精馏塔设备知识点
的基础元件,分为乱堆填料和规整填料两种基
本类型。塔内件主要包括液体分布器、填料支 撑、液体再分布器、除雾器以及进出料装置等。
其作用除支撑填料之外,主要目的是使气液在
塔内更有效的接触,充分发挥填料塔的优势。
精馏原理 精馏是利用混合物中各组分挥发能力的差异,气、液两相逆向接触,在热能驱动和相
平衡关系的约束下,使得易挥发组分不断从液相往气相中转移,而难挥发组分却由气
回流作用 提供塔板上的冷回流,取走塔内多余的热量,维持塔内的热量平衡;
提供塔板上的冷流体,气液两相在塔板上逆向接触,上行的气体中重组分冷凝,下行
的液体中的轻组分吸热汽化,反复的冷凝汽化作用进一步增加产品分离的精度。 回流方式
用泵打入塔内进行回流,回流冷凝器不需要安装在塔顶的回流方式称强制回流。
回流冷凝器安装在塔顶的回流液借重力回流到塔内的回流方式称自然回流。
在全回流条件下,分离所需的理论板数最少。当回流比减小至某一数值时,理论上为 达到指定分离要求所需板数趋于无穷大,这是回流比的下限,称为最小回流比。当操 作回流比下降到小于最小回流比时,就不能达到规定的分离要求。最小回流比不仅取 决于分离要求,还与料液的相对挥发度和料液组成以及进料的热状态有关。对于相对 挥发度在全塔接近常数的料液的分离。
底产物的换热器通常称之为再沸器(也称之为重沸器)。大多数的再沸器为管壳式换热器。
根据实际生产中不同的需要,沸腾过程既可以发生在壳程,也可以发生在管程。加热 介质通常是蒸汽,也可以是载热的流体、气体等。
物料在重沸器受热膨胀甚至汽化,密度变小,从而离开汽化空间,顺利返回到塔里,
返回塔中的气液两相,气相向上通过塔盘,而液相会掉落到塔底。由于静压差的作用, 塔底将会不断补充被蒸发掉的那部分液位。 再沸器作用:用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔,使塔内气液两相间的接触传质 得以进行。
部完成了下降液流中难挥发组分的提浓。
冷凝器 分为全凝器和分凝器,全凝器是将气相全部冷凝为液相,所以它没有分离效果;分凝
器则不同,它有气相采出,部分液相,物料仍可以在它里面重新达到气液平衡,也就
是说它相当于一个平衡级。
简介 沸腾传热设备是化工过程中常用的一种设备,在化工过程中,装于蒸馏塔底部用于汽化塔
种类 通常将再沸器大体上分为交叉流和轴向流两种类型。在交叉流型中,沸腾过程全部发
生在壳程,如釜式再沸器、内置式再沸器和水平热虹吸再沸器;在轴向流型中,沸腾
流体沿轴向流动,最常用的型式为立式热虹吸再沸器。当循环量不够时,抑或自流循 环不行时,两者均可借泵的作用而增加循环量及流体的提升高度和克服管网阻力的能
简介 精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。有板式塔与填料塔两种主要类型。
板式塔又分为泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌板塔。根据操作方式又可分为连续精馏塔
与间歇精馏塔。板式塔中气液两相间逐层逆流接触并进行传质和传热,气液两相组分 的浓度沿塔高呈阶梯式变化。 填料塔是塔设备的一种,主要由填料、塔内件 及筒体构成。填料是填料塔内气液传质、传热
黏性的流体。在流体保持很高的流速和非常低的蒸发率的条件下, 可使结垢的速率大大减小,然而这就要求有效流速在5~6m/s,因此
泵的造价和能源的消耗都很高。
立式管侧热虹吸再沸器 立式管侧热虹吸再沸器沸腾过程发生在管程,加热介质在壳程,两
相流混合物以较高的流速由排出管流向塔内。要求排出口的流通截
面至少应与管束总的过流面积一样大。排除管既可由沿轴向的大直 径弯管和塔连接,也可采用侧面开口与塔连接。流动循环的驱动压
有压力表以控制器内压力。根据需要也可配置器中、器顶视镜,这样
可使操作人员一目了然便于调节。 釜式再沸器 有一个扩大的壳体,气液分离过程在壳体中进行。该器的优点为性 能相对可靠,特别在高真空条件下,其性能更好。缺点是容易结垢, 通常为所有类型再沸器中最易结垢者,造价较高。
水平热虹吸再沸器 这种再沸器的进料从塔底引入,液体在壳程沸腾发生气化。由于进料
管和排出管中液体的密度差产生静压差,成为流体自然循环的推动力。
其优点为有较高的循环率,其缺点是壳程结垢后很难清洗。 强制流动立式再沸器 除了强制、水平式再沸器外,比较常用的还有强制流动立式再沸器 其可供酒精醪塔糟液的循环蒸发和压出之用。其釜底液可参与再沸 器的循环,另一部分也可借抽压力排出而进入具一定压头的后续设 备,如糟液二次预热器等。在这种条件下,泵的性能优选是其关键, 要求此等泵具有耐高温、耐腐蚀、耐含有大量固形物(泥沙、纤维 等杂物)且有一定粘稠性者为佳,其要求压头大,流量能满足工艺 要求,但动力不是很大者(省电)。
头由塔内液池的液面高度提供。塔内的液面和再沸器的上管板在一
个水平面上。其优点为循环速度快,不仅传热膜系数高于水平式, 而且有很好的防垢作用。缺点是垂直管不易拆卸、清洗及维修。其
最佳适用条件为纯组分、中等压力、温差、热流及易结垢的场合。
这是一种较为常用的型式之一。
垂直壳侧热虹吸再沸器 这种再沸器的进料从塔底引入,液体在壳程沸腾发生气化。由于进料
管和排出管中液体的密度差产生静压差,成为流体自然循环的推动力。
其优点为有较高的循环率,其缺点是壳程结垢后很难清洗。
强制流动水平式再沸器 强制流动水平式再沸器沸腾过程发生在管内侧,流体循环的动力由
高容量泵提供。强制流动再沸器的最佳应用场合为严重结构和极高
相向液相中迁移,使混合物得到不断分离。该过程中,传热、传质过程同时进行。 原料液进料板以上的称精馏段,它的作用:上升蒸汽与回流液之间的传质、传热,逐
步增浓气相中的易挥发组分。可以说,塔的上部完成了上升气流的精制。
加料板以下的称提馏段,它的作用:在每块塔 板下降液体与上升蒸汽的传质、传热,下降的
液流中难挥发的组分不断增加,可以说,塔下
强制回流
自然回流
回流比 精馏操作中,由精馏塔塔顶返回塔内的回流液流量L与塔顶产品流量D的比值,即R=L/D。
回流比的大小,对精馏过程的分离效果和经济性有着重要的影响。因此,在精馏设计时,
回流比是一个需认真选定的参数。 增大回流比可减少分离所需的理论板数。但回流比的增大,必要求塔釜产生的蒸气量
相应增加。回流比增大的上限是全回流即进入冷凝器的蒸气在冷凝后全部返回塔中。
动力,从而完成和实现工艺过程的要求,达到预期的工艺目标。
外循环式再沸器 主要由此系管壳式再沸器。通常应根据物料的性质不同及是否
具有腐蚀性(强、弱)选择不同的材质如A3、304、316L等的板、管 而制成。为了调节再沸器冷凝液的排出量,还装有玻璃液位计,并装