蒸餾塔屬於什麼系統

A. 為何氯乙烯精餾塔採用真空操作

真空操作可以降低塔內操作物料的泡點和露點，減少一些物料，尤其是熱敏性物料在高溫下發生化學反應產生雜質的機會。採用真空蒸餾可以減少雜質，提高氯乙烯的產品純度。通過真空蒸餾塔的使用，相比於常壓蒸餾，可以利用不同真空度下物料的沸點、相對揮發度的不同，提高分離效果。真空蒸餾技術還可以應用於共沸物的分離，高效節能等。相比常壓蒸餾，真空蒸餾的缺點是投資和操作成本更大，尤其是隨著真空度的增加，投資費用甚至會指數上升。通過對蒸餾塔塔頂真空系統的合理設計，包括真空設備的選擇，冷凝器，壓力控制以及配管等的設計，將有助於降低系統的投資和操作費用，並有助於真空塔的穩定操作。
真空蒸餾塔塔頂系統通常由真空設備、塔頂冷凝器、迴流系統等組成。

B. 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。

C. 什麼叫分餾塔什麼叫精餾塔

分餾塔一般以從塔頂分離出全部或大部分低沸點雜質為目的，以求在塔底得到雜質含量相對較低的產品來進一步處理，所以分餾一般是產品精製工序的預處理手段，在分餾操作中，塔頂的餾分一般是混合物，通常也含有部分塔底組分，同時分餾的分離要求一般並不嚴格（否則就是精餾了），除非分餾比很大的情況（此時塔底產品的收率大大降低），塔底產品中一般也含有塔頂的雜質組分，分餾塔一般理論板數不多，操作時迴流比也較小；
精餾塔一般以從塔頂或塔底分離得到較高質量的產品為目的，一般理論板數相對較多，操作時迴流比也有嚴格要求，其與分餾的最大區別是分離要求高，並且要高回收率地得到目的產品，也就是精餾一般要求塔頂組成的關鍵組分在塔底物料的組成中必須嚴格小於指定的指標，反之也要求塔底組成的關鍵組分在塔頂物料的組成中必須嚴格小於指定的指標，簡單說，精餾一般是高收率地分離得到較高質量的產品的重要手段，而分餾一般是產品精製前的預處理工序，只有在產品質量要求不高或雜質與產品的沸點差很大的條件下，分餾才能作為得到產品的手段。

D. 精餾系統怎樣分離各組分

精餾塔是進行精餾的一種塔式汽液接觸裝置，又稱為蒸餾塔。有板式塔與填料塔兩種主要類型。根據操作方式又可分為連續精餾塔與間歇精餾塔。
蒸氣由塔底進入，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)組分不斷地向蒸氣中轉移，蒸氣中的難揮發(高沸點)組分不斷地向下降液中轉移，蒸氣愈接近塔頂，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。由塔頂上升的蒸氣進入冷凝器，冷凝的液體的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，蒸氣返回塔中，另一部分液體作為釜殘液取出。
精餾原理 (Principle of Rectify) 蒸餾的基本原理是將液體混合物部分氣化,利用其中各組份揮發度不同（相對揮發度，α）的特性，實現分離目的的單元操作。蒸餾按照其操作方法可分為：簡單蒸餾、閃蒸、精餾和特殊精餾等。 本節以兩組分的混合物系為研究對象，在分析簡單蒸餾的基礎上，通過比較和引申，講解精餾的操作原理及其實現的方法，從而理解和掌握精餾與簡單蒸餾的區別（包括：原理、操作、結果等方面）。

E. 分餾塔內部結構及作用

分餾塔包括：管狀結構的柱體、引餾體。所述的引餾體為中空管狀結構，設置為多個，分別位於柱體內與柱體的內壁連接。

作用：實際分餾過程中，外部空氣流過引餾體管內，可提高引餾體與外部空氣熱交換效率，從而使柱內溫度梯度增加，使不同沸點的物質得到較好的分離。

分餾塔系統的布置一般注意事項：

（1）要考慮安全防火距離與安裝檢修場地。

（2）一些經常操作的室外設備須有安全可靠的梯子平台，例如加溫解凍系統的設備及閥門，空氣冷卻塔、水冷卻塔的窺視鏡，中壓貯氣器的進出口閥門處等部位。

（3）對一些室外設備的某些部位，如一次儀表元件，電機及其傳動部分，空氣冷卻塔、水冷卻塔的液面控制裝置，分餾塔主操作面及其主要閥門等處要有防止雨雪風沙侵襲的措施或行之有效的保溫防凍措施。

F. 分餾塔的原理

分餾塔

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。而分餾塔就是對混合揮發液體（例如石油）進行分餾的一種化工設備。

工作原理：

在有限的空間內，盡可能的增大液相混合物的熱交換面積，一般用於精餾分餾的混合物為有機共沸物，共沸物從反應釜內首先受熱上升至分餾段，沸點低的繼續上升，因為塔頂在受到低沸點物的傳熱後溫度和低沸點物一致，所以低沸點物被分餾出來，而較高沸點物因為沒有達到相應的沸點，故會受冷卻後迴流至反應釜內或分餾柱下半部分，待低沸點物被完全餾出後，較高沸點物相繼被分餾，然後是高沸點物的餾出，最後反應釜底部是殘渣。

G. 共沸實驗中精餾塔的操作方式屬於什麼經流

實驗二共沸精餾

一、實驗目的：

1．通過實驗加深對共沸精餾過程的理解。

2．熟悉精餾設備的構造，掌握精餾操作方法。

3．能夠對精餾過程做全塔物料衡算。

4．學會使用氣相色譜分析氣、液兩相組成。

二、實驗原理：

精餾是利用不同組份在氣一液兩相間的分配，通過多次氣液兩相間的傳質和傳熱來達到分離的目的。對於不同的分離對象，精餾方法也會有所差異。例如，分離乙醇和水的二元物系。由於乙醇和水可以形成共沸物，而且常壓下的共沸溫度和乙醇的沸點溫度極為相近，所以採用普通精餾方法只能得到乙醇和水的混合物，而無法得到無水乙醇。為此，在乙醇一水系統中加入第三種物質，該物質被稱為共沸劑。共沸劑具有能和被分離系統中的一種或幾種物質形成最低共沸物的特性。在精餾過程中共沸劑將以共沸物的形式從塔頂蒸出，塔釜則得到無水乙醇。這種方法就稱作共沸精餾。

乙醇—水系統加入共沸劑苯以後可以形成四種共沸物。現將它們在常壓下的共沸溫度、共沸組成列於表1。

為了便於比較，再將乙醇、水、苯三種純物質常壓下的沸點列於表2。

表1乙醇水一苯三元共沸物性質

共沸物組成，t％

共沸物（簡記）共沸點℃

乙醇水苯乙醇—水一苯（T）64.8518.57.474.1

乙醇一苯（ABZ）68.2432.70.067.63

苯一水（BWZ）69.250.08.8391.17

乙醇一水（AWz）78.1595.57 4.430.0

1

表2

乙醇、水、苯的常壓沸點從表1和表2列出沸點看，除乙醇一水二元共沸

物的共沸點與乙醇沸點相近之外，其餘三種共沸物

的沸點與乙醇沸點均有10℃左右的溫度差。因此，

可以設法使水和苯以共沸物的方式從塔頂分離出

來，塔釜則得到無水乙醇。

整個精餾過程可以用圖1來說明。圖中A 、B 、

W 分別為乙醇、苯和水的英文字頭；AB Z 、AW Z 、

BW Z 代表三個二元共沸物，T 表示三元共沸物。圖中的曲線為25℃下乙醇、水、苯三元混合物的溶解度曲線。該曲線下方為兩相區，上方為均相區。圖中標出的三元共沸組成點T 是處在兩相區內。

以T 為中心，連接三種純物質A 、B 、w 及三個二元共沸點組成點AB Z 、AW Z 、BW Z ，將該圖分為六個小三角形。如果原料液的組成點落在某個小三角形內。當塔頂採用混相迴流時精餾的最終結果只能得到這個小三角形三個頂點所代表的物質。故要想得到無水乙醇，就應該保證原料液的組成落在包含頂點A 的小三角形內，即在ΔATABz 或ΔATAWz 內。從沸點看，乙醇—水的共沸點和乙醇的沸點僅差0.15℃，就本實驗的技術條件無法將其分開。而乙醇一苯的共沸點與乙醇的沸點相差10.06℃，很容易將它們分離開來。所以分析的最終結果是將原料液的組成控制在ΔATABz 中。

圖1中F 代表未加共沸物時原料乙醇、水混合物的組成。隨著共沸劑苯的加入，原料液的總組成將沿著FB 連線變化，並與AT 線交於H 點，這時共沸劑苯的加入量稱作理論共沸劑用量，它是達到分離目的所需最少的共沸劑量。

上述分析只限於混相迴流的情況，即迴流液的組成等於塔頂上升蒸汽組成的情況。而塔頂採用分相迴流時，由於富苯相中苯的含量很高，可以循環使用，因而苯的用量可以低於理論共沸劑的用量。分相迴流也是實際生產中普遍採用的方法。它的突出優點是共沸劑的用量少，共沸劑提純的費用低。

三、裝置、流程及試劑

1．裝置物質名稱（簡記）

乙醇（A ）水（W ）苯（B ）沸點溫度（℃）78.310080.2

圖1

本實驗所用的精餾塔為內徑Ф20×200mm的玻璃塔。內裝Ө網環型Ф2×2mm的高效散裝填料。填料層高度1.2m。

塔釜為一隻結構特殊的三口燒瓶。上口與塔身相連：側口用於投料和采樣；下口為出料口；釜側玻璃套管插入一隻測溫熱電阻，用於測量塔釜液相溫度，釜底玻璃套管裝有電加熱棒，採用電加熱，加熱釜料，並通過一台自動控溫儀控制加熱溫度，使塔釜的傳熱量基本保持不變。塔釜加熱沸騰後產生的蒸汽經填料層到達塔頂全凝器。為了滿足各種不同操作方式的需要，在全凝器與迴流管之間設置了一個特殊構造的容器。在進行分相迴流時，它可以用作分相器兼迴流比調節器；當進行混相迴流時，它又可以單純地作為迴流比調節器使用。這樣的設計既實現了連續精餾操作，又可進行間歇精餾操作。

此外，需要特別說明的是在進行分相迴流時，分相器中會出現兩層液體。上層為富苯相、下層為富水相。實驗中，富苯相由溢流口迴流入塔，富水相則采出。當間歇操作時，為了保證有足夠高的溢流液位，富水相可在實驗結束後取出。

2．流程

具體的實驗流程見圖2。

3．試劑

實驗試劑有乙醇（化學純），含量95％：苯（分析純），含量99．5％。

四、實驗步驟

方法一：間歇精餾

1.稱取80克95％的乙醇和一定量的苯（通過共沸物的組成計算，參考量為40克），加入塔釜中，並分別對原料乙醇和苯進行色譜分析，確定其組成。

2.向全凝器中通入冷卻水，並開啟釜電加熱系統，調節加熱電流慢慢升至0．4A（注意不要使電流過大，以免設備突然受熱而損壞）。待釜液沸騰，開啟塔身保溫電源，調節保溫電流，上段為0～0.4A，下段為0.05～0.2A，以使填料層具有均勻的溫度梯度，保證全塔處在正常的操作范圍內。

3.當塔頭有液體出現，全迴流20分鍾穩定後，調節迴流比進行混相迴流操作，迴流比為5：1～3：1條件下運行20分鍾後，將迴流比調至1：3。

4.每隔20分鍾記錄一次塔頂、塔釜溫度。

5.待分相器內液體開始溢流，並分成兩相，上層為苯相，下層為水相，且能觀察到三元共沸物在苯相苯中以水珠形態穿過，溶於水相中，此時，關閉迴流比控制器，開始每隔10

分鍾取塔釜氣項試樣進行純度分析。

6.待塔釜中乙醇含量大於99．6％時，停止加熱，讓塔內持液全部流至塔釜，取出釜液。

7.將塔頂餾出液用分液漏斗分離。並依次用氣相色譜儀分析富水相、富苯相以及釜液組成，並分別稱重。

8.切斷設備的供電電源，關閉冷卻水，結束實驗。

圖2共沸精餾流程

方法二：連續精餾：

1．稱取40～50克95%的乙醇和一定量的苯（參考量為20～25克）加入塔釜中。

2．開啟塔釜電加熱系統，慢慢調節加熱電流為0.3～0.5A，並向全凝器中通冷卻水。當

塔頭開始出現液滴時，全迴流20分鍾。

3．將95％的乙醇和苯（按三元共沸物的配比）從塔加料口加入塔中。乙醇的進料流量（參考值為50～100ml／h），苯的加人量應根據塔頂水相和塔釜乙醇的純度確定。當塔頂分相器內液體開始迴流時，停止加入原料苯，保持適宜的迴流比（參考值為3：1～5：1）。

4．用氣相色譜分析塔釜出料乙醇和塔頂排出水的組成，計算單位時間內共沸劑苯的損失量，以確定連續補加苯的量。

5．在精餾完一定量的有水乙醇後，停止加料。待塔內無原料後，取出精製後乙醇。

6．將塔頂餾出液用分液漏斗分離。並依次用氣相色譜儀分析富水相、富苯相以及產品組成，並分別稱重。

7．切斷電源，關閉冷卻水，結束實驗。

五、數據處理

1.作全塔物料衡算，並對共沸物形成的富水相和富苯相進行分析和衡算，求出塔頂三元共沸物的組成。

2.畫出25℃下乙醇一水一苯三元物系的溶解度曲線。在圖上標明共沸物的組成點，畫出加料線，並對精餾過程作簡要的說明。

六、思考題

1.如何計算共沸劑的加入量？

2.需要測出哪些量才可以作全塔的物料衡算？具體的衡算方法是什麼？

3.將計算出的三元共沸物組成與文獻值比較，求出其相對誤差，並分析實驗過程中產生誤差的原因。

七、參考文獻

[1]E A Coulson，etal.Laboratory Distillation Practice，L．George News Ltd．1958

[2]Erich Krell．Handbook of Laboratory Distillation，Amsterdam，Elsevier，1982

[3]陳洪鈁.基本有機化工分離工程．北京：化學工業出版社，1985

[4]F G Shinskey.Distillation Contol for Proctivity and Energy Conservatlon2nd ed.New York, Mc Graw-Hill Book co,19842nd

[5]Hoanh N Pham，et al.Chemical Engineering Science1990，45（7），1823

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共沸精餾
實驗二共沸精餾

一、實驗目的：

1．通過實驗加深對共沸精餾過程的理解。

2．熟悉精餾設備的構造，掌握精餾操作方法。

3．能夠對精餾過程做全塔物料衡算。

4．學會使用氣相色譜分析氣、液兩相組成。

二、實驗原理：

精餾是利用不同組份在氣一液兩相間的分配，通過多次氣液兩相間的傳質和傳熱來達到分離的目的。對於不同的分離對象，精餾方法也會有所差異。例如，分離乙醇和水的二元物系。由於乙醇和水可以形成共沸物，而且常壓下的共沸溫度和乙醇的沸點溫度極為相近，所以採用普通精餾方法只能得到乙醇和水的混合物，而無法得到無水乙醇。為此，在乙醇一水系統中加入第三種物質，該物質被稱為共沸劑。共沸劑具有能和被分離系統中的一種或幾種物質形成最低共沸物的特性。在精餾過程中共沸劑將以共沸物的形式從塔頂蒸出，塔釜則得到無水乙醇。這種方法就稱作共沸精餾。
乙醇—水系統加入共沸劑苯以後可以形成四種共沸物。現將它們在常壓下的共沸溫度、共沸組成列於表1。

H. 蒸餾塔屬於哪種壓力容器 分離容器 換熱容器 還是 反映容器

分離容器

I. 多晶硅精餾系統有哪四個組成

多晶硅精餾系統包括第一精餾塔、第二精餾塔、第扮冊三精餾塔、第四精餾塔，其中第一精餾塔與第二精餾塔，伏埋第三精餾塔與第四精餾塔構成差壓耦合系統，在廳廳宏每個差壓耦合系統中，均由高低壓塔組成。

J. 催化裂化工藝過程的分餾系統

典型的催化裂化分餾系統見圖1。由反應器來的反應產物（油氣）從底部進入分餾塔，經底部的脫過熱段後在分餾段分割成幾個中間產品:塔頂咐早游為富氣及汽油，側線有輕柴油、重柴油和回煉油。塔底產品是油漿睜滾。輕柴油和重柴油分別經汽提後，再經換熱、冷卻後出裝置。
催化裂化裝置的分餾塔有幾個特點:
①進料是帶有催化劑粉塵的過熱油氣，因此，分餾塔底部設有脫過熱段，用經過冷卻的油漿把油氣冷卻到飽和狀態並洗下夾帶的粉塵以便進行分餾和避免堵塞塔盤。
②全塔的剩餘熱量大而且產品的分離精確度要求比較容易滿足。因此一般設有多個循環迴流:塔頂循環迴流、1-2個中段循環迴流和油漿循環。
③塔頂同流採用循環迴流而不用冷迴流，其主要原因是進入分餾塔的油氣含有相當大數量的惰性氣體和不凝氣，它們會影響塔頂冷凝冷卻器的效果；採用循環迴流代替冷迴流可以降低從分餾塔頂至氣壓機入口的壓降，從而提高氣壓機的入口壓力、降低氣壓機的功衡銷率消耗。