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精馏塔塔釜相当于一个平衡级蒸馏

发布时间:2022-06-01 05:48:58

『壹』 精馏塔塔釜什么作用

为精馏传质传热提供动力,说白了就是通过将塔釜内的物质加热,从而产生精馏塔内气液两相中的气相,气相与下降的液相接触,从而实现传质传热的过程。

『贰』 精馏等于多次蒸馏

一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法,是工业上应用最广的液体混合物分离操作,广泛用于石油、化工、轻工、食品、冶金等部门。精馏操作按不同方法进行分类。根据操作方式,可分为连续精馏和间歇精馏;根据混合物的组分数,可分为二元精馏和多元精馏;根据是否在混合物中加入影响汽液平衡的添加剂,可分为普通精馏和特殊精馏(包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏)。若精馏过程伴有化学反应,则称为反应精馏。
目录
1原理
2操作评价
3精馏计算
▪ 概述
▪ 图解法
▪ 捷算法
▪ 严格计算法
4节能

1原理编辑
双组分混合液的分离是最简单的精馏操作。典型的精馏设备是连续精馏装置(图1),包括精馏塔、再沸器、冷凝器等。精馏塔供汽液两相接触进行相际传质,位于塔顶的冷凝器使蒸气得到部分冷凝,部分凝液作为回流液返回塔底,其余馏出液是塔顶产品。位于塔底的再沸器使液体部分汽化,蒸气沿塔上升,余下的液体作为塔底产品。进料加在塔的中部,进料中的液体和上塔段来的液体一起沿塔下降,进料中的蒸气和下塔段来的蒸气一起沿塔上升。在整个精馏塔中,汽液两相逆流接触,进行相际传质。液相中的易挥发组分进入汽相,汽相中的难挥发组分转入液相。对不形成恒沸物的物系,只要设计和操作得当,馏出液将是高纯度的易挥发组分,塔底产物将是高纯度的难挥发组分。进料口以上的塔段,把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓,称为精馏段;进料口以下的塔段,从下降液体中提取易挥发组分,称为提馏段。两段操作的结合,使液体混合物中的两个组分较完全地分离,生产出所需纯度的两种产品。当使n组分混合液较完全地分离而取得n个高纯度单组分产品时,须有n-1个塔。
精馏之所以能使液体混合物得到较完全的分离,关键在于回流的应用。回流包括塔顶高浓度易挥发组分液体和塔底高浓度难挥发组分蒸气两者返回塔中。汽液回流形成了逆流接触的汽液两相,从而在塔的两端分别得到相当纯净的单组分产品。塔顶回流入塔的液体量与塔顶产品量之比,称为回流比,它是精馏操作的一个重要控制参数,它的变化影响精馏操作的分离效果和能耗。

2操作评价编辑
评价精馏操作的主要指标是:①产品的纯度。板式塔中的塔板数或填充塔中填料层高度,以及料液加入的位置和回流比等,对产品纯度均有一定影响。调节回流比是精馏塔操作中用来控制产品纯度的主要手段。②组分回收率。这是产品中组分含量与料液中组分含量之比。③操作总费用。主要包括再沸器的加热费用、冷凝器的冷却费用和精馏设备的折旧费,操作时变动回流比,直接影响前两项费用。此外,即使同样的加热量和冷却量,加热费用和冷却费用还随着沸腾温度和冷凝温度而变化,特别当不使用水蒸气作为加热剂或者不能用空气或冷却水作为冷却剂时,这两项费用将大大增加。选择适当的操作压力,有时可避免使用高温加热剂或低温冷却剂(或冷冻剂),但却增添加压或抽真空的操作费用。

3精馏计算编辑
概述
主要是精馏塔的计算。不论是板式塔或是填充塔,通常都按分级接触传质的概念来计算理论板数。对于双组分精馏塔的设计计算,通常给定的设计条件有:液体混合物(料液)的量F和浓度xf(以易挥发组分的摩尔分率表示),以及塔顶和塔底产品的浓度xd和xw。计算所需的理论板数NT和实际板数NP 。计算前必须先确定合理的回流比。理论塔板数的计算方法有:
图解法
最常用的是麦凯勃-蒂利图解法(美国W.L.麦凯勃和E.W.蒂利在1925年合作设计的双组分精馏理论板计算的图解方法)用于双组分精馏计算。此法假定流经精馏段的汽相摩尔流量V和液相摩尔流量L以及提馏段中的汽液两相流量V′和L′都保持恒定。此假定通常称为恒摩尔流假定,它适用于料液中两组分的摩尔汽化潜热大致相等、混合时热效应不大、而且两组分沸点相近的系统。图解法的基础是组分的物料衡算和汽液平衡关系。
取精馏段第n板至塔顶的塔段(图2)为对象,作易挥发组分物料衡算得:

图2

精馏
式中D为塔顶产品流量;xn为离开第n板的液相浓度;yn+1为离开第n+1板的汽相浓度。此式称精馏段操作线方程,在y-x图上是斜率为L/V的直线。同样取提馏段第m板至塔底的塔段为对象,作易挥发组分物料衡算得:

精馏
式中D为塔底产品流量。此式称为提馏段操作线方程。 将汽液平衡关系和两条操作线方程绘在y-x直角坐标上(图3)。
根据理论板的定义,离开任一塔板的汽液两相浓度xn与yn,必在平衡线上,根据组分的物料衡算,位于同一塔截面的两相浓度xn与yn+1, 必落在相应塔段的操作线上。在塔顶产品浓度xd和塔底产品浓度xw范围内,在平衡线和操作线之间作梯级,每梯级代表一块理论板,总梯级数即为所需的理论板数NT,跨越两操作线交点的梯级为加料板。计入全塔效率,即可算得实际板数NP(见级效率);或根据等板高度,从理论板数即可算出填充层高度(见微分接触传质设备)。

图3
捷算法
用作粗略估算,首先根据芬斯克方程,(美国M.R.芬斯克1932年建立的全回流理论板数计算方程)算出采用全回流操作达到给定产品浓度xd和xw所需的最少理论板数Nmin(包括再沸器):

精馏
式中α为待分离两组分间的全塔的平均相对挥发度,常取塔顶和塔底处的相对挥发度的几何平均值。再由Nmin、最小回流比Rmin和选用的回流比R,从吉利兰经验关联式(1940年美国E.R.吉利兰建立的计算理论板数关联式):

精馏
求出所需的理论板数NT。对于相对挥发度在全塔接近常数的系统,即接近于理想溶液的混合液的分离,捷算法较可靠,并可推广到估算多组分料液的精馏。捷算法在作整个生产过程的优化计算时常被采用,以节省时间。
严格计算法
随着精馏技术日趋成熟和生产规模的扩大,具有多股加料和侧线抽出等特殊功能以及具有侧塔和中间再沸器等的各种复杂的精馏塔(见精馏设备)相继出现。现今越来越需要对精馏作出严格计算,以了解塔内温度、流量和浓度的变化,达到更合理的设计和操作。电子计算机的应用,为严格计算法提供了条件。各种严格计算法均基于四类基本方程:即组分物料衡算式、汽液相平衡关系、归一方程(汽相及液相中各组分摩尔分率之和为 1)和热量衡算方程。对每块理论板都可以建立这些方程,组成一个高维的方程组,然后依靠电子计算机求解。根据不同的指定条件,原则上此方程组可用于新塔设计或对现有塔的操作性能核算。

4节能编辑
精馏过程的核心在于回流,而回流必须消耗大量能量。降低能耗是精馏过程发展的重大课题。除了选择经济上合理的回流比外,主要的节能措施有:①热泵精馏。将塔顶蒸气绝热压缩(见热力学过程)升温后,重新作为再沸器的热源(见热泵蒸发);②多效精馏。精馏装置由压力依次降低的若干个精馏塔组成,前一精馏塔塔顶蒸气用作后一精馏塔再沸器的加热蒸气(见多效蒸发);③采用高效精馏塔,可用较小的回流比;采用高效换热器,可降低传热温度差,这样就可以减少有效能损失。④采用电子计算机对过程进行有效控制,减小操作裕度,确保过程在最低能耗下进行。
来自网上.

『叁』 精馏塔的工作原理是什么

原理:利用混合物中各组分具有不同的挥发度,即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质,使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中,而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中,从而实现分离的目的。

『肆』 精馏操作的三大平衡是什么在精馏操作中是如何体现的

三大平衡,即质量平衡、热量平衡和气液平衡。只有达到这三大平衡,精馏塔才能说进入一个正常的操作状态,才能按要求产出合格产品。调整精馏塔的基本思路,就是尽快找到这三大平衡的平衡点。不过这三个平衡点并非是直观的,需要我们去找。
质量平衡相对容易找,全部进塔量的和等于全部出塔物料量的和,只要把相关的数加起来就行了。可是气液平衡就看不见了,塔板上有多少上升气量、下降液流量,它们之间的比例,塔板上液层高度有多少,都是看不见的。可是有一些现象可以反映出来,如塔顶产品在线分析值、塔压差、回流罐与塔釜液位等。热量平衡也是如此。也就是说这三大平衡是有区别的,不可能同时找到。但它们又是有联系的。其中,质量平衡是前提,进料量和采出量不匹配,其他就无从谈起。气液平衡是目标,它体现了产品组成,又没有直接的手段可以控制它。热量平衡才是我们调整的主体,它依据了质量平衡,通过控制所加载的冷量可以影响冷凝下来回流的液量,通过再沸加热量可以控制上升蒸汽量,从而影响气液平衡。

『伍』 精馏塔的工作原理

原理:利用混合物中各组分具有不同的挥发度,即在同一温度下各组分的蒸气压版不同这一性质,使液相权中的轻组分(低沸物)转移到气相中,而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中,从而实现分离的目的。

无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏,虽然可以起到一定的分离作用,但是并不能将一混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品,通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。


(5)精馏塔塔釜相当于一个平衡级蒸馏扩展阅读

精馏塔产品质量指标选择有两类:直接产品质量指标和间接产品质量指标。精馏塔最直接的产品质量指标是产品成分。成分检测仪表发展很快,特别是工业色谱仪的在线应用,出现了直接控制产品成分的控制方案,此时检测点就可以放在塔顶或塔底。

然而由于成分分析仪表价格昂贵,维护保养麻烦,采样周期较长(即反应缓慢,滞后较大)而且应用中有时也不太可靠,所以成分分析仪表的应用受到了一定的限制。因此,精馏塔产品质量指标通常采用间接质量指标。

『陆』 精馏塔工作原理

精馏塔是一个高径比很大的圆柱状设备。由钢板卷焊成圆筒,两头分别用椭内圆形封头焊容接成为一个密闭的整体,塔内安装有许多层塔板,立式安装在现场。以进料口为界,进料口以上叫作精馏段,进料口以下(包括进料口)叫作提馏段。在塔的底部一不安装塔板,留出一些空间,称为塔釜。如果在塔釜处安装一些加热装置,就可以作为再沸器使用。可以进行直接加热,也可以进行间接回热,或两种加热方式同时存在,具体根据需要而定。精馏塔的塔板有许多形式,最常用的有筛板式、浮阀式和泡罩式。精馏塔顶除了进料口外还有许多接管口,分别作为与外部管线的连接使用。。。。具体内容太多了,建议你看一下《取业技能鉴定培训教程-蒸馏工》。

『柒』 精馏塔和蒸馏塔的区别精馏塔和蒸馏塔的区别是啥

精馏过程和分馏过程本质上是一样的,在有机,无机化学中一般说分馏,化工原理和物内理化学叫精馏,工业容上分离沸点较近的几种物质是用的精馏塔,实验室中叫分馏柱.原理都是道尔顿分压定律,拉乌尔定律.在计算理论版层数时,需要用到gilliland关联图.。

『捌』 精馏塔塔釜液位高低对精馏塔有什么影响

当塔液位过高可能会造成满釜,液位过低可能会造成空釜。在蒸气控制塔液位的精馏塔,当液位过低时,蒸气会随之减小,塔压力下降,导致塔内气液两相簿平衡,不能维持正常生产

『玖』 在精馏塔操作过程中,塔釜压力为什么是一个重要操作参数塔釜压力与哪些因素有关

重要的参数。塔釜压力与各物质的物理性质有关,与操作温度和要求的精馏纯度相内关。

塔釜的压容力本来就要高于塔顶的压力,这样才能在热量的推动下完成精馏的过程。同时塔釜一般是作为原料进入或者是重馏分的收集。(有塔中间进料的)所以塔釜的温度和压力均要高于塔顶。

压力升高,则气相中重组份减少,相应地提高了气相中轻组份的浓度,液相中轻组份浓度较前增加,同时也改变了气液相的重量比,使液相量增加,气相量减少。

同理,压力降低,塔顶馏份的数量增加,浓度减少,塔底釜液量减少,轻组份浓度减少。另外,压力增加,组分间的相对挥发度降低,分离效果下降,但处理能力增大,反之情况相反。

(9)精馏塔塔釜相当于一个平衡级蒸馏扩展阅读:

塔釜是化工上的词汇。釜和塔都是化工厂的设备,釜像煮饭的锅,塔像一般的塔,塔釜就是两种结合体,是一种高度较高,各级塔结构基本相同,具备塔和釜的双重功能。一般是做分离用,根据物料沸点不同分离原料,沸点不同也就是蒸发温度不同,所以温度很重要,塔釜温度是塔釜各个点不同的温度,一般分塔底塔中进料温度,塔顶出料温度。

『拾』 精馏塔工作原理

原理:利用复混合物中各组分具有不制同的挥发度,即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质,使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中,而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中,从而实现分离的目的。

无论是平衡蒸馏还是简单蒸馏,虽然可以起到一定的分离作用,但是并不能将一混合物分离为具有一定量的高纯度产品。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品,通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。


(10)精馏塔塔釜相当于一个平衡级蒸馏扩展阅读

精馏塔产品质量指标选择有两类:直接产品质量指标和间接产品质量指标。精馏塔最直接的产品质量指标是产品成分。成分检测仪表发展很快,特别是工业色谱仪的在线应用,出现了直接控制产品成分的控制方案,此时检测点就可以放在塔顶或塔底。

然而由于成分分析仪表价格昂贵,维护保养麻烦,采样周期较长(即反应缓慢,滞后较大)而且应用中有时也不太可靠,所以成分分析仪表的应用受到了一定的限制。因此,精馏塔产品质量指标通常采用间接质量指标。

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