⑴ 比较精馏塔冷凝方式(全凝器冷凝和分凝器),它们有何特点和适用场合
精馏塔顶出来的气相,一般需要用其它冷媒冷疑(如循环水、冷冻水或冷物料),具体是采用全凝器冷凝或分凝器冷凝以及选用何种冷媒,要看被冷凝的气相温度高低及气相组分的沸点高低。
当被冷凝的气相温度较高及组分较单一且常温下为液态时,一般采用全凝器冷凝,用循环水做冷媒。
当被冷凝的气相温度较高但组分较多且常温下有某组分为气态或易气化时,一般采用分凝器冷凝,先用循环水做冷媒将气相中沸点较高的组分冷凝下来,未冷凝气体再用低温冷冻水做冷媒冷凝,即所谓分凝器冷凝。
当然,也可以就用低温冷冻水进行全凝器冷疑。但因冷冻水比循环水成本高,经济上不合算。
实际生产中,为了节能,当被冷凝的气相温度较高时,也可先与其它低温物料换热,这样气相被部分冷凝,再用循环水冷凝,也是一种分凝方法,可减少循环水用量。低温物料被预热,也可减少蒸汽耗量。
(1)蒸馏塔上升蒸汽冷凝扩展阅读:
掌握好物料平衡、气液相平衡和热量平衡是精馏操作的关键所在,三个平衡之间相互影响、相互制约。在操作中通常是以控制物料平衡为主,相应调节热量平衡,最终达到气液相平衡。
(1)要保持塔底液面稳定平衡,必需稳定:
①进料量和进料温度;
②塔顶、侧线及塔底抽出量;
③塔顶压力。
(2)要保持稳定的塔顶温度,必需稳定:
①进料量和进料温度;
②顶回流、循环回流各中段回流量及温度;
③塔顶压力;
④汽提蒸汽量;
⑤原料及回流不带水。
只要密切注意塔顶温度、塔底液面,分析波动原因,及时加以调节,就能掌握塔的三个平衡,保证塔的正常操作。
⑵ 冷凝器在蒸馏塔中是怎么降温的
蒸馏塔顶部有一回流管,当蒸汽进入回流管后,蒸汽逐渐降温,最后变为液滴。回流出来
⑶ 蒸馏塔的蒸馏塔的工作原理
在发酵成熟醪中,不单是含有酒精,还含有其它几十种成分的物质,若加上水,这些物质的含量远远超过酒精的含量,成熟醒中酒精含量仅为7—11%(容量)左右,而包括水、醇类、醛类、酸类、脂类的杂质几乎占90%,要得到纯净的酒精,就必须采用一定的方法,把酒精从成熟醪中分离出来。生产中是采用加热蒸馏的办法,把各种不同沸点、比重、挥发性的物质从不同的设备中分离出来,从而得到较高纯度的酒精。
粗馏塔的工作原理为发酵成熟醪通过预热后,进入粗馏塔中的上部,塔底不断均匀地通入加热蒸气,这时由于加热的作用就可将成熟醪中液态酒精转变为酒精气体,同时其它低沸点和挥发性的杂质,都成为气态,和酒精一同进入排醛塔中(也可直接进入精馏塔),塔底将蒸馏后的废糟排出塔外。
粗馏塔运行正常时,塔顶温度不得低于93℃,但也不能过高,过高的顶温对分离无利,且耗蒸气量大。一般控制在95—96℃。温度过低,醒中的酒精没有完全蒸发出来,逃酒率明显增大。纯酒精的沸点是78.3℃,但混有水等成分的混合液体的沸点远远不止78.3℃,所以,粗馏塔底温控制不应低于105℃,一般在105℃—109℃之间。成熟醪进入粗馏塔前必须进行预热,减小温差,有利于粗馏塔稳定运行。一般应将醪预热温度控制在60—70℃之间,有些生产单位由于设备性能的影响,一般偏低5—10℃。
除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精经过粗馏后,由气态从粗馏塔顶进入除醛塔中,通过除醛塔内再适量的加热、冷凝、回流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸点、易挥发的杂质从排醛管中排出,脱醛酒精从醛塔底部进入液相精馏塔,部分酒头从酒头管中进入后发酵罐的醪中或成熟醪中。
正常情况下,除醛塔底部温度为86—89℃,塔顶温度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水温不应低于60℃,最后一个冷凝器的温度不得低于25℃。
精馏塔的工作原理是酒精通过以上两塔蒸馏后,酒精浓度还需要进一步提高,杂质还需进一步排除,精馏塔的蒸馏目的就是通过加热蒸发、冷凝、回流,上除头级杂质,中提杂醇油,下排尾级杂质,获得符合质量标准的成品——酒精。蒸馏塔的工作原理并非只局限于提纯酒精。蒸馏塔的功能主要是为了分离混合液体,利用不同液体在不同条件下,如温度不同,挥发性(沸点)不同的原理进行液体分离,从而达到提纯效果。蒸馏塔主要分为板式塔与薄膜式塔。板式塔比较常见,其构造可分为板、重沸器、冷凝器三个部分。
精馏塔的塔顶温度一般应控制在79℃,塔底温度应控制在105—107℃,塔中温度在取酒正常的情况下,在88—92℃之间。精馏塔上的1*冷凝器水温应在60—65℃,2*冷凝器应在35—40℃,最后一个冷凝器温度最好不低于25℃。
⑷ 精馏塔塔顶冷凝方式分别是用全凝器和分凝器时,回流液温度和塔顶产品浓度大小差别怎样的
个人认为,全凝器需要更多的冷凝水量,才能将蒸汽全凝下来,其需要稍低的温度,
而分凝器则可在露点完成分凝任务,与塔顶温度几本一致。
⑸ 1、某精馏塔塔顶上升蒸汽组成y1,温度T,经全凝器恰好冷凝到泡点,部分回流入塔,组成xo,温度t
(1)y1(=)xo T (>)t
(2)根据相平衡公式(1)y=ax/(1+(a-1)x)可求出Yn=0.5625。因为是全回流Xn=Yn+1所以
Xn-1=0.5625再根据相平衡公式y=ax/(1+(a-1)x)求出Yn-10.794
⑹ 塔内上升蒸汽速度的波动对精馏操作有什麽影响
精馏操作稳定的因素主要有回流比;塔顶温度、压力;进料温度,组分组成;塔底再沸器回流温度,组分组成;整体塔的塔板数;中间循环回流及抽出物料等等,但最主要因素有下面几点:
1.物料平衡的影响和制约
根据精馏塔的总物料衡算可知,对于一定的原料液流量F和组成xF,只要确定了分离程度xD和xW,馏出液流量D和釜残液流量W也就被确定了。
采出率D/F:
D/F=(xF-xW)/(xD-xW)
不能任意增减,否则进、出塔的两个组分的量不平衡,必然导致塔内组成变化,操作波动,使操作不能达到预期的分离要求。
在精馏塔的操作中,需维持塔顶和塔底产品的稳定,保持精馏装置的物料平衡是精馏塔稳态操作的必要条件。通常由塔底液位来控制精馏塔的物料平衡。
2、塔顶回流的影响
回流比是影响精馏塔分离效果的主要因素,生产中经常用回流比来调节、控制产品的质量。
当回流比增大时,精馏产品质量提高;
当回流比减小时,xD减小而xW增大,使分离效果变差。
回流比增加,使塔内上升蒸汽量及下降液体量均增加,若塔内汽液负荷超过允许值,则可能引起塔板效率下降,此时应减小原料液流量。
调节回流比的方法可有如下几种。
(1)减少塔顶采出量以增大回流比。
(2)塔顶冷凝器为分凝器时,可增加塔顶冷剂的用量,以提高凝液量,增大回流比。
(3)有回流液中间贮槽的强制回流,可暂时加大回流量,以提高回流比,但不得将回流贮槽抽空。
必须注意,在馏出液采出率D/F规定的条件下,籍增加回流比R以提高xD的的方法并非总是有效。
加大操作回流比意味着加大蒸发量与冷凝量,这些数值还将受到塔釜及冷凝器的传热面的限制。
3.进料热状况的影响
当进料状况(xF和q)发生变化时,应适当改变进料位置,并及时调节回流比R。一般精馏塔常设几个进料位置,以适应生产中进料状况,保证在精馏塔的适宜位置进料。如进料状况改变而进料位置不变,必然引起馏出液和釜残液组成的变化。
进料情况对精馏操作有着重要意义。常见的进料状况有五种,不同的进料状况,都显著地直接影响提馏段的回流量和塔内的汽液平衡。
精馏塔较为理想的进料状况是泡点进料,它较为经济和最为常用。
对特定的精馏塔,若xF减小,则将使xD和xW均减小,欲保持xD不变,则应增大回流比。
4.塔釜温度的影响
釜温是由釜压和物料组成决定的。精馏过程中,只有保持规定的釜温,才能确保产品质量。因此釜温是精馏操作中重要的控制指标之一。
提高塔釜温度时,则使塔内液相中易挥发组分减少,同时,并使上升蒸汽的速度增大,有利于提高传质效率。
如果由塔顶得到产品,则塔釜排出难挥发物中,易挥发组分减少,损失减少;
如果塔釜排出物为产品,则可提高产品质量,但塔顶排出的易挥发组分中夹带的难挥发组分增多,从而增大损失。
在提高温度的时候,既要考虑到产品的质量,又要考虑到工艺损失。一般情况下,操作习惯于用温度来提高产品质量,降低工艺损失。
当釜温变化时,通常是用改变蒸发釜的加热蒸汽量,将釜温调节至正常。
当釜温低于规定值时,应加大蒸汽用量,以提高釜液的汽化量,使釜液中重组分的含量相对增加,泡点提高,釜温提高。
当釜温高于规定值时,应减少蒸汽用量,以减少釜液的汽化量,使釜液中轻组分的含量相对增加,泡点降低,釜温降低。
此外还有与液位串级调节的方法等。
5.操作压力的影响
塔的压力是精馏塔主要的控制指标之一。在精馏操作中,常常规定了操作压力的调节范围。塔压波动过大,就会破坏全塔的气液平衡和物料平衡,使产品达不到所要求的质量。
提高操作压力,可以相应地提高塔的生产能力,操作稳定。但在塔釜难挥发产品中,易挥发组分含量增加。如果从塔顶得到产品,则可提高产品的质量和易挥发组分的浓度。
影响塔压变化的因素:塔顶温度,塔釜温度、进料组成、进料流量、回流量、冷剂量、冷剂压力等的变化以及仪表故障、设备和管道的冻堵等
对于常压塔的压力控制,主要有以下三种方法。
(1)对塔顶压力在稳定性要求不高的情况下,无需安装压力控制系统,应当在精馏设备(冷凝器或回流罐)上设置一个通大气的管道,以保证塔内压力接近于大气压。
(2)对塔顶压力的稳定性要求较高或被分离的物料不能和空气接触时,若塔顶冷凝器为全凝器时,塔压多是靠冷剂量的大小来调节。
(3)用调节塔釜加热蒸汽量的方法来调节塔釜的气相压力。
在生产中,当塔压变化时,控制塔压的调节机构就会自动动作,使塔压恢复正常。
当塔压发生变化时,首先要判断引起变化的原因,而不要简单地只从调节上使塔压恢复正常,要从根本上消除变化的原因,才能不破坏塔的正常操作。
⑺ 蒸馏塔的操作原理
当液态物质受热时蒸气压增大,待蒸气压大到与大气压或所给压力相等时液体沸腾,即达到沸点。所谓蒸馏就是将液态物质加热到沸腾变为蒸气,又将蒸气冷却为液体这两个过程的联合操作。 分馏:如果将两种挥发性液体混合物进行蒸馏,在沸腾温度下,其气相与液相达成平衡,出来的蒸气中含有较多量易挥发物质的组分,将此蒸气冷凝成液体,其组成与气相组成等同(即含有较多的易挥发组分),而残 留物中却含有较多量的高沸点组分(难挥发组分),这就是进行了一次简单的蒸馏。 如果将蒸气凝成的液体重新蒸馏,即又进行一次气液平衡,再度产生的蒸气中,所含的易挥发物质组分又有增高,同样,将此蒸气再经冷凝而得到的液体中,易挥发物质的组成当然更高,这样我们可以利用一连串的有系统的重复蒸馏,最后能得到接近纯组分的两种液体。 应用这样反复多次的简单蒸馏,虽然可以得到接近纯组分的两种液体,但是这样做既浪费时间,且在重复多次蒸馏操作中的损失又很大,设备复杂,所以,通常是利用分馏柱进行多次气化和冷凝,这就是分馏。 在分馏柱内,当上升的蒸气与下降的冷凝液互凝相接触时,上升的蒸气部分冷凝放出热量使下降的冷凝液部分气化,两者之间发生了热量交换,其结果,上升蒸气中易挥发组分增加,而下降的冷凝液中高沸点组分(难挥发组分)增加,如果继续多次,就等于进行了多次的气液平衡,即达到了多次蒸馏的效果。这样*近分馏柱顶部易挥发物质的组分比率高,而在烧瓶里高沸点组分(难挥发组分)的比率高。这样只要分馏柱足够高,就可将这种组分完全彻底分开。工业上的精馏塔就相当于分馏柱。
⑻ 原油精馏塔底为什么要吹入过热水蒸汽
水油混合降低不易蒸发的沸点,易于蒸发
⑼ 精馏塔的操作原理
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称蒸馏塔。有板式塔和填料塔两种类型。根据操作方式又分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸汽从塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸汽中转移。蒸汽中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,蒸汽愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的。由塔顶上升的蒸汽进入冷凝器,冷凝的液体一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸汽返回塔中,另一部分液体作为釜残液放出。
⑽ 分馏塔冷凝蒸发器,冷凝的是什么蒸发的是什么
冷凝的是液氮,蒸发的是气氧。在分馏塔内,氧、氮的分离是通过在上下塔内实现双级精馏的过程来实现的,精馏过程必须具有上升空气和下流液体,而冷凝蒸发器的主要作用就是将上塔底部回流下来的液氧和下塔顶部上升的氮气进行热交换。冷凝蒸发器是空分精馏系统必不可缺的重要换热设备,从某种意思上说,冷凝蒸发器是连接上塔和下塔的纽带。
冷凝蒸发器也称“主冷”,在冷凝蒸发器中,上塔回流的液氧因吸收热量而蒸发气氧;下塔上升的氮气因放出热量而冷凝为液氮。气氧的一部分作为产品送出塔外,剩余的大部分送入上塔,作为精馏的上升蒸汽,而液氮一部分直接作为下塔的回流液,另一部分经节流降压后送至上塔顶部,作为上塔的回流液直接参与空分设备精馏过程。