过加热、蒸发、冷凝等物理手段实现混合物的分离。
具体来说，精馏过程包括汽化、冷凝、回流等步骤，通过控制加热温度、冷凝温度和操作压力等条件，使混合物中各组分得到分离和纯化。
精馏操作中，首先将原料加热汽化，使其中的轻组分和重组分分别向汽相和液相分布。
汽相通过多次冷凝和再沸，各组分逐次富集，最后得到高纯度的轻组分产品。
液相则通过多次蒸发和冷凝，各组分逐次贫化，最后得到高纯度的重组分产品。
精馏操作的关键在于控制加热温度、冷凝温度和操作压力等条件，使各组分得到充分的分离和纯化。
同时，还需考虑设备的效率、能耗、稳定性等方面的问题。
精馏操作在石油、化工、轻工等领域得到广泛应用，是工业上实现液体混合物分离的重要技术之一。
关于精馏塔操作的知识精馏塔是化工生产中常用的设备，用于将混合物中的不同成分按照其沸点进行分离的一种方法。
在精馏塔中，通过加热混合物并将其蒸发，然后再冷凝回液体形式，从而实现不同成分的分离。
精馏塔是一个非常重要的设备，广泛应用于石油化工、化学工业、制药、食品工业等领域。
精馏塔的操作过程一般包括物料的进料、加热、分馏和冷凝等步骤。
不同的物料在精馏塔中会根据其沸点的不同被分离出来，可以得到纯净的产品或分离出不同部分的产品。
在精馏塔的操作中，需要注意以下几个方面的知识：一、精馏塔的结构和工作原理精馏塔一般由塔体、填料、冷凝器、除液泵等部分组成。
在精馏塔中，填料的作用是增加塔内的表面积，促进气液两相的充分接触，从而提高分馏效率。
冷凝器则用于将蒸发的气体冷凝成液体，形成产品。
精馏塔的工作原理是通过将混合物加热至其中成分的沸点，使其蒸发成气体，然后再冷却冷凝成液体，实现不同成分的分离。
二、操作前的准备工作在进行精馏塔操作前，需要进行一些准备工作。
首先要检查精馏塔的设备和仪器是否正常运转，检查各种阀门、管道和连接件是否密封无漏。
其次检查填料是否完整，冷却水是否正常供应等。
还需要根据操作手册和工艺要求设置好操作参数，如加热温度、进料速度等。
三、加热操作加热是精馏塔操作的重要环节，需要控制加热温度和速度。
加热温度应该根据混合物中各成分的沸点来设定，从而确保被分离的成分能够达到沸点并蒸发出来。
加热速度也需要适当控制，过快的加热会导致压力升高，影响操作的稳定性。
四、分馏操作在精馏塔中，分馏是将混合物中的不同成分分离出来的过程。
在进行分馏操作时，需要根据混合物的成分和物性来确定操作参数，如进料速度、塔体高度、冷凝温度等。
对于待分离的成分，需要关注其沸点、比重等特性，掌握好分馏的时机和程度，确保分离效果。
五、冷却和收集操作在分馏后，需要将蒸馏出来的气体冷却成液体，并进行收集。
冷却器的选择和设置要合理，确保冷却效果良好。
冷却后的液体产品要进行检查，确认其质量和纯度是否符合要求，再进行储存或进一步处理。
分馏系统基础知识分馏系统基础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、蒸馏原理在原油中分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分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，来分离这⼀组分的⽅法。
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部分汽化为蒸汽时，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部分汽化，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部分。
蒸馏过程包含有加热、汽化、分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，称为达到了相平衡（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，则⽓体就冷凝，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达到要求的汽化率时，⽓液两相⼀次分离，称为⼀次汽化（或平衡汽化）。
甲醇精馏的基础知识一、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，在产生甲醇反应的同时，还伴随着一系列副反应。
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基础原料，用它加工的产品种类很多，因此对甲醇的纯度均有一定的要求。
粗甲醇通过精馏，可根据不同要求，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、有关基本概念1.什么是精馏？精馏的原理是什么？把液体混合物进行多次部分气化，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。
为什么把液体混合物进行多次部分气化，同时又多次部分冷凝，就能分离为纯或比较纯的组分呢？对于一次气化、冷凝来说，由于液体混合物中所含组分的沸点不同，当其在一定温度下部分气化时，因低沸点物易于气化，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。
这就改变了气液两相的组分。
当对部分气化所得蒸气进行部分冷凝时，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。
这样经过一次部分气化和部分冷凝，使混合液通过各组分浓度的改变得到初步分离。
如果多次地这样进行下去，将最终在液相中留下基本上是高沸点的组分，在气相中留下基本上是低沸点的组分。
由此可见，部分气化和部分冷凝，都使气液相的组成发生变化，多次部分气化和部分冷凝同时进行，就可以将混合物分离为纯的或比较纯的组分。
液体气化要吸收热量，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气化时使用，也就是使气液两相直接接触，在传热的同时进行传质。
为满足这一要求，在实践中，这种多次部分气化伴随部分冷凝的过程是在逆流作用的塔式设备中进行。
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）作逆向流动，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）气液两相进行热的交换——利用部分气化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得液体混合物；（2）气液两相在热交换过程中同时进行质的交换。
精馏知识小结精馏是一种物质分离技术，主要通过利用物质的沸点差异将混合物中的组分分离出来。
以下是关于精馏的知识小结：1. 精馏原理：精馏的原理是根据不同物质的沸点差异，在外加热的条件下，使其中沸点较低的物质首先汽化成气体，然后通过冷凝器冷却成液体，从而实现对混合物的分离。
2. 精馏的基本装置：精馏通常有两个基本组成部分：蒸馏塔和冷凝器。
蒸馏塔用于将混合物加热蒸发，然后通过冷凝器冷却，以便将蒸发的液体转化为液体。
3. 精馏的工作原理：物质在加热后，具有不同沸点的组分会首先蒸发。
然后通过蒸馏塔中不同层次的温度差异，使低沸点组分逐渐上升，而高沸点组分会留在下层。
最后，通过冷凝器中的冷却，将蒸发的低沸点组分冷却成液体，从而实现对混合物的分离。
4. 塔板和填料：蒸馏塔通常会设置塔板或填料，以增加化合物与环境接触的面积，加快汽液两相间的传质速度。
塔板上有许多孔洞，使得热量能够在塔板上通过传导和辐射的方式从下至上传递。
5. 常见精馏方法：常见的精馏方法有常压精馏、减压精馏和恒定沸点精馏。
常压精馏适用于沸点差异较大的混合物，减压精馏适用于沸点差异较小的混合物，而恒定沸点精馏适用于只有两个组分的混合物。
6. 精馏的应用：精馏在化学、石油、制药、食品等众多领域有广泛的应用。
例如，石油精馏用于提取原油中的不同沸点范围的石油产品，药品精馏用于提取纯净的药物原料，食品精馏用于酿酒和蒸馏酒精等。
7. 精馏的优缺点：精馏是一种高效的分离技术，可以实现高纯度的物质分离。
然而，精馏过程中需要消耗大量的能量，蒸馏塔和冷凝器的设备成本较高，而且对于沸点差异较小的混合物分离效果较差。
8. 新兴技术：除了传统的精馏方法，还出现了一些新兴的分离技术。
例如，膜分离技术利用半透膜将混合物分离成两个流体相，离心分离技术通过离心力加快分离速度，萃取技术利用溶剂将混合物分离成两相等。
总之，精馏是一种常用的物质分离技术，通过利用不同组分的沸点差异，将混合物中的组分分离出来。
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。
基础知识
干馏：在隔绝空气的条件下，将固体物质加热至高温，使其分解的过程叫做干馏。
如煤的干馏，得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水和粗苯等。
（煤焦化）
蒸馏:是一种热力学的分离工艺，它利用混合液体或液固体系中各组分沸点的不同，使低沸点组分蒸发再冷凝以分离整个组分的单元操作过程，是蒸发和冷凝两种单元操作的联合。
精馏：一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广泛的液体混合物分离操作，广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。
精馏操作按不同方法进行分类。
根据操作方式，可分为：连续精馏和间歇精馏；根据混合物的组分数，可分为二元精馏和多元精馏；根据是否在汇合物中加入影响汽液平衡的添加剂，可分为普通精馏和特殊精馏，（包括萃取精馏，恒沸精馏和加盐精馏），若精馏过程中伴有化学反应，则称反应精馏。
塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比，称为回流比，它是精馏操作的一个重要控制参数，它的变化影响精馏操作的分离效果和能耗。
精馏操作基础知识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. 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝, 就能分离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的组分的沸点不同,当其在一定温度下部分汽化时,因低沸点物易于气化,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.这就改变了气液两相的组成.当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,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,而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷凝液中要高. 这样经过一次部分汽化和部分冷凝,使混合液通过各组分浓度的改变得到了初步分离.如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相中留下的基本上是低沸点的组分.由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可以将混合物分离为纯或比较纯的组分. 液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量.为了合理的利用热量,我们可以把气体冷凝时放出的热量供给液体气化时使用, 也就是使气液两相直接接触,在传热同时进行传质.为了满足这一要求,在实践中,这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设备中进行的.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)作逆向流动.塔内所发生的传热传质过程如下 1)气液两相进行热的交换, 利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所得的液体混合物;2)气液两相在热交换的同时进行质的交换.温度较低的液体混合物被温度较高的气体混合物加热二部分汽化.此时,因挥发能力的差异 (低沸点物挥发能力强,高沸点物挥发能力差) ,低沸点物比高沸点物挥发多,结果表现为低沸点组分从液相转为气相,气相中易挥发组分增浓;同理,温度较高的气相混合物,因加热了温度较低的液体混合物, 而使自己部分冷凝,同样因为挥发能力的差异,使高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥发组分增浓. 精馏塔是由若干塔板组成的,塔的最上部称为塔顶,塔的最下部称为塔釜.塔内的一块塔盘只进行一次部分汽化和部分冷凝,塔盘数愈多,部分汽化和部分冷凝的次数愈多,分离效果愈好. 通过整个精馏过程,最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分,塔釜得到的基本上是难挥发的组分。
4、什么是露点?答: 把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却, 当冷却到某一温度时, 产生的第一个微小的液滴, 此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度,简称露点.处于露点温度下的气体称为饱和气体.从精馏塔顶蒸出的气体温度,就是处在露点温度下.值得注意的是:第一个野地不是纯组分,塔时露点温度下与气相平衡的液相,其组成有相平衡关系决定. 由此可见,不同组成的气体混合物,塔的露点是不同的.5、什么是泡点?答:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现的第一个很小的气泡,即刚开始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度,简称泡点.处于泡点温度下的液体称为饱和液体,即精馏塔的釜温温度.应该说明,这第一个很小的气泡,也不是纯组分,它的组成也是有相平衡关系决定的.6,什么是沸点?答:当纯液体物质的饱和蒸汽压等于外压时,液体就会沸腾,此时的温度叫做该液体在指定压力下的沸点. 纯物质的沸点是随外界压力的变化而改变的.当外界压力增大时,沸点升高,外界压力降低时,沸点降低. 对于纯物质来说,在一定压力下,泡点,露点,沸点均为一个数值.7、什么是潜热?答:单位重量的纯物质在相变(在没有化学反应的条件下,物质发生了相态的改变,称相变.如水结成冰或水汽化成水蒸气等成为相变过程. ) 过程吸收或放出的热叫潜热. 1 公斤水由液态受热变成水蒸气的过程如中所吸收的热叫水的汽化潜热,常用单位为千卡/公斤.值得注意的是, 在相变时温度和压力都是不变的,否则不能称之为潜热.因此,在说潜热数值时,要说明在什么温度什么压力下,进行何种相变过程.如 1 公斤水在 760 毫米汞柱压力,100 摄氏度下汽化,汽化潜热为 539.6 千卡. 相反,在此条件下,水蒸汽冷凝释放出来的热,称为冷凝潜热,数值与上相等.混合物的潜热可以实测或计算,其数值的大小除了和组分的性质有关外,还和组分的含量有关,不是一个固定的数值.8、什么是显热?答:纯物质在不发生相变和化学反应的条件下,因温度的改变而吸收或放出的热量叫显热.9、什么是回流比答:在精馏过程中,混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出,进入塔顶冷凝器.蒸汽在此冷凝(或部分冷凝)成液体,将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板下流,这部分液体叫做回流液；将另一部分冷凝液(或未凝蒸汽) 从塔顶采出, 作为产品. 回流比就是回流液量与采出量的重量比, 通常以通常以 R 来表示,即R=L/D 式中 R-回流比 L-单位时间内塔顶回流液体量,公斤/小时. D-单位时间内塔顶采储量,公斤/小时。
10、什么是最小回流比?答:在规定的分离精度要求下,即塔顶,塔釜采出的组成一定时,逐渐减少回流比,此时所谓的理论板数逐渐增加.当回流比减少到某一数值时,所需的理论板数增加至无数多,这个回流比的数值,成为完成该项预定分离任务的最小回流比. 通常操作时的实际回流比取为最小回流比的 1.3～2 倍.11、什么是全回流?答:在精馏操作中,把停止塔进料,塔釜出料和塔顶出料,将塔顶冷凝液全部作为回流液的操作,成为全回流.全回流操作,多半用在精馏塔的开车初期,或用在生产不正常时精馏塔的自生循环操作中。
12、最适宜回流比是怎样确定的?答:对固定分离要求的过程来说,当减少回流比时,运转费用(主要表现在塔釜加热量和塔顶冷量)将减少,所需塔板数将增加,塔的投资费用增大;反之,当增加回流比时,可减少塔板数,却增加了运转费用. 因此,在设计时应选择一个最适宜的回流比,以使投资费用和经常运转的操作费用之和在特定的经济条件下最小, 此时的回流比称之为最适宜回流比.最适宜回流比取为最小回流比的1.3～2 倍.13、什么是精馏塔的压力降?答:所谓精馏塔的压力降,就是平时所说的塔釜和塔顶的压力差.对板式塔来说,塔板压降主要是由三部分组成的,即干板压力降,液层压力降和克服液体表面张力的压力降. 塔釜与塔顶的压力差是全塔每块塔板压力降的总和. 所谓干板压力降,就把精馏塔内上升的气体(或蒸汽)通过没有液体存在的塔板时,所产生的压力降;当气体穿过每层塔板上的液体层时产生的压力降,叫做液层压力降;气体克服液体表面张力所产生的压力降, 叫液体表面张力压力降. 对于固定的塔来说,在正常操作中,塔压力降主要随上升气体的流速大小而变化,有经验表明,塔压力降与气体流速的平方成正比.14、什么是空塔速度?它与孔速有什么关系?答:空塔速度是指单位时间内精馏塔上升蒸汽的体积与塔截面积的比, 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=VsAa 式中 W—空塔速度,米/秒; Vs—上升蒸汽体积流量,米 3/秒; Aa—塔的总截面积,米 2. ∵Aa=0.785D2 (D 是塔内径,米) ∴W=Vs/0.785D2 孔速度是指单位时间内通过升气孔道的上升蒸汽的体积与孔道总截面的比,即上升气体穿过升气孔道的流速,单位为米 3/秒.米 2 或米/秒, 公式:W 孔=Vs/AT 式中:W 孔—孔速度,米/秒; AT—升气孔道总截面积,米 2. 因为升气孔道总截面积是由塔板开孔率决定的,设开孔率为Φ, 则式为:W 孔=Vs/0.785D2Φ=W/Φ空塔速度是影响精馏操作的重要因素之一.对于已经确定的塔来说,如果在允许的范围内提高空塔速度,则能提高塔的生产能力.当空塔速度提高到一定限度时,气液两相在塔板上因接触时间过短,而且会产生严重的雾沫夹带,破坏塔的正常操作.一般是以雾沫夹带量不大于 10%来确定空塔速度,称为最大允许速度. 当空塔速度过低时, 不利于气体穿过孔道, 甚至托不住上层塔板的液体, 塔板上的液体可以经升气孔倒流至下层塔板,这种现象称之为液体泄漏.泄漏严重时,会降低精馏塔的分离效果,特别是筛板塔,浮阀塔, 舌形塔,尤其是这样.15、什么是塔的开孔面积?开孔率是怎样确定的?答:在精馏塔内流动着从下往上的蒸汽和从上往下的液体,而且它们要同时通过每层塔板.气体通过塔板的通道叫升气孔道,升气孔道的总截面积就是每块塔板的开孔面积. 浮阀塔的开孔面积就是所有浮阀孔截面积的总和. 开孔截面积的选定,就是根据生产负荷的大小和允许蒸汽的速度确定的.通常所说的开孔率就是选定的开孔面积和空塔总截面积的比值,以Φ表示,即: Φ=AT/Aa×100% 式中Φ—开孔率 AT—开孔总截面积,米 2 Aa—空塔总截面积,米 2 有时为了适应塔中各板或各段不同的气体负荷, 设计时可以选用不同的开孔率.开孔率不同,其传质效率也不同.另外,开孔率对塔的处理能力也有很大的影响.在相同塔径中,处理能力随开孔率的增加而相应的提高;对于同一处理能力而言,开孔率增加,则塔径可以减小,因此开孔率是设计中的重要指标之一.16、什么是液泛?答: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. 17、什么是雾沫夹带?答: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.18、什么是液体泄漏?答: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.19、什么是操作弹性?答:操作弹性是指上升气体速度的最小允许值(负荷下限)到最大允许值(负荷上限)之间的范围.上升气体速度在此范围变动时,精馏塔能在一定的分离效果下,维持正常的操作. 前面已经谈过, 精馏塔的负荷上限是以上升蒸汽的雾沫夹带量不超过蒸汽流量的 10%为限制; 负荷下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的 10%为限制. 一般的说,浮阀塔操作弹性最大,有的试验表明负荷上限与负荷下限之比可达 7~9 左右,泡罩塔次之,筛板塔最小.应当注意的是,当上升气体速度变化时,塔板效率要变化,这会引起分离效果发生变化.20、什么是返混现象?答: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.21、什么是物料平衡?物料平衡在精馏操作中的意义是什么?答:物料平衡是质量不灭和转换守恒定律在化工上的应用.对于任何一个生产过程来说,按重量计,物料转化量应为产品生成量和物料损失量之和. 通过物料衡算,可以知道原料转化为产品的情况及损失量的大小,以便寻求改善的途径.物料衡算对整个过程或过程的某个阶段同样适用;可对参与过程的全部物质进行衡算,也可以对任意组分进行衡算. 在操作中随时掌握精馏塔的物料平衡情况对于一个操作工来说是一个最基本和最起码的要求.物料平衡掌握不好,一种是进料多,采出少; 另一种是进料少,采出多.这两种情况都不是正常操作,影响产品的质量和数量. 因此, 为了使精馏塔处于最佳条件下操作, 为了提高产品的质量和数量, 降低能耗,减少加工损失,在实际操作中必须经常进行物料衡算,调整操作。
