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蒸馏基础知识
蒸馏分类
9 蒸馏分类 根据操作方法不同可分为简单蒸馏、精馏、特殊蒸馏。 简单蒸馏：一次汽化和冷凝，只能得到初步分离。 精馏：在一台设备中重复进行多次简单蒸馏，从而获得更纯的产品。 特殊蒸馏：混合液体中组分间的沸点差很小，一般不易分离，则加入某一物 质，便于分离。如：水蒸汽蒸馏、共沸蒸馏、萃取蒸馏。 根据混合液体中组分多少可分为二元蒸馏、多元蒸馏。 二元蒸馏：混合液体中只有两种组分。 多元蒸馏：混合液体中有两种以上的组分。 根据操作压力不同可分为常压、加压、减压蒸馏三类。 根据操作流程不同可分为间歇蒸馏和连续蒸馏。
共沸体系 三乙胺—水 甲苯—水 共沸温度（℃） 92.8 84.1 水含量 35.0% 13.5% 共沸体系 氯甲烷—水 二氯甲烷—丙酮 共沸温度（℃） 38.1 57.6 水含 量 1.5% 30.0%
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蒸馏基础知识
化
蒸馏过程中的几个概念—物态与物态变 蒸馏过程中的几个概念 物态与物态变
6 物态与物态变化（相变）： 物态与物态变化（相变）： 物质存在状态：固态、液态、气态
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连续精馏原理及设备—连续精馏主要设备 连续精馏原理及设备 连续精馏主要设备
根据用途不同，换热器可分为再沸器、冷凝器、冷却器 再沸器为塔底加热设备，使塔底的下降液体再次沸腾产生上升蒸气，是精馏 塔的热量源。 冷凝器是使蒸气发生相变冷凝成液体的设备，一般用于精馏塔的蒸气出料， 如塔顶出料或侧线蒸气出料的冷凝。 冷却器是使液体降温的设备，一般用于塔底液体出料及塔顶出料冷凝后的降 温。塔底出料冷却器的冷介质可用原料（即母液），使原料预热以节能。 在设计安装中，可适当增加冷凝器的换热面积使冷凝、冷却合二为一。 液体分布器（一般用于填料塔内） 液体分布器是将液体均匀分布的装置，截留下降液体后进行再分布，其间有 大量空隙以便蒸气顺利通过，在液体分布器上气体、液体的传质和传热都很 小。 填料塔的液体进料及回流进入塔内后需要均匀分布在填料内，以便与上升蒸 气充分接触而进行传质和传热，在进料口及回流口需安装液体分布器，进料、 回流液体进入液体分布器后被均匀分布后进入填料，称进料分布器和回流分 布器。 精馏塔的内液体在下降的过程中，易产生分布不均的现象，气体和液体接触 面会大大地减小，传质和传热效率下降，导致塔的效率下降，因而在填料塔 中，每隔一定距离必须安装液体分布器加以纠正使液体重新分布均匀后进入 下一层填料，称再分布器。 12
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连续精馏原理及设备—连续精馏主要设备 连续精馏原理及设备 连续精馏主要设备
低温冷媒系统 水冷却受气温变化影响较大，如精馏沸点较低的溶媒时，冷水有时无法满足 要求，此时则需使用低温冷媒进行冷凝、冷却。 低温冷媒系统可单独配置，也可统一配置。 低温冷媒的温度要根据待冷凝溶媒的气相温度而定。 低温冷媒系统主要由水冷却塔、制冷机组、冷媒循环管组成。 制冷机组主要由压缩机、蒸发器、冷却器、冷却水泵、冷媒泵组成，制冷剂 在压缩机产生的高压下被压缩成液态（高压）并产生大量热使自身温度升高， 此高温的制冷剂液体进入冷却器（换热器）将热量传递给冷却水自身温度下 降，冷却水经水冷却塔降温循环使用，制冷剂冷却后进入蒸发器蒸发成气态 （低压）并吸收掉冷媒热量使冷媒降温，冷媒经冷凝器吸热后温度升高再进 制冷机降温。 冷媒可根据温度需要使用不同溶液或液体：0度以上一般采用水作冷媒，0度 以下一般采用CaCl2水溶液、NaCl水溶液、乙二醇水溶液、丙三醇溶液等。 影响制冷机组效率因素 冷却水温度不够低，水冷却塔冷却不够 冷却器效率不够 蒸发器不够 压缩机功率不够
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蒸馏过程中的两个过程—传热过程 蒸馏过程中的两个过程 传热过程
8 传热过程（热量传递过程） 传热过程（热量传递过程） 传热三种方式： 传导：通过热导体传热 对流：通过物质流动传热 辐射：通过辐射传热 蒸馏主要传热方式： 传导：主要是间壁传热，实现传热过程的主要设备有再沸器、冷凝器、冷却器。 对流：塔内主要是对流传热，上升的热汽与下降液体相遇进行传热，使液体中沸 点低物质气化，汽体中高沸点物质液化。
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念
蒸馏概念及蒸馏过程中的几个概
表一：几种物质的沸点（一个大气压下） 名称 水 二氯甲烷 沸点（℃） 100 39.8 名称 丙酮 甲苯 沸点（℃） 56.1 110.6 名称 三乙胺 乙醇 沸点（℃） 89.6 78.4
5 共沸 特殊的沸腾现象，多组份液体沸腾时，其液相组成与气相组成相同。
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连续精馏原理及设备—连续精馏主要设备 连续精馏原理及设备 连续精馏主要设备
水冷却塔 在工业化生产中，常用的换热介质为水，经过换热后，水带走热量而温度上 升，为节约水，常采用水冷却塔将水降温后循环使用。 水冷却塔采用风冷方式将水降温，空气流过时吸热及加快水挥发而吸热，从 而带走水中的热量使水降温。 水冷却塔主要由风机、布水器、填料、水盘组成，水从填料上方通过布水器 从布水管上小孔内流出，均匀分布到填料上，水沿填料间隙向下流，空气在 风机抽动下经填料间隙向上流动，在填料间隙内与水接触，空气吸热及加快 水挥发吸热，水的温度下降，降温后的水在水盘内暂存备循环使用，热的水 气经风机从塔顶排出。 水冷却塔效率下降（进出水温度差变小）常见原因： 风机转速下降，风量减小，气流速度下降，降温效果下降。 布水器布水不均匀，空气流走短路，水—气接触面减小，降温效果下降。 填料堵塞或变形，填料间隙变小，水层阻力增大，气流只能部分穿过水层、 甚至不能穿过水层，风量不足，降温效果下降。 水流量偏大，超出设计范围，水层下降占据填料空隙量加大，水层阻力增大， 风量不足，且带走热量一定时，填料中的水温随水流量增大而减小则与空气 的温差减少，降温效果下降。 13 进水与环境温差小。
原料
冷却器 原料 塔底产品 9
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连续精馏设备—连续精馏主要设备 连续精馏设备 连续精馏主要设备
2 连续精馏主要设备 蒸馏塔: 常用蒸馏塔有板式塔和填料塔板式塔 板式塔塔体内有多块板（称塔板），每块板上按一定要求开有若干个孔为蒸 气的上升通道，板的一侧开溢流装置为液体的下降通道并保持塔板上的一定 的液体层，塔运行时，蒸气由塔板开孔内上升，穿过塔板上的液体层，气液 两相接触，进行传质和传热，易挥发组分含量提高后的蒸气继续上升进入上 一层塔板，塔板上液体中难挥发组分含量增加并通过板的溢流装置流入下一 层塔板。 填料塔塔内填装一定高度的填料，填料内存在一定空隙，此空隙为上升蒸气 和下降液体的共同通道，塔运行时，下降液体和上升蒸气在填料空隙内相接 触，进行传质和传热，易挥发组分含量提高后的蒸气继续上升再次与下降液 体接触，难挥发组分含量增加继续下降再次与上升蒸气接触。根据填料结构 不同，主要有丝网填料，拉西环填料，矩鞍型填料等。 塔板和填料是蒸馏塔进行传质和传热的地方，可统称为塔板。 填料的理论塔板数：一般称单位高度的填料的分离效率相当的塔板层数为填 料理论塔板数。如：3块/米。
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换热器 根据结构不同，常见的有列管式和板式 列管式换热器由列管和外壳组成，热交换的两种介质分别从列管内和列管与 外壳间流过，以列管壁为热交换间壁，以热传导的方式传热，列管流程称为 管程，外壳流程称壳程。 板式换热器由若干块板组成，分成两个通道，热交换介质从板的两侧流过， 以板为热交换间壁，以热传导的方式传热，内可设折流板以提高效率。常见 的有波纹板式、平板式、螺旋板式。 列管式换热器与板式换热器相比较：板式换热器热交换效率较高，但阻力相 对较高，且由波纹板式、平板式两种换热器介质流道相对窄且换热板薄，不 适用于含有固体及易结污物料的换热（换热器易堵塞且难清洗），且两种换 热介质的压力差不能太大，否则易因压力并使换热板变形，螺旋板式换热器 因物料在换热器中旋转流运而具有一定的防沉积及自清洗能力，可用于含有 固体物料的换热。列管式换热器在使用中，一般含有固体及易结污的物料走 管程，这在堵塞或换热效率下降时便于清洗。
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冷凝器 冷凝剂
连续精馏设备—连续精馏原理 连续精馏设备 连续精馏原理
连续精馏流程示意图
冷凝器 冷凝剂 冷却器 冷却剂 塔顶产品
塔顶产品 冷却剂 进料板 回流 回流罐 回流泵 精馏塔 再沸器 蒸汽 蒸汽冷凝水 塔底产品 气体 液体 提馏段 精馏段
注：1、回流泵可
根据安装流程不同 可设或不设；2、冷 却器根据节能需求 可设或不设。3、可 在塔的不同高度采 出不同组成的馏份。
蒸馏基础知识
念
蒸馏概念及蒸馏过程中的几个概
1 什么是蒸馏 蒸馏就是利用互溶液体混合物中各组分的沸点差（或者称饱和蒸气压 差），通过加热或冷凝，使部分低沸点的物质不断地汽化和冷凝，最终达到 高沸点的物质和低沸点物质部分分离或完全分离的操作。 2 饱和蒸气压 气—液两相平衡时气体压强，是一个与温度相关的物理量，一定温度下 同一物质的饱和蒸气压一定。 3 沸腾 剧烈的汽化现象，当液体蒸气压等于外界压力时，液体就沸腾。 4 沸点 一定外压下，物质沸腾时的温度，一般情况下是指一个大气压下的沸点。
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连续精馏原理及设备—连续精馏原理 连续精馏原理及设备 连续精馏原理
1、连续精馏原理 、 连续精馏原理： 由前传质过程可知： 每次传质后，A组份在气相中相对被提纯一次，B组份在液相中相对 被提纯一次， 精馏过程就是物料在塔内多次反复传质的过程，多次反 复后得纯A和纯B，只要塔层数能满足反复次数，则在塔顶出气相冷 凝后得纯A，塔底出液相冷却后得纯B。 提馏段和精馏段： 精馏塔顶产品中易挥发组份含量大于原料，而塔底产品中难挥发组份含 量大于原料，故在塔顶与塔底之间有一个塔板上的液相或气相中A和 B的含量与原料相同或相近，一般连续精馏过程中，选择与原料含量 相近的塔板处为原料进口，则进料口以上易挥组份含量逐渐增高，称 精馏塔该部份为精馏段，进料口以下难挥发组份含量逐渐增高，称精 馏塔该部份为提馏段。（间歇釜只有精馏段）