精馏原理

一、工艺原理

1 精馏原理

●化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。

●液体具有挥发而成为蒸汽的能力。各种液体的挥发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作。

一、工艺原理

●蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏及特殊精馏等多种方法。按操作压力可

分为常压蒸馏、加压及减压（真空）蒸馏。按操作是否连续可分为连续精馏和间歇精馏。按原料中所含组分数目可分为双组分（二元）蒸馏及多组分（多元）蒸馏。

一、工艺原理

●简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾，产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在蒸馏过程中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。因此，馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终将釜液一次排出。所以简单蒸馏是一个不稳定过程。简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如原油或煤油的初馏。

一、工艺原理

一、工艺原理

●平衡蒸馏：平衡蒸馏又称为闪蒸，是一连续稳定过程。原料连续进入加热器中，加热至一

定温度经节流阀骤然减压到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。

一、工艺原理

●精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化，则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易挥发组分或轻组分）在汽相中的浓度比在液相中的浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的组分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度比在汽相中的要高。同理，混合物的蒸汽部分冷凝，则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的高，反之亦然。多次进行部分汽化或部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。

一、工艺原理

●精馏是在塔设备中进行的，可用板式塔亦可用填料塔。汽相和液相在塔板上或填料表面上进行着质量传递过程。易挥发组分从液相转移至汽相，难挥发组分从汽相转移至液相

2 物料平衡

2 物料平衡

●全塔物料衡算：F = D + W （进料＝塔顶采出+塔底采出）

●对某一组分（轻组分）：F xF=D xD+W xW

●操作中必须保证物料平衡，否则影响产品质量。精馏设备的仪表必须设计为能使塔达到物料平衡，以便进行稳定的操作。为了进行总体的进料平衡，塔顶和塔底的抽出量必须进行适当的控制，进料物料不是做为塔顶产品采出，就是作为塔底产品采出，反之亦然。

3 热量平衡

●QB + QF

=

QC + QD + QW + QL

●QB——再沸器加热剂带入的热量

●QF——进料带入热量

●QC——冷凝器冷却剂带出的热量

●QD——塔顶产品带出热量

●QW——塔底产品带出热量

●QL——散失于环境的热量

●操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足要求，才能保持平稳操作。再沸器和进料的热量输入必须转移到塔顶冷凝器。如果试图使再沸器热热量输入和回流控制相互独立，那么该系统就不会稳定，因为热量不平衡。

二、工艺控制

●1、温度、压力、组成之间关系

●组成一定，压力P↑，温度（沸点）T↑

●压力P一定，组分重↑，温度T↑，温度与组成有一一对应关系，塔顶至塔底温度低→高，物料组成轻→重，利用这个对应的关系控制分离效果，保证产品质量。

●塔板温度受塔压力和物料组成的影响，与加热量的大小无关。常压塔中，塔顶温度接近于

塔顶纯物料的沸点温度，塔底温度是一种或几种重组分的泡点温度。

二、工艺控制

●2、工艺参数影响

●进料温度：精馏塔的进料通常接近泡点温度。如果进料低于泡点温度，可增大提馏段来帮

助精馏段，这样将会提高塔顶组分纯度，降低塔底组分纯度。相反，如果进料已经部分汽化，那么精馏段将帮助提馏段，这些都是指在假定其他参数都保持不变的情况下进行的。

二、工艺控制

●2、工艺参数影响

●塔压：在精馏时，塔压不是操作参数，这并不意味着精馏好坏不受压力影响。在正常操作

情况下塔压保持为常数等于设计压力，如果塔压增加，平衡就会改变，即对同样的精馏需要增加较多的热量。压力增加，分离难度增加。

二、工艺控制

●2、工艺参数影响

●回流：精馏过程区别于简单蒸馏就在于有回流，回流对精馏塔的操作都有重耍影响。增大回流比，精馏段操作线的截距减小，操作线离平衡线越远，每一梯级的垂直线段及水平线段都增长，说明每层理论板的分离程度加大，为完成一定分离任务所需的理论板数就会减少。但是增大回流比又导致冷凝器、再沸器负荷增大，操作费用增加，根据工艺上的要求，又要

考虑设备费用（板数多少及冷凝器、再沸器传热面积大小）和操作费用，来选择适宜回流比。

二、工艺控制

●液泛：气体通过塔板的压降随气速的增加而增大，降液管内的液面随之升高；另一方面，液体流经降液管时，流量大阻力增加，降液管液面随之升高。所以气液流量的增加都会使降液管液面升高，严重时可将塔板上泡沫层升举到降液管顶部，板上液体无法顺利流下，导致液流阻塞，造成“液泛”。精馏塔发生“液泛”时将有部分蒸汽从降液管中经过，在这种情况下组分的正常精馏将停止，反而会影响产品质量。这时应该通过降低回流量和热量输入来减少塔的负菏，恢复正常操作。

3、产品控制

●灵敏板温度控制：

●精馏塔控制最直接的质量指标是产品的组分，但产品组分分析周期长，滞后严重，因而

温度参数成了最常用的控制指标，即通过灵敏板进行控制。

●一个正常操作的精馏塔当其回流比、进料组成等发生波动时，全塔各板的组成将发生波

动，全塔的温度分布也将发生相应的变化。在高纯度分离时，一般不能用测量塔顶温度的方法来控制馏出液质量，需找出板上温度对外界干扰因素反映最灵敏的塔板——灵敏板

3、产品控制

●灵敏板温度控制：

●设备结构已定，生产负荷和产品比例基本不变的操作过程中，精馏塔的进料量F 、组分

x

、蒸汽量、冷却剂量、釜液出料量w 处于相对稳定状态，往往是通过回流比的调节来控制灵敏板的温度。当灵敏板温度T 上升时，通过加大回流量L ，来降低灵敏板温度；当灵敏板温度T 下降时，通过减少回流量L ，来提高灵敏板温度。

3、产品控制

●温差控制：

●在芳烃生产中，对产品纯度要求非常高，为保证高精度的精馏，采取温差控制方法，（例

如苯塔5 ＃19 ＃板温差，甲苯塔2 ＃16 ＃板温差），通常上面板的温度稳定，变化较小，下面板的位置是组成发生较小变化时，温度就会发生较大变化的地方。使用温差控制可以消除压力变化的影响，压力变化时，各塔板的温度都会发生变化，但塔板间的温差变化为常数，使温度是组成的唯一函数。

3、产品控制

●物料平衡控制方案：

●对于一个精馏系统来说，其主要目的是在保证产品质量的情况下，得到最大的产品收率。

为达到目的，主要是按照工艺要求控制塔的物料平衡，传统的精馏控制方法是以温度为质量指标，以改变回流为主要手段，见下图。

3、产品控制

●上面是一个传统的精馏系统，塔底热量系统是固定的，保证一定的回流比。灵敏板温度是塔顶产品的间接质量指标，调节手段是改变回流量F1，用回流罐液面L1的高低来控制塔顶产品的抽出量F2，这种方案是建立在热平衡的关系上。回流量F1的给定值是由灵敏板温度T给定的，当天气冷时，使回流温度降低，相应增加了塔的内回流量并影响塔顶温度，此时由于塔顶温度下降温度调节器将改变回流量F1的给定值，减少回流。由于塔本身操作滞后及温度测量滞后，使这一变化缓慢而波动，这一调整直到建立新的热量平衡为止。

3、产品控制

●对一个精馏分离塔，外回流量总要比抽出量多。所以，改变产品的抽出量为主要控制质量

的手段比改变回流容易控制，这种方案叫“直接物料平衡”控制。

●它与传统不同的是精馏塔温度控制作主要参数与塔顶产品抽出量F2串级，用塔顶回流罐

液面与外回流量F1串级，温度T与回流量并无直接关系，在系统中，是以改变塔顶产品抽出量F2为主要手段，F2≤F1。

3、产品控制

3、产品控制

●这个方案之所以叫“直接物料平衡”是因为可以把液位与外回流量的串级调整过程看作是精馏塔内部自身调节过程，而温度控制直接与塔顶产品抽出量有关。

●由塔温控制产品抽出属于流量控制，所以是物料平衡控制而回流控制主要改变能量平衡，

对物料平衡的影响是有规律的，这有利于减少物料平衡与热量平衡的相互作用，使调节过程平稳。

三、开停工及日常操作

●开停工操作：

●开工步骤：1）氮气置换、气密；2）进料（垫油）；3）投用塔顶冷凝器；4）投用塔底再沸器，升温；5）塔顶受槽建立液位后启动回流泵建立全回流操作；6）调整操作至产品质量合格。

●停工步骤：1）降负荷，停止产品采出，全回流操作；2）降温；3）退油；4）置换，吹扫；5）蒸塔。

●开停工中注意升降温速度控制好，投用冷换设备按操作规程进行，开工调整操作中注意物料平衡和热量平衡，防止组分在塔中积累，影响产品合格时间。

日常操作

●了解物料性质

日常操作

●控制好回流量：根据塔的负荷及产品质量确定合适的回流量，确定一定的再沸器加热量。

●控制好回流温度：根据气温变化调整回流温度，回流温度高使塔内回流量减少，回流比降低，影响精馏效果；回流温度低，相应的回流比增加，对塔顶产品有利，但增加了塔底热负荷，严重时会使轻组分带到塔底。

●塔顶冷凝设备的影响：塔顶空冷负荷不足时会使塔顶蒸汽不能全部冷凝下来，造成塔压升

高，回流温度升高，回流量降低。由于回流量降低，操作员会增加再沸量来增加回流量，有一定的效果，但可导致恶性循环，塔压进一步升高，顶温升高。有效的方法应是降低塔的进料负荷，但受到生产任务的影响。

日常操作

●环境温度突然改变时对操作的影响：突降暴雨时，精馏塔回流温度迅速下降，塔顶压力降低，部分塔底物料会闪蒸冲向塔顶，温差升高，易使塔顶产品不合格。这时应降低塔底再沸量，适当增加回流量，降低温差，保证塔顶产品质量，同时调整塔顶的冷却负荷。当塔负荷高时更易受到波动的影响。

●塔底液位、受槽液位的变化：当塔底液位或塔顶受槽液位出现波动时要及时分析原因，调整操作。当回流量稳定时，进料组成变重，温度低，会使塔底液位升高，这时可适当增加塔底汽化量；受槽液位变化时，要分析是否是进料组成变化，塔底汽化量不足，或塔顶冷却负荷不足等原因，及时调整。

日常操作

●苯塔特点：苯塔有60层塔板，苯产品由第5＃板侧线抽出。由于苯塔进料是来自300＃抽提单元的抽提油，抽提是芳烃与非芳烃之间的分离过程，并且抽提物又经水洗，所以在抽出物中不可避免地含有少量的水和非芳烃，这些杂质的蒸汽压较高，如果产品苯从塔顶抽出，就会影响苯的纯度。所以苯必须从侧线抽出，以利用几块塔板除去抽出物中的水和非芳烃。苯塔顶回流温度设计为69℃，与苯的沸点80℃不一致，因为塔顶是苯和水的共沸物，共沸点为69℃。

四、设备检查

●设备安装检查：注意塔盘的水平度，塔板型式，塔盘间距，溢流堰高度，降液管间距等是否符合尺寸要求。

●在停工检修时注意检查塔盘内件是否损坏，筛孔是否堵塞，浮阀损坏情况，塔盘螺丝、卡子情况，进料（回流）分配器情况。

五、精馏装置的节能

●1 优化回流比

●精馏塔的能量消耗随回流比儿乎成正比关系增加，所以最优回流比是精馏装置节能的一

项重要措施。决定回流比的大小首先当然是物系特性和分离要求，其次也应考虑设备初投资和能源消耗。减小回流比塔板数要增多，塔的初投资要上升，但权衡一次投资与长时间能源消耗的关系，发现还是节约能源的收益更大，更为合算。

五、精馏装置的节能

●2 回收精馏装置的热能

●精馏装置排出的热能数量是相当大的，目前生产中多加以回收利用。其方法大体上有如下几种。

●1）再生蒸汽

●塔顶的温度较高时，用废热锅炉代替塔顶冷凝器，以产生低压蒸汽供其他过程使用。

●2）利用装置排除之余热作加热剂

●用塔底产品预热进料；用塔顶、塔底产品加热其他过程的物料；在多塔操作中，低温塔的冷却水可供高温塔使用，高温塔的塔顶蒸汽可供低温塔再沸器作加热之用。

五、精馏装置的节能

●3）热泵

●塔顶蒸汽具有较大的热能，可将其潜热利用起来。所谓热泵是以消耗一定量的机械功为代

价，把热能由较低温度提高到能够被利用的较高温度的装置。将热泵用于精馏装置是用压缩机将低温气体增压，使其提高温度，成为过热状态，然后作为塔底热源。热泵的循环介质在冷凝器中吸收塔顶蒸汽的热量而蒸发为气体，该气体经过压缩后提高温度进入再沸器中冷凝放热，冷凝后的液体经节流阀减压再进入冷凝器中蒸发吸热，如此循环不已。这种热泵系统的循环介质不是被分离的物料，而是另一介质，它在冷凝器、压缩机及再沸器中闭合循环，故称之为闭式热泵系统。采用精馏本身的物料作为热泵的循环介质，区别于前者，故称为开式热泵系统。

五、精馏装置的节能

●3 设置中间再沸器和中间冷凝器

●中间再沸是在精馏塔的提馏段抽出一股料液，通过中间再沸器加入热量，使料液全部汽化为蒸汽，然后送回到提馏段某块浓度相近的塔板上，设置中间再沸器代替了塔釜再沸器加入的一部分热量。由于精馏塔的温度分布是上部比下部低，所以中间再沸器的温度比塔底再沸器的温度低，因而可用温度比塔釜低的加热剂来加热，降低能量消耗，节省操作费用。同理，也可设置中间冷凝器。中间冷凝器的温度比塔顶冷凝器的高，可回收温度比塔顶高的热量。这一措施从经济上看，设备费用有所增加，但操作费用减少。

五、精馏装置的节能

●芳烃装置二甲苯热联合系统

●二甲苯分离塔DA-601/602 采取热联合系统操作来降低装置能耗。流程如下：

五、精馏装置的节能

五、精馏装置的节能

●由于MX、OX沸点差只有5℃，分离难度大，所以二甲苯塔共220层塔板，设计回流比

12.6，回流量744t/h，为了利用塔顶、塔底物料的热量，采取加压操作，使塔内物料温度提高，以便利用其热能给其它换热器加热。

●塔顶汽相为苯塔、甲苯塔、领二甲苯塔、重芳烃塔再沸器提供热源，剩余的塔顶汽去蒸汽发生器（EA-602/603）产生2.0MPa蒸汽。塔底油为汽提塔DA-401，脱庚烷塔DA-501提供热源，换热后去再沸炉BA-601/602。

精馏工艺操作基本知识

精馏工艺操作基本知识 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。 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

精馏操作及精馏DCS操作精讲

精馏原理 平衡蒸馏仅通过一次部分汽化，只能部分地分离混合液中的组分，若进行多次的部分汽化和部分冷凝，便可使混合液中各组分几乎完全分离。 1．多次部分汽化和多次部分冷凝 如上图，组成为x F的原料液加热至泡点以上，如温度为t1，使其部分汽化，并将汽相和液相分开，汽相组成为y1，液相组成为x1，且必有y1>x F>x1。若将组成为y1的汽相混合物进行部分冷凝，则可得到汽相组成为y2与液相组成为x2’的平衡两相，且y2>y1；若将组成为y2的汽相混合物进行部分冷凝，则可得到汽相组成为y3与液相组成为x3’的平衡两相，且y3>y2>y1； 同理，若将组成为x1的液体加热，使之部分汽化，可得到汽相组成为y2’与液相组成为x2的平衡液两相，且x2

发组分的浓度为y n+1，温度为t n+1。当气液两相在第n块板上相遇时，t n+1＞t n－1，因而上升蒸气与下降液体必然发生热量交换，蒸气放出热量，自身发生部分冷凝，而液体吸收热量，自身发生部分气化。由于上升蒸气与下降液体的浓度互相不平衡，如2所示，液相部分气化时易挥发组分向气相扩散，气相部分冷凝时难挥发组分向液相扩散。结果下降液体中易挥发组分浓度降低，难挥发组分浓度升高；上升蒸气中易挥发组分浓度升高，难挥发组分浓度下降。 若上升蒸气与下降液体在第n块板上接触时间足够长，两者温度将相等，都等于t n，气液两相组成y n与x n相互平衡，称此塔板为理论塔板。实际上，塔板上的气液两相接触时间有限，气液两相组成只能趋于平衡。 图1塔板上的传质分析图2 精馏过程的t－x－y示意图 由以上分析可知，气液相通过一层塔板，同时发生一次部分汽化和一次部分冷凝。通过多层塔板，即同时进行了多次进行部分汽化和多次部分冷凝，最后，在塔顶得到的气相为较纯的易挥发组分，在塔底得到的液相为较纯的难挥发组分，从而达到所要求的分离程度。 3．精馏必要条件 为实现分离操作，除了需要有足够层数塔板的精馏塔之外，还必须从塔底引入上升蒸汽流（气相回流）和从塔顶引入下降的液流（液相回流），以建立气液两相体系。塔底上升蒸汽和塔顶液相回流是保证精馏操作过程连续稳定进行的必要条件。没有回流，塔板上就没有气液两相的接触，就没有质量交换和热量交换，也就没有轻、重组分的分离。 、精馏操作流程 精馏过程可连续操作，也可间歇操作。精馏装置系统一般都应由精馏塔、塔顶冷凝器、塔底再沸器等相关设备组成，有时还要配原料预热器、产品冷却器、回流用泵等辅助设备。 连续精馏装置流程如下图，所示。以板式塔为例，原料液预热至指定的温度后从塔的中段适当位置加入精馏塔，与塔上部下降的液体汇合，然后逐板下流，最后流入塔底，部分液体作为塔底产品，其主要成分为难挥发组分，另一部分液体在再沸器中被加热，产生蒸气，

精馏塔操作技巧基本学习知识

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。 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

蒸馏的原理及操作和注意事项

蒸馏的原理及操作和注意事项 蒸馏是提纯液体物质和分离混合物的一种常用的方法。通过蒸馏还可以测出化合物的沸点，所以它对鉴定纯粹的液体有机化合物也具有一定的意义。 一、蒸馏原理 液体的分子由于分子运动有从表面逸出的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压，当其温度达到沸点时，也即液体的蒸气压等于外压时（达到饱和蒸气压），就有大量气泡从液体内部逸出，即液体沸腾。一种物质在不同温度下的饱和蒸气压变化是蒸馏分离的基础。将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。 很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。（液体混合物各组分的沸点必须相差很大，至少30o C以上才能达到较好的分离效果）。 纯粹的液体有机化合物在一定压力下具有一定的沸点。但由于有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混合物（或恒沸混合物），他们也有一定的沸点（高于或低于其中的每一组分）。因此具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物。一般不纯物质的沸点取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用：假如杂质是不挥发的，溶液的沸点比纯物质的沸点略有提高（但在蒸馏时，实际上测量的并

不是溶液的沸点，而是逸出蒸气与其冷凝液平衡时的温度，即是馏出液的沸点而不是瓶中蒸馏液的沸点）；若杂质是挥发性的，则蒸馏时液体的沸点会逐渐上升；或者由于组成了共沸混合物，在蒸馏过程中温度可保持不变，停留在某一范围内。 二、蒸馏操作 1. 蒸馏装置及安装 最简单的蒸馏装置，如图28所示。常压蒸馏装置主要由蒸馏烧瓶、蒸馏头、温度计套管、温度计、冷凝管、接液管和接受瓶等组成。蒸馏液体沸点在140o C以下时，用直形冷凝管；蒸馏液体沸点在140o C 以上时，由于用水冷凝管温差大，冷凝管容易爆裂，故应改用空气冷凝管——高沸点化合物用空气冷凝管已可达到冷却目的。蒸馏易吸潮的液体时，在接液管的支管处应连一干燥管；蒸馏易燃的液体时，在接液管的支管处接一胶管通入水槽，并将接受瓶在冰水浴中冷却。 安装仪器的顺序一般是自下而上，从左到右，全套仪器装置的轴线要在同一平面内，稳妥、端正。 安装步骤：先从热源开始，在铁架台上放好煤气灯，再根据煤气灯的高低依次安装铁圈、石棉网（或水浴、油浴等），然后安装蒸馏瓶（即烧瓶）、蒸馏头、温度计。注意瓶底应距石棉网1-2mm，不要触及石棉网；用水浴或油浴时，瓶底应距水浴（或油浴）锅底1-2cm。蒸馏瓶用铁夹垂直夹好。安装冷凝管时，用合适的橡皮管连接冷凝管，调整它的位置使与已装好的蒸馏瓶高度相适应并与蒸馏头的侧管同

精馏操作基础知识

精馏操作基本知识 a、精馏塔组成：精馏塔一般是由若干塔板组成。一块塔板上只进行二次部分气化和部分冷凝。塔板越多，部分气化和部分冷凝的次数越多，分离效果越好。精馏塔的内件可由填料组成，在填料层内，当气液相接触时，即伴随着气化和冷凝的进行，显然，填料的效果和高度将影响分离的效果。 b、回流：通过整个精馏过程，最终由塔顶得到高纯度，易挥发的组分，由塔顶馏出，塔釜得到基本是难挥发的组分。精馏六区别于一次蒸馏在于回流，包括塔顶的液相回流及塔底的部分气化造成的液相回流。回流是构成气液相接触传质传热的必要条件。没有气液两相的接触也就无从进行质的交换。当然组分挥发度的差异仍然是精馏过程的基础。精馏过程中混和液加热所产生的蒸汽由塔顶馏出，进入塔顶分离器，冷凝成液体将其一部分冷凝液返回塔顶，沿塔板下流，这部分液体称为回流液。将一部分冷凝从塔顶采出作为产品，回流比就是精馏段内液体回流与采出液量之比。回流比大，分离效果好，产品质量高，回流比过大，生产能力下降，能耗增加，回流比对精馏操作影响很大，直接关系到塔内各层塔板上的物料浓度的改变和温度的分布，最终反映在它的分离效率上。 c、回流比的调节： 调节的依据是:根据塔的负荷和精甲醇质量,当塔的负荷较轻时,这时塔板比较富余,可以取较低的回流比,比较经济,为了保证精甲醇的质量,精馏段灵敏板的温度可控制略低,反之,则增大回流比,在照顾精

甲醇的质量的同时,为保持塔釜温度、灵敏板的温度可控制略高。对精甲醇的精馏，回流比过大或过小都会影响精馏操作的经济性和精甲醇质量，一般负荷变动和正常条件受到破坏和产品不合格时调节回流比。调节后尽可能保持塔釜的加热量稳定，使回流比稳定。在调节回流比的同时，要注意板式塔的操作特点，防止液泛和严重漏液，都会造成塔内操作温度的混乱。 d、进料量的影响： 精馏塔进料量和组成改变时，都会改变塔内的物料平衡和气液平衡，引起塔温的波动，如不及时调节，将会导致精甲醇质量不合格或增加甲醇的损失。一般进料量在塔的操作条件下和附属设备能力允许范围内波动时，只要调节及时，对塔顶及塔釜温度不会有显著的影响，只是影响塔内蒸汽速度的变化，但是量的变动宜缓慢进行，否则限于塔板的操作特点，短时间内可造成塔顶、塔釜温度变化，而影响精甲醇的质量和损失。处理方法：进料量变化后，应根据回流比的情况，考虑调节热负荷，当进料量增加时，蒸汽上升的速度增 加，一般对传质有利的，但蒸汽速度必须低于液泛速度，当进料量减少，蒸汽速度降低，对传质不利。因此，蒸汽速度不宜过低。有时为了保持塔板的分离效率，有意适当增大回流比，也提高塔内蒸汽上升速度，提高传质效果，这个方法自然是不经济，由此精馏塔不宜在低负荷下操作。 e、压力降：塔釜与塔顶的压力差。 精馏生产与精馏的压力降有密切关系，对于板式塔来说，塔板的压降

精馏塔基础知识

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：理论塔板数及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，气液相的组成及平衡状态有所偏离，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，保持开口方向及该层塔板上液体的流动方向一致。（3）溢流口及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

化工原理蒸馏习题详解

蒸馏练习 下册 第一章蒸馏 概念 1、精馏原理 2、简捷法 3、漏液 4、板式塔与填料塔 公式 全塔物料衡算【例1－4】、 精馏段、提馏段操作线方程、 q 线方程、 相平衡方程、 逐板计算法求理论板层数和进料版位置（完整手算过程） 进料热状况对汽液相流量的影响 2．连续精馏塔的塔顶和塔底产品摩尔流量分别为D 和W ，则精馏段液气比总是小于1，提 馏段液气比总是大于1，这种说法是否正确？全回流时，该说法是否成立？为什么？ 正确；全回流时该说法不正确；因为，D=W=0，此时是液汽比的极限值，即 1==''V L V L 4.简述有哪几种特殊精馏方法？它们的作用是什么？

1.恒沸精馏和萃取精馏。对于形成恒沸物的体系，可通过加入第三组分作为挟带剂，形成新的恒沸体系，使原溶液易于分离。对于相对挥发度很小的物系，可加入第三组分作为萃取剂，以显著改变原有组分的相对挥发度，使其易于分离。 5．恒沸精馏原理 6．试画出板式塔负荷性能图，并标明各条极限负荷曲线表示的物理意义，指出塔板适宜的操作区在哪个区域是适宜操作区。（5分） 1.漏液线（气体流量下限线）（1分） 2.雾沫夹带线（气体流量上限线）（1分） 3.液相流量下限线（1分） 4.液相流量上限线（1分） 5.液泛线（1分） 最适宜的区域为五条线相交的区域内。7．进料热状况参数 8、平衡蒸馏原理 9、液泛的定义及其预防措施 10、简述简捷法求解理论板层数的主要步骤。 11、什么是理想物系？ 四计算题 1、用一精馏塔分离苯-甲苯溶液（ =2.5）,进料为气液混合物，气相占50%（摩尔分率,下同），进料混合物中苯占0.60，现要求塔顶、塔底产品组成分别为0.95和0.05,回流比取最小回流比的1.5倍,塔顶分凝器所得冷凝液全部回流，未冷凝的蒸汽经过冷凝冷却器后

精馏塔基础知识

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

蒸馏原理及蒸馏和精馏的区别

蒸馏的原理 利用液体中各组分的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。是一种属于传质分离的。广泛应用于炼油、、轻工等领域。 其原理以分离双组分混合液为例。将料液加热使它部分，易挥发组分在蒸气中得到增浓，难挥发组分在剩余液中也得到增浓，这在一定程度上实现了两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大，则上述的增浓程度也越大。在工业精馏设备中，使部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触，以进行汽液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，中的易挥发组分部分转入，也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。 液体的分子由于分子运动有从表面溢出的倾向。这种倾向随着温度的升高而增大。如果把液体置于密闭的真空体系中，液体分子继续不断地溢出而在液面上部形成蒸气，最后使得分子由液体逸出的速度与分子由蒸气中回到液体的速度相等，蒸气保持一定的压力。此时液面上的蒸气达到饱和，称为饱和蒸气，它对液面所施的压力称为饱和蒸气压。实验证明，液体的饱和蒸气压只与温度有关，即液体在一定温度下具有一定的。这是指液体与它的蒸气平衡时的压力，与体系中液体和蒸气的绝对量无关。 将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大（至少30℃以上）才能得到较好的分离效果。在常压下进行蒸馏时，由于大气压往往不是恰好为，因而严格说来，应对观察到的沸点加上校正值，但由于偏差一般都很小，即使大气压相差，这项校正值也不过±1℃左右，因此可以忽略不计。 将盛有液体的烧瓶放在上，下面用煤气灯加热，在液体底部和玻璃受热的接触面上就有蒸气的气泡形成。溶解在液体内的空气或以薄膜形式吸附在瓶壁上的空气有助于这种气泡的形成，玻璃的粗糙面也起促进作用。这样的小气泡（称为气化中心）即可作为大的蒸气气泡的核心。在沸点时，液体释放大量蒸气至小气泡中，待气泡的总压力增加到超过大气压，并足够克服由于液柱所产生的压力时，蒸气的气泡就上升逸出液面。因此，假如在液体中有许多小空气或其它的气化中心时，液体就可平稳地沸腾，如果液体中几乎不存在空气，瓶壁又非常洁净光滑，形成气泡就非常困难。这样加热时，液体的温度可能上升到超过沸点很多而不沸腾，这种现象称为“过热”。一旦有一个气泡形成，由于液体在此温度时的蒸气压远远超过大气压和液柱压力之和，因此上升的气泡增大得非常快，甚至将液体冲溢出瓶外，这种不正常沸腾的现象称为“暴沸”。因此在加热前应加入助沸物以期引入气化中心，保证沸腾平稳。助沸物一般是表面疏松多孔、吸附有空气的物体，如碎瓷片、沸石等。另外也可用几根一端封闭的毛细管以引入气化中心（注意毛细管有足够的长度，使其上端可搁在蒸馏瓶的颈部，开口的一端朝下）。在任何情况下，切忌将助沸物加至已受热接近沸腾的液体中，否则常因突然放出大量蒸气而将大量液体从蒸馏瓶口喷出造成危险。如果加热前忘了加入助沸物，补加时必须先移去热源，待加热液体冷至沸点以下后方可加入。如果沸腾中途停止过，则在重新加热前应加入新的助沸物。因为起初加入的助沸物在加热时逐出了部分空气，再冷却时吸附了液体，因而可能已经失效。另外，如果采用浴液间接加热，保持浴温不要超过蒸馏液沸点20ºC，这种加热方式不但

精馏原理

精馏原理 精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作，其实质是多级蒸馏，即在一定压力下，利用互溶液体混合物各组分的沸点或者饱和蒸汽压不同，使轻组分（沸点较低或饱和蒸汽压较高的组分）汽化，经多次部分液相汽化和部分气相冷凝，使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高，从而实现分离。 原料从塔中部适当位置进塔，将塔分为两段，上段为精馏段，不含进料，下段含进料板为提留段，冷凝器从塔顶提供液相回流，再沸器从塔底提供气相回流。气、液相回流是精馏重要特点。 在精馏段,气相在上升的过程中，气相轻组分不断得到精制，在气相中不断地增浓，在塔顶获轻组分产品。 在提馏段，其液相在下降的过程中，其轻组分不断地提馏出来，使重组分在液相中不断地被浓缩，在塔底获得重组分的产品。 塔内回流的作用： 一是提供塔板上的液相回流，造成气、液两相充分接触； 二是取走塔内的多余的热量，维持全塔的热平衡，以控制、调节产品的质量。 从塔顶打入的回流量，常用回流比来表示： 回流比＝回流量（m3/h）/塔顶产品流量（m3/h） 回流比增加，塔板的分离效率提高，当产品分离程度一定时，加大回流比，可以适当减少塔板数。但是，增大回流比是有限度的，塔内回流量的多少是由全塔热平衡决定的。 精馏中，回流比一bai般是指塔内下流液体量与du上升蒸气量之比，它又称zhi为液气dao比。 在化工生产中，回流比一般是指塔内下流液体量与塔顶馏出液体量之比。 精馏产品的纯度，在塔板数一定的条件下，取决于回流比的大小。回流比大时所得到的气相氮纯度高，液相氧纯度就低。回流比小时得到的气相氮纯度低，液相的氧纯度就高。这是因为温度较高的上升气与温度较低的下流液体在塔板上混合，进行热质交换后，在理想情

精馏基本原理.pdf

精馏基本原理 一、精馏的基本原理是什么？ 精馏操作就是利用液体混合物在一定压力下各组分挥发度不同 的性质，在塔内经过多次部分汽化与多次部分冷凝，使各组分得以完全分离的过程。 二、什么是挥发度？简述挥发度与沸点之间的关系。 挥发度就是表示物质挥发的难易程度。 在液体混合物中，挥发度大的物质沸点低，我们称之为易挥发组份（轻组份）；挥发度小的们称之为难挥发组份（重组份）。 例：VAC的沸点为73o C,HAC的沸点为118o C，VAC比HAC的挥发度打，在其混合液中，我们称VAC为易挥发组份，HAC为难挥发组份。 三、蒸馏的方法有哪几种？ 蒸馏有简单蒸馏、精馏、特殊精馏三种。 简单蒸馏就是在蒸馏釜中装入一定量的混合液，在一定压力下， 利用间接饱和水蒸气加热到沸腾，使混合液的易挥发组分得以部分汽化的过程。简单蒸馏只能使混合液部分分离，在工业生产中一般用于混合液的初步分离（粗分离），或用来除去混合液中不挥发的物质。如E055727、E055729就属于简单蒸馏。

采用简单蒸馏分离混合液，只能使混合液得到部分分离，若要求得到高纯度的产品，则必须采用多次部分汽化和多次部分冷凝，即精馏方法。 特殊精馏方法包括恒沸精馏和萃取精馏。 四、什么情况下需采用特殊精馏方法？ 一种情况是当溶液中待分离的两个组份挥发度相差很小，若采用一般精馏方法需要很多塔板，在经济上不合算；另一种情况是待分离的溶液为具有恒沸物的溶液，不能采用一般精馏方法进行分离。 五、什么是恒沸精馏？ 在被分离的恒沸液中加入第三组份，该组份与原料液中的一个或两个组份形成新的恒沸液，从而使原混合液能够利用一般精馏方法进行分离。 六、恒沸精馏中分离剂的选择原则是什么？ 1、选择的分离剂与元混合液中某些组份所形成的新的恒沸物的 沸点，与其他组份的沸点相差愈大愈利于分离； 2、要求分离剂无毒、无腐蚀，易于分离回收，并廉价易得。 七、什么是萃取精馏？ 在被分离的混合液中加入第三组份萃取剂，使之与混合液中的某一组份形成沸点较高的溶液，从而加大了被分离组份间的相对挥发 度，使混合液易于用一般精馏方法分离。 八、萃取剂的选择原则是什么？ 1、选择的萃取剂要能改变被分离组份的相对挥发度；

常减压蒸馏原理

常减压蒸馏原理 摘要：常压蒸馏是石油加工的“龙头装置”，后续二次加工装置的原料，及产品都是由常减压蒸馏装置提供。常减压蒸馏主要是通过精馏过程，在常压和减压的条件下，根据各组分相对挥发度的不同，在塔盘上汽液两相进行逆向接触、传质传热，经过多次汽化和多次冷凝，将原油中的汽、煤、柴馏分切割出来，生产合格的汽油、煤油、柴油及蜡油及渣油等。（1）由此掌握常减压蒸馏原理对于从事相关工作的人员来说显得尤其重要。本文先从蒸馏的基本概念和原理说起，然后分别对常压蒸馏、减压蒸馏的原理做一个简要介绍。 关键词：蒸馏、基本概念和原理、常压蒸馏、减压蒸馏 一、蒸馏的基本概念和原理 1、基本概念 1.1饱和蒸汽压 任何物质（气态、液态和固态）的分子都在不停的运动，都具有向周围挥发逃逸的本领，液体表面的分子由于挥发，由液态变为气态的现象，我们称之为蒸发。挥发到周围空间的气相分子由于分子间的作用力以及分子与容器壁之间的作用，使一部分气体分子又返回到液体中，这种现象称之为冷凝。在某一温度下，当液体的挥发量与它的蒸气冷凝量在同一时间内相等时，那么液体与它液面上的蒸气就建立了一种动态平衡，这种动态平衡称为气液相平衡。当气液相达到平衡时，液面上的蒸气称为饱和蒸汽，而由此蒸气所产生的压力称为饱和蒸汽压，简称为蒸汽压。蒸气压的高低表明了液体中的分子离开液面气化或蒸发的能力，蒸气压越高，就说明液体越容易气化。 在炼油工艺中，根据油品的蒸气压数据，可以用来计算平衡状态下烃类气相和液相组成，也可以根据蒸气压进行烃类及其混合物在不同压力下的沸点换算、计算烃类液化条件等。 1.2气液相平衡 处于密闭容器中的液体，在一定温度和压力下，当从液面挥发到空间的分子数目与同一时间内从空间返回液体的分子数目相等时，就与液面上的蒸气建立了一种动态平衡，称为气液平衡。气液平衡是两相传质的极限状态。气液两相不平衡到平衡的原理，是气化和冷凝、吸收和解吸过程的基础。例如，蒸馏的最基本过程，就是气液两相充分接触，通过两相组分浓度差和温度差进行传质传热，使系统趋近于动平衡，这样，经过塔板多级接触，就能达到混合物组分的最大限度分离。 2、蒸馏方式 在炼油厂生产过程中，有多种形式蒸馏操作，但基本类型归纳起来主要有三种，即闪蒸、简单蒸馏和精馏 2.1闪蒸（平衡汽化） 加热液体混合物，达到一定的温度和压力，在一个容器的空间内，使之气化，气

蒸馏原理及蒸馏和精馏的区别

蒸馏的原理 利用液体混合物中各组分挥发度的差别，使液体混合物部分汽化并随之使蒸气部分冷凝，从而实现其所含组分的分离。是一种属于传质分离的单元操作。广泛应用于炼油、化工、轻工等领域。 其原理以分离双组分混合液为例。将料液加热使它部分汽化，易挥发组分在蒸气中得到增浓，难挥发组分在剩余液中也得到增浓，这在一定程度上实现了两组分的分离。两组分的挥发能力相差越大，则上述的增浓程度也越大。在工业精馏设备中，使部分汽化的液相与部分冷凝的气相直接接触，以进行汽液相际传质，结果是气相中的难挥发组分部分转入液相，液相中的易挥发组分部分转入气相，也即同时实现了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。 液体的分子由于分子运动有从表面溢出的倾向。这种倾向随着温度的升高而增大。如果把液体置于密闭的真空体系中，液体分子继续不断地溢出而在液面上部形成蒸气，最后使得分子由液体逸出的速度与分子由蒸气中回到液体的速度相等，蒸气保持一定的压力。此时液面上的蒸气达到饱和，称为饱和蒸气，它对液面所施的压力称为饱和蒸气压。实验证明，液体的饱和蒸气压只与温度有关，即液体在一定温度下具有一定的蒸气压。这是指液体与它的蒸气平衡时的压力，与体系中液体和蒸气的绝对量无关。 将液体加热至沸腾，使液体变为蒸气，然后使蒸气冷却再凝结为液体，这两个过程的联合操作称为蒸馏。很明显，蒸馏可将易挥发和不易挥发的物质分离开来，也可将沸点不同的液体混合物分离开来。但液体混合物各组分的沸点必须相差很大（至少30℃℃左右，因此可以忽略不计。 将盛有液体的烧瓶放在石棉网上，下面用煤气灯加热，在液体底部和玻璃受热的接触面上就有蒸气的气泡形成。溶解在液体内的空气或以薄膜形式吸附在瓶壁上的空气有助于这种气泡的形成，玻璃的粗糙面也起促进作用。这样的小气泡（称为气化中心）即可作为大的蒸气气泡的核心。在沸点时，液体释放大量蒸气至小气泡中，待气泡的总压力增加到超过大气压，并足够克服由于液柱所产生的压力时，蒸气的气泡就上升逸出液面。因此，假如在液体中有许多小空气或其它的气化中心时，液体就可平稳地沸腾，如果液体中几乎不存在空气，瓶壁又非常洁净光滑，形成气泡就非常困难。这样加热时，液体的温度可能上升到超过沸点很多而不沸腾，这种现象称为“过热”。一旦有一个气泡形成，由于液体在此温度时的蒸气压远远超过大气压和液柱压力之和，因此上升的气泡增大得非常快，甚至将液体冲溢出瓶外，这种不正常沸腾的现象称为“暴沸”。因此在加热前应加入助沸物以期引入气化中心，保证沸腾平稳。助沸物一般是表面疏松多孔、吸附有空气的物体，如碎瓷片、沸石等。另外也可用几根一端封闭的毛细管以引入气化中心（注意毛细管有足够的长度，使其上端可搁在蒸馏瓶的颈部，开口的一端朝下）。在任何情况下，切忌将助沸物加至已受热接近沸腾的液体中，否则常因突然放出大量蒸气而将大量液体从蒸馏瓶口喷出造成危险。如果加热前忘了加入助沸物，补加时必须先移去热源，待加热液体冷至沸点以下后方可加入。如果沸腾中途停止过，则在重新加热前应加入新的助沸物。因为起初加入的助沸物在加热时逐出了部分空气，再冷却时吸附了液体，因而可能已经失效。另外，如果采用浴液间接加热，保持浴温不要超过蒸馏液沸点20ºC，这种加热方式不但可以大大减少瓶内蒸馏液中各部分之间的温差，而且可使蒸气的气泡不单从烧瓶的底部上升，也可沿着液体的边沿上升，因而可大大减少过热的可能。 纯粹的液体有机化合物在一定的压力下具有一定的沸点，但是具有固定沸点的液体不一定都是纯粹的化合物，因为某些有机化合物常和其它组分形成二元或三元共沸混和物，它们也有一定的沸点。不纯物质的沸点则要取决于杂质的物理性质以及它和纯物质间的相互作用。假如杂质是不挥发的，则溶液的

精馏原理和流程

第4节精馏原理和流程 1．掌握的内容：精馏分离过程原理及分析 2．重点：精馏原理、精馏装置作用 3．难点：精馏原理，部分气化和部分冷凝在实际精馏操作中有机结合的过程。 1.4.1 精馏原理 精馏：多次而且同时运用部分气化和部分冷凝的方法，使混合液得到较完全分离，以分别获得接近纯组分的操作。 理论上多次部分气化在液相中可获得高纯度的难挥发组分，多次部分冷凝在气相中可获得高纯度的易挥发组分，但因产生大量中间组分而使产品量极少，且设备庞大。工业生产中的精馏过程是在精馏塔中将部分气化过程和部分冷凝过程有机结合而实现操作的。 1.4.2 精馏装置流程 一、精馏装置流程 典型的精馏设备是连续精馏装置，包括精馏塔、冷凝器、再沸器等，如图1-8所示。用于精馏的塔设备有两种，即板式塔和填料塔，但常采用的是板式塔。

连续精馏操作中，原料液连续送入精馏塔内，同时从塔顶和塔底连续得到产品（馏出液、釜残液），所以是一种定态操作过程。 二、精馏装置的作用 精馏塔以加料板为界分为两段，精馏段和提馏段。 1、精馏段的作用 加料板以上的塔段为精馏段，其作用是逐板增浓上升气相中易挥发组分的浓度。 2、提馏段的作用 包括加料板在内的以下塔板为提馏段，其作用逐板提取下降的液相中易挥发组分。 3、塔板的作用 塔板是供气液两相进行传质和传热的场所。每一块塔板上气液两相进行双向传质，只要有足够的塔板数，就可以将混合液分离成两个较纯净的组分。 4、再沸器的作用 其作用是提供一定流量的上升蒸气流。 5、冷凝器的作用

其作用是提供塔顶液相产品并保证有适当的液相回流。 回流主要补充塔板上易挥发组分的浓度，是精馏连续定态进行的必要条件。精馏是一种利用回流使混合液得到高纯度分离的蒸馏方法。

精馏实验原理和基本理论.

精馏实验原理和基本理论 一、基本原理 精馏分离是根据溶液中各组分挥发度（或沸点）的差异，使各组分得以分离。其中较易挥发的称为易挥发组分（或轻组分），较难挥发的称为难挥发组分（或重组分）。它通过汽、液两相的直接接触，使易挥发组分由液相向汽相传递，难挥发组分由汽相向液相传递，是汽、液两相之间的传递过程。 对于二元物系，在已知其汽液平衡数据，则根据精馏塔的原料液组成，进料热状况，操作回流比及塔顶馏出液组成，塔底釜液组成可以求出该塔的理论板数 N T 。按照式（5-1）可以得到总板效率E T ，其中N P 为实际塔板数。 % 100 ? = P T T N N E （1) 精馏塔包括精馏段和提馏段。 精馏段操作方程为： 111 D n n x R y x R R + =+ ++ (2) 提馏段操作方程为： 1 n n w L qF W y x x L qF W L qF W + + =- +-+- 其中，R为操作回流比，F为进料摩尔流率，W为釜液摩尔流率，L为提馏段 下降液体的摩尔流率，q为进料的热状态参数，部分回流时，进料热状况参数的计算式为： m m F BP pm r r t t C q + - = ) ( (3) 式中： t F —进料温度，℃。 t BP —进料的泡点温度，℃。 C pm —进料液体在平均温度（t F + t P ）/ 2下的比热，kJ/（kmol．℃）。 r m —进料液体在其组成和泡点温度下的汽化潜热，kJ/kmol。 C pm =C p1 M 1 x 1 +C p2 M 2 x 2 ，kJ/（kmol．℃） r m =r 1 M 1 x 1 +r 2 M 2 x 2 ，kJ/kmol (4)

精馏操作原理及技术

精馏操作原理及技术 节蚄螇莁薂膅蚈知识目标： 螇芇芀肃芈腿蒃●了解精馏操作分类、各种类型的塔板的特点、性能及板式塔设计原则 螈莃薄膇蚀芁螃●理解板式塔的流体力学性能对精馏操作的影响 膁羄肅膁膀芄薆●掌握精馏原理及双组分连续精馏塔计算 蒅膈莇芃螅蒅艿能力目标： ●能正确选择精馏操作的条件，对精馏过程进行正确的调节控制 ●能进行精馏塔的开、停车操作和事故分析 化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品等几乎都是混合物，而且大部分是均相物系。为进一步加工和使用，常需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。精馏是分离均相液体混合物的重要方法之一，属于气液相间的相际传质过程。在化工生产中，尤其在石油化工、有机化工、高分子化工、精细化工、医药、食品等领域更是广泛应用。 第一节精馏塔的结构及应用 一、精馏塔的分类及工业应用 完成精馏的塔设备称为精馏塔。塔设备为气液两相提供充分的接触时间、面积和空间，以达到理想的分离效果。根据塔内气液接触部件的结构型式，可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。 板式塔：塔内沿塔高装有若干层塔板，相邻两板有一定的间隔距离。塔内气、液两相在塔板上互相接触，进行传热和传质，属于逐级接触式塔设备。本章重点介绍板式塔。 填料塔：塔内装有填料，气液两相在被润湿的填料表面进行传热和传质，属于连续接触式塔设备。 二、板式塔的结构类型及性能评价 （一）板式塔的结构 板式塔结构如图3-1所示。它是由圆柱形壳体、塔板、衿袂蚅蚆蒇螁羄图3-1板 式塔结构 螁膆薅羈虿蒅肅1-塔体；2- 塔板； 莂蚇葿螂蚂芈莀3-溢流堰；4-受液盘；5-降液管

气体和液体进、出口等部件组成的。操作时，塔内液体依靠重力作用，自上而下流经各层塔板，并在每层塔板上保持一定的液层，最后由塔底排出。气体则在压力差的推动下，自下而上穿过各层塔板上的液层，在液层中气液两相密切而充分的接触，进行传质传热，最后由塔顶排出。在塔中，使两相呈逆流流动，以提供最大的传质推动力。 塔板是板式塔的核心构件，其功能是提供气、液两相保持充分接触的场所，使之能在良好的条件下进行传质和传热过程。 （二）塔板的类型 塔板有错、逆流两种，见表3-1。 表3-1 塔板的分类 图3-2 塔板分类 本章只介绍错流塔板。按照塔板上气液接触元件不同，可分为多种型式，见表3-2。 表3-2塔板的类型

精馏原理与精馏塔基本知识

精馏工艺操作基本知识 1、何为相和相平衡？ 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？ 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？ 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