⑴ 比較精餾塔冷凝方式(全凝器冷凝和分凝器),它們有何特點和適用場合
精餾塔頂出來的氣相,一般需要用其它冷媒冷疑(如循環水、冷凍水或冷物料),具體是採用全凝器冷凝或分凝器冷凝以及選用何種冷媒,要看被冷凝的氣相溫度高低及氣相組分的沸點高低。
當被冷凝的氣相溫度較高及組分較單一且常溫下為液態時,一般採用全凝器冷凝,用循環水做冷媒。
當被冷凝的氣相溫度較高但組分較多且常溫下有某組分為氣態或易氣化時,一般採用分凝器冷凝,先用循環水做冷媒將氣相中沸點較高的組分冷凝下來,未冷凝氣體再用低溫冷凍水做冷媒冷凝,即所謂分凝器冷凝。
當然,也可以就用低溫冷凍水進行全凝器冷疑。但因冷凍水比循環水成本高,經濟上不合算。
實際生產中,為了節能,當被冷凝的氣相溫度較高時,也可先與其它低溫物料換熱,這樣氣相被部分冷凝,再用循環水冷凝,也是一種分凝方法,可減少循環水用量。低溫物料被預熱,也可減少蒸汽耗量。
(1)蒸餾塔上升蒸汽冷凝擴展閱讀:
掌握好物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡是精餾操作的關鍵所在,三個平衡之間相互影響、相互制約。在操作中通常是以控制物料平衡為主,相應調節熱量平衡,最終達到氣液相平衡。
(1)要保持塔底液面穩定平衡,必需穩定:
①進料量和進料溫度;
②塔頂、側線及塔底抽出量;
③塔頂壓力。
(2)要保持穩定的塔頂溫度,必需穩定:
①進料量和進料溫度;
②頂迴流、循環迴流各中段迴流量及溫度;
③塔頂壓力;
④汽提蒸汽量;
⑤原料及迴流不帶水。
只要密切注意塔頂溫度、塔底液面,分析波動原因,及時加以調節,就能掌握塔的三個平衡,保證塔的正常操作。
⑵ 冷凝器在蒸餾塔中是怎麼降溫的
蒸餾塔頂部有一迴流管,當蒸汽進入迴流管後,蒸汽逐漸降溫,最後變為液滴。迴流出來
⑶ 蒸餾塔的蒸餾塔的工作原理
在發酵成熟醪中,不單是含有酒精,還含有其它幾十種成分的物質,若加上水,這些物質的含量遠遠超過酒精的含量,成熟醒中酒精含量僅為7—11%(容量)左右,而包括水、醇類、醛類、酸類、脂類的雜質幾乎佔90%,要得到純凈的酒精,就必須採用一定的方法,把酒精從成熟醪中分離出來。生產中是採用加熱蒸餾的辦法,把各種不同沸點、比重、揮發性的物質從不同的設備中分離出來,從而得到較高純度的酒精。
粗餾塔的工作原理為發酵成熟醪通過預熱後,進入粗餾塔中的上部,塔底不斷均勻地通入加熱蒸氣,這時由於加熱的作用就可將成熟醪中液態酒精轉變為酒精氣體,同時其它低沸點和揮發性的雜質,都成為氣態,和酒精一同進入排醛塔中(也可直接進入精餾塔),塔底將蒸餾後的廢糟排出塔外。
粗餾塔運行正常時,塔頂溫度不得低於93℃,但也不能過高,過高的頂溫對分離無利,且耗蒸氣量大。一般控制在95—96℃。溫度過低,醒中的酒精沒有完全蒸發出來,逃酒率明顯增大。純酒精的沸點是78.3℃,但混有水等成分的混合液體的沸點遠遠不止78.3℃,所以,粗餾塔底溫控制不應低於105℃,一般在105℃—109℃之間。成熟醪進入粗餾塔前必須進行預熱,減小溫差,有利於粗餾塔穩定運行。一般應將醪預熱溫度控制在60—70℃之間,有些生產單位由於設備性能的影響,一般偏低5—10℃。
除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精經過粗餾後,由氣態從粗餾塔頂進入除醛塔中,通過除醛塔內再適量的加熱、冷凝、迴流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸點、易揮發的雜質從排醛管中排出,脫醛酒精從醛塔底部進入液相精餾塔,部分酒頭從酒頭管中進入後發酵罐的醪中或成熟醪中。
正常情況下,除醛塔底部溫度為86—89℃,塔頂溫度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水溫不應低於60℃,最後一個冷凝器的溫度不得低於25℃。
精餾塔的工作原理是酒精通過以上兩塔蒸餾後,酒精濃度還需要進一步提高,雜質還需進一步排除,精餾塔的蒸餾目的就是通過加熱蒸發、冷凝、迴流,上除頭級雜質,中提雜醇油,下排尾級雜質,獲得符合質量標準的成品——酒精。蒸餾塔的工作原理並非只局限於提純酒精。蒸餾塔的功能主要是為了分離混合液體,利用不同液體在不同條件下,如溫度不同,揮發性(沸點)不同的原理進行液體分離,從而達到提純效果。蒸餾塔主要分為板式塔與薄膜式塔。板式塔比較常見,其構造可分為板、重沸器、冷凝器三個部分。
精餾塔的塔頂溫度一般應控制在79℃,塔底溫度應控制在105—107℃,塔中溫度在取酒正常的情況下,在88—92℃之間。精餾塔上的1*冷凝器水溫應在60—65℃,2*冷凝器應在35—40℃,最後一個冷凝器溫度最好不低於25℃。
⑷ 精餾塔塔頂冷凝方式分別是用全凝器和分凝器時,迴流液溫度和塔頂產品濃度大小差別怎樣的
個人認為,全凝器需要更多的冷凝水量,才能將蒸汽全凝下來,其需要稍低的溫度,
而分凝器則可在露點完成分凝任務,與塔頂溫度幾本一致。
⑸ 1、某精餾塔塔頂上升蒸汽組成y1,溫度T,經全凝器恰好冷凝到泡點,部分迴流入塔,組成xo,溫度t
(1)y1(=)xo T (>)t
(2)根據相平衡公式(1)y=ax/(1+(a-1)x)可求出Yn=0.5625。因為是全迴流Xn=Yn+1所以
Xn-1=0.5625再根據相平衡公式y=ax/(1+(a-1)x)求出Yn-10.794
⑹ 塔內上升蒸汽速度的波動對精餾操作有什麽影響
精餾操作穩定的因素主要有迴流比;塔頂溫度、壓力;進料溫度,組分組成;塔底再沸器迴流溫度,組分組成;整體塔的塔板數;中間循環迴流及抽出物料等等,但最主要因素有下面幾點:
1.物料平衡的影響和制約
根據精餾塔的總物料衡算可知,對於一定的原料液流量F和組成xF,只要確定了分離程度xD和xW,餾出液流量D和釜殘液流量W也就被確定了。
采出率D/F:
D/F=(xF-xW)/(xD-xW)
不能任意增減,否則進、出塔的兩個組分的量不平衡,必然導致塔內組成變化,操作波動,使操作不能達到預期的分離要求。
在精餾塔的操作中,需維持塔頂和塔底產品的穩定,保持精餾裝置的物料平衡是精餾塔穩態操作的必要條件。通常由塔底液位來控制精餾塔的物料平衡。
2、塔頂迴流的影響
迴流比是影響精餾塔分離效果的主要因素,生產中經常用迴流比來調節、控制產品的質量。
當迴流比增大時,精餾產品質量提高;
當迴流比減小時,xD減小而xW增大,使分離效果變差。
迴流比增加,使塔內上升蒸汽量及下降液體量均增加,若塔內汽液負荷超過允許值,則可能引起塔板效率下降,此時應減小原料液流量。
調節迴流比的方法可有如下幾種。
(1)減少塔頂采出量以增大迴流比。
(2)塔頂冷凝器為分凝器時,可增加塔頂冷劑的用量,以提高凝液量,增大迴流比。
(3)有迴流液中間貯槽的強制迴流,可暫時加大迴流量,以提高迴流比,但不得將迴流貯槽抽空。
必須注意,在餾出液采出率D/F規定的條件下,籍增加迴流比R以提高xD的的方法並非總是有效。
加大操作迴流比意味著加大蒸發量與冷凝量,這些數值還將受到塔釜及冷凝器的傳熱面的限制。
3.進料熱狀況的影響
當進料狀況(xF和q)發生變化時,應適當改變進料位置,並及時調節迴流比R。一般精餾塔常設幾個進料位置,以適應生產中進料狀況,保證在精餾塔的適宜位置進料。如進料狀況改變而進料位置不變,必然引起餾出液和釜殘液組成的變化。
進料情況對精餾操作有著重要意義。常見的進料狀況有五種,不同的進料狀況,都顯著地直接影響提餾段的迴流量和塔內的汽液平衡。
精餾塔較為理想的進料狀況是泡點進料,它較為經濟和最為常用。
對特定的精餾塔,若xF減小,則將使xD和xW均減小,欲保持xD不變,則應增大迴流比。
4.塔釜溫度的影響
釜溫是由釜壓和物料組成決定的。精餾過程中,只有保持規定的釜溫,才能確保產品質量。因此釜溫是精餾操作中重要的控制指標之一。
提高塔釜溫度時,則使塔內液相中易揮發組分減少,同時,並使上升蒸汽的速度增大,有利於提高傳質效率。
如果由塔頂得到產品,則塔釜排出難揮發物中,易揮發組分減少,損失減少;
如果塔釜排出物為產品,則可提高產品質量,但塔頂排出的易揮發組分中夾帶的難揮發組分增多,從而增大損失。
在提高溫度的時候,既要考慮到產品的質量,又要考慮到工藝損失。一般情況下,操作習慣於用溫度來提高產品質量,降低工藝損失。
當釜溫變化時,通常是用改變蒸發釜的加熱蒸汽量,將釜溫調節至正常。
當釜溫低於規定值時,應加大蒸汽用量,以提高釜液的汽化量,使釜液中重組分的含量相對增加,泡點提高,釜溫提高。
當釜溫高於規定值時,應減少蒸汽用量,以減少釜液的汽化量,使釜液中輕組分的含量相對增加,泡點降低,釜溫降低。
此外還有與液位串級調節的方法等。
5.操作壓力的影響
塔的壓力是精餾塔主要的控制指標之一。在精餾操作中,常常規定了操作壓力的調節范圍。塔壓波動過大,就會破壞全塔的氣液平衡和物料平衡,使產品達不到所要求的質量。
提高操作壓力,可以相應地提高塔的生產能力,操作穩定。但在塔釜難揮發產品中,易揮發組分含量增加。如果從塔頂得到產品,則可提高產品的質量和易揮發組分的濃度。
影響塔壓變化的因素:塔頂溫度,塔釜溫度、進料組成、進料流量、迴流量、冷劑量、冷劑壓力等的變化以及儀表故障、設備和管道的凍堵等
對於常壓塔的壓力控制,主要有以下三種方法。
(1)對塔頂壓力在穩定性要求不高的情況下,無需安裝壓力控制系統,應當在精餾設備(冷凝器或迴流罐)上設置一個通大氣的管道,以保證塔內壓力接近於大氣壓。
(2)對塔頂壓力的穩定性要求較高或被分離的物料不能和空氣接觸時,若塔頂冷凝器為全凝器時,塔壓多是靠冷劑量的大小來調節。
(3)用調節塔釜加熱蒸汽量的方法來調節塔釜的氣相壓力。
在生產中,當塔壓變化時,控制塔壓的調節機構就會自動動作,使塔壓恢復正常。
當塔壓發生變化時,首先要判斷引起變化的原因,而不要簡單地只從調節上使塔壓恢復正常,要從根本上消除變化的原因,才能不破壞塔的正常操作。
⑺ 蒸餾塔的操作原理
當液態物質受熱時蒸氣壓增大,待蒸氣壓大到與大氣壓或所給壓力相等時液體沸騰,即達到沸點。所謂蒸餾就是將液態物質加熱到沸騰變為蒸氣,又將蒸氣冷卻為液體這兩個過程的聯合操作。 分餾:如果將兩種揮發性液體混合物進行蒸餾,在沸騰溫度下,其氣相與液相達成平衡,出來的蒸氣中含有較多量易揮發物質的組分,將此蒸氣冷凝成液體,其組成與氣相組成等同(即含有較多的易揮發組分),而殘 留物中卻含有較多量的高沸點組分(難揮發組分),這就是進行了一次簡單的蒸餾。 如果將蒸氣凝成的液體重新蒸餾,即又進行一次氣液平衡,再度產生的蒸氣中,所含的易揮發物質組分又有增高,同樣,將此蒸氣再經冷凝而得到的液體中,易揮發物質的組成當然更高,這樣我們可以利用一連串的有系統的重復蒸餾,最後能得到接近純組分的兩種液體。 應用這樣反復多次的簡單蒸餾,雖然可以得到接近純組分的兩種液體,但是這樣做既浪費時間,且在重復多次蒸餾操作中的損失又很大,設備復雜,所以,通常是利用分餾柱進行多次氣化和冷凝,這就是分餾。 在分餾柱內,當上升的蒸氣與下降的冷凝液互凝相接觸時,上升的蒸氣部分冷凝放出熱量使下降的冷凝液部分氣化,兩者之間發生了熱量交換,其結果,上升蒸氣中易揮發組分增加,而下降的冷凝液中高沸點組分(難揮發組分)增加,如果繼續多次,就等於進行了多次的氣液平衡,即達到了多次蒸餾的效果。這樣*近分餾柱頂部易揮發物質的組分比率高,而在燒瓶里高沸點組分(難揮發組分)的比率高。這樣只要分餾柱足夠高,就可將這種組分完全徹底分開。工業上的精餾塔就相當於分餾柱。
⑻ 原油精餾塔底為什麼要吹入過熱水蒸汽
水油混合降低不易蒸發的沸點,易於蒸發
⑼ 精餾塔的操作原理
精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置,又稱蒸餾塔。有板式塔和填料塔兩種類型。根據操作方式又分為連續精餾塔與間歇精餾塔。
蒸汽從塔底進入,與下降液進行逆流接觸,兩相接觸中,下降液中的易揮發(低沸點)組分不斷地向蒸汽中轉移。蒸汽中的難揮發(高沸點)組分不斷地向下降液中轉移,蒸汽愈接近塔頂,其易揮發組分濃度愈高,而下降液愈接近塔底,其難揮發組分則愈富集,達到組分分離的目的。由塔頂上升的蒸汽進入冷凝器,冷凝的液體一部分作為迴流液返回塔頂進入精餾塔中,其餘的部分則作為餾出液取出。塔底流出的液體,其中的一部分送入再沸器,熱蒸發後,蒸汽返回塔中,另一部分液體作為釜殘液放出。
⑽ 分餾塔冷凝蒸發器,冷凝的是什麼蒸發的是什麼
冷凝的是液氮,蒸發的是氣氧。在分餾塔內,氧、氮的分離是通過在上下塔內實現雙級精餾的過程來實現的,精餾過程必須具有上升空氣和下流液體,而冷凝蒸發器的主要作用就是將上塔底部迴流下來的液氧和下塔頂部上升的氮氣進行熱交換。冷凝蒸發器是空分精餾系統必不可缺的重要換熱設備,從某種意思上說,冷凝蒸發器是連接上塔和下塔的紐帶。
冷凝蒸發器也稱「主冷」,在冷凝蒸發器中,上塔迴流的液氧因吸收熱量而蒸發氣氧;下塔上升的氮氣因放出熱量而冷凝為液氮。氣氧的一部分作為產品送出塔外,剩餘的大部分送入上塔,作為精餾的上升蒸汽,而液氮一部分直接作為下塔的迴流液,另一部分經節流降壓後送至上塔頂部,作為上塔的迴流液直接參與空分設備精餾過程。