1、精馏原理精馏原理精馏基本流程精馏基本流程精馏操作与控制精馏操作与控制第一章第一章 精馏精馏化工单元操作 精馏岗位的员工精馏岗位的员工-应理解精馏原理、熟悉现场工艺流程、应理解精馏原理、熟悉现场工艺流程、能识读精馏能识读精馏DCSDCS图，理解并按照安全操作规程进行开停车操作，并图，理解并按照安全操作规程进行开停车操作，并对生产中出现的异常情况能分析处理，才能做到安全生产。对生产中出现的异常情况能分析处理，才能做到安全生产。 学习目标学习目标 了解精馏原理及流程了解精馏原理及流程 看懂精馏流程图看懂精馏流程图 设备、管道、阀门、仪表、控制方案的表示方法设备、管道、阀门、仪表、控制方案的表示方法
2、了解精馏塔、列管式换热器（再沸器、冷凝器）的结构了解精馏塔、列管式换热器（再沸器、冷凝器）的结构了解精馏塔工艺参数的控制（温度、流量、压力、液位）了解精馏塔工艺参数的控制（温度、流量、压力、液位）n精馏精馏-分离分离液体混合物液体混合物；液体；液体中各组分的中各组分的沸点不同沸点不同；n在精馏塔的在精馏塔的每块塔板上同时进行每块塔板上同时进行液体的液体的部分气化部分气化、气体的、气体的部分冷凝部分冷凝；n在在塔顶塔顶得到得到较纯的轻组分较纯的轻组分（沸点沸点低低的组分）的组分）n在在塔釜塔釜得到得到较纯的重组分较纯的重组分（沸点沸点高高的组分）的组分） 第一节第一节 精馏原理精馏原理 精馏操作
3、中，温度数值精馏操作中，温度数值是一重要的控制指标，如进料是一重要的控制指标，如进料温度、顶温、釜温、灵敏板温温度、顶温、釜温、灵敏板温度、回流液温度等。度、回流液温度等。 测量方法：测量方法：热电阻热电阻、热、热电偶电偶 单位：摄氏度单位：摄氏度( (C)C) 绝对温度绝对温度（K K） 换算关系换算关系( (常常压下水的沸点压下水的沸点100 100 C C，绝对温，绝对温度为度为373K) 373K) 一、基本概念一、基本概念1 1、温度测量、温度测量热电阻热电阻热电偶热电偶压强（压力）压强（压力） 物体单位表面积上所受的力称压力强度，单位物体单位表面积上所受的力称压力强度，单位kPak
4、Pa或或atmatm，在精馏操作中，控制塔压稳定是保证分离质量的前提。在精馏操作中，控制塔压稳定是保证分离质量的前提。压力换算关系压力换算关系 1atm=760mmHg=10.332m1atm=760mmHg=10.332m水柱水柱=1.033 kg/cm=1.033 kg/cm3 3绝压：设备和物料实际所受的压力规定为绝对压力。绝压：设备和物料实际所受的压力规定为绝对压力。 非真空设备：非真空设备： 压力表读数只是压力表读数只是超过超过P P大气大气的那部分数值（表压）的那部分数值（表压） 绝对压力绝对压力 = = 大气压力大气压力 + + 表压表压基本概念基本概念2 2、表压与绝压、表压与
5、绝压相相 在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分，不同相之间有相界面。物料在精馏塔内是汽、液两相。不同相之间有相界面。物料在精馏塔内是汽、液两相。相平衡相平衡 在一定在一定T T、P P下，若系统中存在着两相，各组分在两下，若系统中存在着两相，各组分在两相的组成不随时间变化，称系统达到平衡状态（相平衡）相的组成不随时间变化，称系统达到平衡状态（相平衡）基本概念基本概念3 3、相、相平衡、相、相平衡蒸气压蒸气压 液体分子变成气体分子（蒸气），这些蒸气对液面产生的液体分子变成气体分子（蒸气），这些蒸气对液面产生的压强就是该液体的蒸气压。压强就是该
6、液体的蒸气压。 例：水表面就有水的蒸气压，加热例：水表面就有水的蒸气压，加热水时，水时，温度越高，蒸汽压越大。温度越高，蒸汽压越大。蒸气压随温度升高而增大，当然蒸气压随温度升高而增大，当然还还和液体种类有关和液体种类有关。 液体分子变成气体分子的过程液体分子变成气体分子的过程-汽化（蒸发、挥发）汽化（蒸发、挥发） 气体分子变成液体分子的过程气体分子变成液体分子的过程-冷凝（凝结）冷凝（凝结）饱和蒸气压饱和蒸气压 一定温度下的纯组分系统一定温度下的纯组分系统，当汽化速度和冷凝速度相等（气，当汽化速度和冷凝速度相等（气液两相达平衡）时，气体分子所产生的压力就是饱和蒸汽压。随液两相达平衡）时，气体分
7、子所产生的压力就是饱和蒸汽压。随温度升高而增加。温度升高而增加。饱和蒸气压越大的物质越容易挥发饱和蒸气压越大的物质越容易挥发。 基本概念基本概念4 4、饱和蒸气压与沸点、饱和蒸气压与沸点沸点沸点 当液体物质的饱和蒸气压等于外界压力时当液体物质的饱和蒸气压等于外界压力时, ,液体就会沸腾液体就会沸腾, ,此时此时的温度即为该外压下液体的沸点的温度即为该外压下液体的沸点. . 通常说通常说“某物质的沸点某物质的沸点-”-”，指外压为，指外压为760mmHg760mmHg时的纯物质沸时的纯物质沸点，如水的沸点点，如水的沸点100100。u沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。沸点随外界压力变化
8、而改变，压力低，沸点也低。 如海拔越高的地方，空气越稀薄，气压也越低，这个地方水的如海拔越高的地方，空气越稀薄，气压也越低，这个地方水的沸点就降低了。在珠穆朗玛峰上烧水，只要烧到沸点就降低了。在珠穆朗玛峰上烧水，只要烧到73.573.5，水就沸腾，水就沸腾了。这样的了。这样的“开水开水”，不能把饭菜煮熟，也不能杀死某些细菌。，不能把饭菜煮熟，也不能杀死某些细菌。一定温度下：饱和蒸气压越大的物质，沸点越低，易挥发一定温度下：饱和蒸气压越大的物质，沸点越低，易挥发。 基本概念基本概念5 5、溶液组成表示方法、溶液组成表示方法 溶液溶液两种或两种以上的物质混合在一起，分子两种或两种以上的物质混合在一
9、起，分子均匀分散的均相体系。均匀分散的均相体系。 质量分数质量分数溶液中溶质的质量占溶液总质量的百溶液中溶质的质量占溶液总质量的百分数。分数。 摩尔分数摩尔分数某组分的物质量与溶液总物质量之比某组分的物质量与溶液总物质量之比值。值。1ABABABABABnnxxnnnnxx，1.1.泡点泡点 泡点：泡点：恒压下加热液相混合物，当出现第一个气泡时恒压下加热液相混合物，当出现第一个气泡时( (开始沸开始沸腾腾) )对应的温度对应的温度。泡点就是液体混合物的沸点。泡点就是液体混合物的沸点。 两组分液体混合物中，两组分液体混合物中，沸点高的组分难挥发沸点高的组分难挥发-重组分重组分； 沸点低的组分易沸
10、点低的组分易挥发挥发-轻组分轻组分 例例1 1：苯：苯-甲苯溶液，苯沸点是甲苯溶液，苯沸点是80.1C ，甲苯沸点是，甲苯沸点是110.6C 其中，其中，苯是轻组分苯是轻组分、甲苯甲苯是重组分是重组分 例例2 2：甲醇：甲醇-水溶液，水溶液，甲醇甲醇沸点是沸点是64.5C ，水水沸点是沸点是100C 其中，其中， 是轻组分、是轻组分、 是重组分是重组分二、泡露点曲线二、泡露点曲线（双组分溶液（双组分溶液温度温度- -组成图组成图 ） 常压下的苯常压下的苯-甲苯溶液，其沸点范围为甲苯溶液，其沸点范围为80.1-110.680.1-110.6C C当苯的组成是当苯的组成是 x=0.4x=0.4（甲
11、苯甲苯组成组成0.60.6）时，泡点）时，泡点9595C C 苯的含量是苯的含量是 x=0.8 x=0.8（甲苯甲苯组成组成0.20.2）时，泡点）时，泡点8383C C；不同组成下的苯不同组成下的苯甲苯泡点，实验测定得甲苯泡点，实验测定得t-x-yt-x-y图泡点线（下图泡点线（下）一定压力下，混合溶液的泡点与组成有关，一定压力下，混合溶液的泡点与组成有关，溶液中轻组分的含溶液中轻组分的含量越高（重组分含量越低），泡点越低。量越高（重组分含量越低），泡点越低。精馏塔塔釜温度，就是釜液组成下的泡点。精馏塔塔釜温度，就是釜液组成下的泡点。对精馏塔对精馏塔而言，釜液中重组分含量越高，釜温越高；轻组
12、分含量而言，釜液中重组分含量越高，釜温越高；轻组分含量越高，釜温越低。越高，釜温越低。泡点泡点 2. 2.露点露点 露点露点：恒压下冷却气相混合物，当形成第一个液滴时对应的恒压下冷却气相混合物，当形成第一个液滴时对应的温度。温度。 不同组成的苯不同组成的苯-甲苯气体混合物的露点，由实验测定后绘制甲苯气体混合物的露点，由实验测定后绘制成成t-x-yt-x-y图中的露点线（上方）图中的露点线（上方） 一定压力下，气体混合物中轻组分含量越高，露点越低；一定压力下，气体混合物中轻组分含量越高，露点越低； 气体混合物中气体混合物中重组分重组分含量越高，含量越高，露露点越高。点越高。 精馏塔塔顶温度，就是
13、塔顶蒸气组成下的露点。精馏塔塔顶温度，就是塔顶蒸气组成下的露点。对精馏塔而言，对精馏塔而言，塔顶蒸气中重组分含量越高，顶温温越高；轻组分含量越高，塔顶蒸气中重组分含量越高，顶温温越高；轻组分含量越高，顶温越低。顶温越低。露点线露点线泡点线泡点线P=101kPaP=101kPa物料的状态有五种：物料的状态有五种： 过冷液体过冷液体- - 泡点线以下，泡点线以下，A A 饱和液体饱和液体- T=- T=泡点，泡点，J J汽液混合物汽液混合物-泡泡T T露，露，K K 饱和蒸气饱和蒸气- T=- T=露点，露点，H H 过热蒸气过热蒸气- T- T露点，露点，B B 过热水蒸气相当于把饱和水蒸过热水
14、蒸气相当于把饱和水蒸气再升温。气再升温。蒸馏分类：蒸馏分类：u简单蒸馏：将溶液加热，使其部分汽化，然后将蒸气引出简单蒸馏：将溶液加热，使其部分汽化，然后将蒸气引出加以冷凝。不能得到较纯的轻组分，如白酒蒸馏。加以冷凝。不能得到较纯的轻组分，如白酒蒸馏。u精馏：精馏：将混合液多次进行部分汽化和部分冷凝，使溶液分将混合液多次进行部分汽化和部分冷凝，使溶液分离得到较纯组分的操作离得到较纯组分的操作u特殊精馏特殊精馏: :如共沸精馏、萃取精馏、水蒸气精馏等。如共沸精馏、萃取精馏、水蒸气精馏等。p按原料所含组分数目：双组分精馏和按原料所含组分数目：双组分精馏和多组分精馏多组分精馏 蒸馏多在一定压力下进行，
15、溶液的沸点随组成而变，故恒蒸馏多在一定压力下进行，溶液的沸点随组成而变，故恒压下的压下的温度组成图温度组成图是分析蒸馏原理的基础。是分析蒸馏原理的基础。-不再介绍。不再介绍。 3.3.精馏原理精馏原理闪蒸闪蒸-一次部分气化一次部分气化q 即液体在容器内发生部分气即液体在容器内发生部分气化，气、液两相接触充分，化，气、液两相接触充分，达平衡状态，称为平衡汽化。达平衡状态，称为平衡汽化。 q 汽相产物中含较多的低沸点汽相产物中含较多的低沸点组分，液相产物中含较多的组分，液相产物中含较多的高沸点组分。高沸点组分。q 闪蒸使液体混合物得到一定闪蒸使液体混合物得到一定程度的分离程度的分离。q 蒸气部分冷
16、凝时，汽蒸气部分冷凝时，汽相产物中含有较多轻相产物中含有较多轻组分，液相产物中含组分，液相产物中含有较多重组分。有较多重组分。q 部分冷凝可使气体混部分冷凝可使气体混合物得到合物得到一定程度的一定程度的分离分离 分凝器分凝器-一次部分冷凝一次部分冷凝yxtyxt由图也可以看出：只要液体或气体混合物加热或冷却到由图也可以看出：只要液体或气体混合物加热或冷却到汽液两相区域内，就能实现汽液两相区域内，就能实现一定程度一定程度的分离。的分离。 将组成将组成x xF F的两组分混合液升温至的两组分混合液升温至t t1 1使其部分汽化，并将使其部分汽化，并将气相和液相分开，两相组成分别为气相和液相分开，两
17、相组成分别为x x1 1和和y y1 1 ，则，则y y1 1 x xF F x x1 1. . yxtyxt某物系的某物系的t-x-y 图图由图分析精馏原理由图分析精馏原理难挥发组分难挥发组分-重组重组分分易挥发组分易挥发组分-轻组轻组分分图中摩尔组成：图中摩尔组成：最左最左-纯重组分纯重组分最右最右-纯轻组分纯轻组分越靠右轻组分含量越越靠右轻组分含量越高，重组分含量越低高，重组分含量越低 若将组成为若将组成为y y1 1的气相进行的气相进行部分冷凝部分冷凝，可得组成为可得组成为y y2 2的气相的气相和组成为和组成为x x2 2的液相。的液相。 继续将组成为继续将组成为y y2 2的气相进
18、行的气相进行部分冷凝部分冷凝，又可得到组成又可得到组成y y3 3的气的气相和组成相和组成x x3 3的液相，的液相，显然显然y y3 3 y y2 2 y y1 1 。气相混合物经多次部气相混合物经多次部分冷凝后，气相中轻分冷凝后，气相中轻组分被富集。组分被富集。yxtyxt 某物系的某物系的t-x-y 图图精馏原理精馏原理 若将组成为若将组成为x x1 1的液相进行的液相进行部分汽化部分汽化，可得组成为可得组成为 的液的液相。相。 继续将组成为继续将组成为X X2 2的液相进行的液相进行部分汽化部分汽化，又可得到组成又可得到组成 的液相，的液相，显显然然 ， 液相混合物经多次部液相混合物经
19、多次部分汽化后，液相中重分汽化后，液相中重组分被富集。组分被富集。yxtyxt 某物系的某物系的t-x-y 图图精馏原理精馏原理 气相混合物经多次部分冷凝后，在汽相中气相混合物经多次部分冷凝后，在汽相中可获得高纯度的易挥发（轻）组分。可获得高纯度的易挥发（轻）组分。 液相混合物经多次部分汽化后，在液相中液相混合物经多次部分汽化后，在液相中可获得高纯度的难挥发（重）组分。可获得高纯度的难挥发（重）组分。 同时多次进行部分汽化和部分冷凝，就可同时多次进行部分汽化和部分冷凝，就可将混合液分离为纯的或比较纯的组分。将混合液分离为纯的或比较纯的组分。精馏原理精馏原理汽汽相混合物经多次部分冷凝后，在汽相相
20、混合物经多次部分冷凝后，在汽相中可获得高纯度的易挥发（轻）组分。中可获得高纯度的易挥发（轻）组分。液相混合物经多次部分汽化后，在液相液相混合物经多次部分汽化后，在液相中可获得高纯度的难挥发（重）组分。中可获得高纯度的难挥发（重）组分。p 进料口以上进料口以上-精馏段精馏段 及以下及以下-提馏段提馏段p 塔顶冷液回流（塔顶冷液回流（顶温最低顶温最低）p 塔底蒸汽回流（塔底蒸汽回流（釜温最高釜温最高） 精馏塔精馏塔内有许多塔板；内有许多塔板； 塔板一侧有溢流管，使上一塔板塔板一侧有溢流管，使上一塔板下降的液体在塔板上维持一定液下降的液体在塔板上维持一定液面后，顺溢流管逐板下降；面后，顺溢流管逐板下
21、降； 塔板上开有许多小孔，板上液体塔板上开有许多小孔，板上液体与下一塔板上升蒸气通过小孔直与下一塔板上升蒸气通过小孔直接接触，液体进行传热与传质。接接触，液体进行传热与传质。液体为连续相，气体为分散相液体为连续相，气体为分散相馏出液馏出液釜液釜液精馏段作用：自下而上逐步精馏段作用：自下而上逐步增浓气相中的易挥发组分，增浓气相中的易挥发组分，以提高产品中易挥发组分的以提高产品中易挥发组分的浓度；浓度；提馏段作用是自上而下逐步提馏段作用是自上而下逐步增浓液相中的难挥发组分，增浓液相中的难挥发组分，以提高塔釜产品中难挥发组以提高塔釜产品中难挥发组分的浓度。分的浓度。 塔板排列塔板排列 1.1.精馏实
22、现轻组分在塔顶气相中富集，重组分在釜液中富集精馏实现轻组分在塔顶气相中富集，重组分在釜液中富集 上一塔板下降的上一塔板下降的冷液体冷液体和下一板上升的和下一板上升的热气体热气体在塔板上在塔板上接触时接触时， 液体发生部分汽化液体发生部分汽化，即液相中的易挥发组分向气相转移（离开该即液相中的易挥发组分向气相转移（离开该塔板的液相中重组分含量增加）塔板的液相中重组分含量增加）；同时气体发生部分冷凝，即气；同时气体发生部分冷凝，即气相中难挥发组分向液相转移（汽相中轻组分富集）。相中难挥发组分向液相转移（汽相中轻组分富集）。 2.2.维持精馏塔正常操作必要条件维持精馏塔正常操作必要条件：塔顶液体回流和
23、塔底蒸气回流：塔顶液体回流和塔底蒸气回流 塔顶回流液体给精馏过程提供冷量，使上升蒸气部分冷凝。塔顶回流液体给精馏过程提供冷量，使上升蒸气部分冷凝。 塔底回流蒸气给精馏过程提供热量，使下降液体部分汽化。塔底回流蒸气给精馏过程提供热量，使下降液体部分汽化。 精馏过程需要外界提供能量，能耗较高精馏过程需要外界提供能量，能耗较高。精馏原理精馏原理回流比回流比R R 回流比回流比: :回流液量与塔顶产品量之比，增大回流液量与塔顶产品量之比，增大R R有利于轻组分提浓。有利于轻组分提浓。 全回流：无塔顶产品采出，开车时可能采用。全回流：无塔顶产品采出，开车时可能采用。 设计精馏塔时，取设计精馏塔时，取R
24、R过小，分离需要塔板数多，难以实现；过小，分离需要塔板数多，难以实现； R R过大，塔板数少，但生产能力下降过大，塔板数少，但生产能力下降 生产中，每个精馏塔有其规定的回流比，操作时可适当调整，生产中，每个精馏塔有其规定的回流比，操作时可适当调整，若塔顶产品中重组分含量高若塔顶产品中重组分含量高-可采用加大可采用加大R R的方法，但不能过大的方法，但不能过大（会造成液量过多导致液泛）。（会造成液量过多导致液泛）。精馏原理精馏原理 精馏原理精馏原理-分离分离液体液体混合物，利用各组分的混合物，利用各组分的沸点不同沸点不同，在塔板，在塔板上同时进行上同时进行多次部分汽化和多次部分冷凝多次部分汽化和
25、多次部分冷凝，在馏出液中得较纯的，在馏出液中得较纯的轻组分（沸点低），在釜液中得较纯重组分（沸点高）轻组分（沸点低），在釜液中得较纯重组分（沸点高）。 精馏塔操作必要条件精馏塔操作必要条件：塔顶液体回流和塔底蒸气回流：塔顶液体回流和塔底蒸气回流 精馏塔自上而下精馏塔自上而下，塔板温度、压力均逐渐升高，塔板温度、压力均逐渐升高，每块塔板上的温每块塔板上的温度、组成都不同。度、组成都不同。 精馏塔精馏塔进料口以上部分进料口以上部分-精馏段，进料口及以下部分精馏段，进料口及以下部分-提馏段提馏段 塔顶采出产品塔顶采出产品-馏出液，塔底采出产品馏出液，塔底采出产品-釜液釜液 精馏塔塔板数再多，也不会得
26、到精馏塔塔板数再多，也不会得到100%100%纯品，合适塔板数和纯品，合适塔板数和板间距板间距。重点内容总结重点内容总结1 1 精馏塔温度与组成关系精馏塔温度与组成关系l 在塔压不变时，釜温取决于釜液组成。在塔压不变时，釜温取决于釜液组成。 釜液中重组分含量增大，釜温就会升高；釜液中重组分含量增大，釜温就会升高； 釜液中重组分含量减小，釜温就会降低。釜液中重组分含量减小，釜温就会降低。 l 在塔压不变时，顶温取决于塔顶蒸气组成。在塔压不变时，顶温取决于塔顶蒸气组成。 塔顶蒸气中重组分含量增加，则顶温升高；塔顶蒸气中重组分含量增加，则顶温升高； 顶温下降则说明蒸气中轻组分含量增加顶温下降则说明蒸
27、气中轻组分含量增加。纯组分的沸点与压力的关系：纯组分的沸点与压力的关系：压力大、沸点就高压力大、沸点就高。（高压锅）。（高压锅）重点内容总结重点内容总结2 2 精馏操作中，常通过精馏操作中，常通过维持塔压稳定维持塔压稳定并控制塔顶、塔釜温度并控制塔顶、塔釜温度来保证采出的产品质量。来保证采出的产品质量。 在操作压力不变时在操作压力不变时, ,若釜温上升，说明釜液中重组分含量增大若釜温上升，说明釜液中重组分含量增大；釜温下降，说明釜液中轻组分含量增大、轻组分；釜温下降，说明釜液中轻组分含量增大、轻组分在釜液中在釜液中流失越多。流失越多。如：分离甲醇如：分离甲醇- -水的精馏塔，目的是回收甲醇。但
28、肯定有损失。水的精馏塔，目的是回收甲醇。但肯定有损失。 塔顶馏出液塔顶馏出液-纯度高的甲醇产品（轻组分）纯度高的甲醇产品（轻组分） 塔釜采出塔釜采出-废水（重组分水）废水（重组分水） 釜温过低，甲醇在釜液中含量超标，使甲醇流失增大。釜温过低，甲醇在釜液中含量超标，使甲醇流失增大。 顶温过高，水在馏出液中含量超标，致使产品不合格。顶温过高，水在馏出液中含量超标，致使产品不合格。 重点内容总结重点内容总结3 3 一、一、基本流程基本流程第三节第三节 精馏流程及设精馏流程及设备备一个精馏塔的连续稳定生产，应保证蒸气回流和液体回流，要有一个精馏塔的连续稳定生产，应保证蒸气回流和液体回流，要有再沸器、冷
29、凝器、回流槽、回流液输送泵、釜液送出泵再沸器、冷凝器、回流槽、回流液输送泵、釜液送出泵等设备。等设备。看图思考下述问题：看图思考下述问题：冷凝器、再沸器的结构特点冷凝器、再沸器的结构特点-固定管板式，如何绘制正确？固定管板式，如何绘制正确？固定管板式换热器内两股流体流道如何确定；固定管板式换热器内两股流体流道如何确定； 管程易清洗、壳程不能清洗。为便于清除使用中产生的结垢，管程易清洗、壳程不能清洗。为便于清除使用中产生的结垢，应使易结垢物料（冷却水、釜液）走管程，洁净物料（塔顶蒸气、应使易结垢物料（冷却水、釜液）走管程，洁净物料（塔顶蒸气、水蒸气）走壳程。水蒸气）走壳程。冷凝器中冷却水走双管程
30、优势冷凝器中冷却水走双管程优势 提高流速（提高流速（KK），增强冷凝器的换热效果；），增强冷凝器的换热效果； 精馏流程精馏流程 二、二、精馏设备精馏设备 生产中采用的精馏塔多为板式塔，与填料生产中采用的精馏塔多为板式塔，与填料塔相比，板式塔具有空速气速高，处理能力大，在塔相比，板式塔具有空速气速高，处理能力大，在采用大直径时重量轻、造价低和检修方便等优点。采用大直径时重量轻、造价低和检修方便等优点。 整个塔的结构包括塔体、裙座、塔板、人整个塔的结构包括塔体、裙座、塔板、人孔及各种出入料口等部件孔及各种出入料口等部件 精馏设备精馏设备 1.1.板式精馏塔板式精馏塔u塔体（塔外壳），安装时塔体塔体
31、（塔外壳），安装时塔体要求垂直要求垂直，一般倾斜度不能一般倾斜度不能超过千分之一，否则在塔板上造成死区使塔效率降低。超过千分之一，否则在塔板上造成死区使塔效率降低。u裙座（圆筒形），支撑塔体。裙座（圆筒形），支撑塔体。u塔板（塔盘），是气液两相接触传质的部位，决定塔的操塔板（塔盘），是气液两相接触传质的部位，决定塔的操作性能，主要由三部分组成：作性能，主要由三部分组成： 气体通道（保证气液两相充分接触）气体通道（保证气液两相充分接触） 溢流堰（保持塔板上液层深度）溢流堰（保持塔板上液层深度） 降液管（溢流管）降液管（溢流管） 精馏设备精馏设备泡罩塔板泡罩塔板（a a）泡罩塔板操作示意图；（）泡
32、罩塔板操作示意图；（b b）泡罩塔板平面图；（）泡罩塔板平面图；（c c）圆形泡罩圆形泡罩 筛板筛板（a）筛板操作示意图；（）筛板操作示意图；（b）筛孔布置图）筛孔布置图THANK YOUSUCCESS2022-5-26可编辑浮阀塔板浮阀塔板浮动舌型塔板浮动舌型塔板条型浮阀塔板条型浮阀塔板u人孔（检修、安装用）人孔（检修、安装用）u塔顶气体出口管：直径较粗，塔顶有时塔顶气体出口管：直径较粗，塔顶有时安装破沫网安装破沫网 u回流液入口。回流液入口。 u进料入口管进料入口管 u塔釜蒸气入口管塔釜蒸气入口管 u塔釜液体出口管：塔釜液体出口管： 精馏设备精馏设备2.2.再沸器再沸器 给精馏塔提供上升蒸
33、气给精馏塔提供上升蒸气。大型精馏塔的再沸器，传热面积大，。大型精馏塔的再沸器，传热面积大，与塔体分开安装，多用热虹吸式和釜式再沸器。与塔体分开安装，多用热虹吸式和釜式再沸器。 热虹吸式再沸器（立式）：固定管板式换热器，垂直放置，热虹吸式再沸器（立式）：固定管板式换热器，垂直放置，液体自下而上通过换热器管程发生部分汽化，由在壳程内的液体自下而上通过换热器管程发生部分汽化，由在壳程内的载热体供热。这种精馏塔的载热体供热。这种精馏塔的液体压头高、循环速度快、传热液体压头高、循环速度快、传热效果好、在再沸器中停留时间短效果好、在再沸器中停留时间短，在化工生产中广泛应用。，在化工生产中广泛应用。 精馏设
34、备精馏设备 釜式再沸器釜式再沸器 水平放置水平放置, ,壳体有扩大部分、管束可抽出，管束末端有溢流堰壳体有扩大部分、管束可抽出，管束末端有溢流堰以保证管束有效地沉浸在沸腾液体中，循环在管束与其周围以保证管束有效地沉浸在沸腾液体中，循环在管束与其周围液体之间进行液体之间进行 溢流堰外侧溢流堰外侧-釜液出料釜液出料 壳侧扩大部分作为气液分离空间，可降低塔座高度壳侧扩大部分作为气液分离空间，可降低塔座高度 壳程的液体壳程的液体-自然对流，传热效果较差，液体在釜内停留自然对流，传热效果较差，液体在釜内停留时间也长，时间也长，不适于粘度较大或稳定性较差的物料。不适于粘度较大或稳定性较差的物料。 优点是方
35、便维修和清洗、传热面积大、气化率高，优点是方便维修和清洗、传热面积大、气化率高，但传热系但传热系数小、物料停留时间长易结垢、占地面积大、投资高。数小、物料停留时间长易结垢、占地面积大、投资高。 精馏设备精馏设备 精馏设备精馏设备 釜式再沸器（浮头式）釜式再沸器（浮头式）蒸气返塔蒸气返塔釜液出料釜液出料塔底液体进入塔底液体进入供热流体供热流体 3.3.冷凝器冷凝器 作用：将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作用：将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内汽液两相间的传质得以进行。作回流液返回塔顶，使塔内汽液两相间的传质得以进行。 要提高换热效果，可采用双
36、管程换热结构要提高换热效果，可采用双管程换热结构。 4.4.疏水器疏水器 疏水器具有疏水器具有阻汽排水阻汽排水作用，安装作用，安装 在凝水管线上，使冷凝水及时排在凝水管线上，使冷凝水及时排 出并防止出并防止“水击水击”现象发生。现象发生。 精馏设备精馏设备 第三节第三节 精馏操作精馏操作 开车准备开车准备 开车操作注意问题开车操作注意问题 参数控制参数控制 故障分析及处理故障分析及处理 一、一、 开车前准备开车前准备1 1、精馏塔安装完毕后，在开车前要做哪些准备工作？精馏塔安装完毕后，在开车前要做哪些准备工作？ 安装完毕后，依次要进行：安装完毕后，依次要进行：强度试压强度试压吹洗塔及管线吹洗塔
37、及管线气密气密性试验性试验贯通流程，贯通流程，上述工作结束后方可验收交付使用。上述工作结束后方可验收交付使用。 1 1）设备的强度试压的具体要求：）设备的强度试压的具体要求：试压介质：一般用常温水。应从设备的最低点注入，以使设试压介质：一般用常温水。应从设备的最低点注入，以使设备内气体由最高处放空。备内气体由最高处放空。试验压力：应为设备的设计图纸所规定的压力。试验时设备试验压力：应为设备的设计图纸所规定的压力。试验时设备的压力要逐渐升高。发现有泄漏或其他缺陷时，必须降至常的压力要逐渐升高。发现有泄漏或其他缺陷时，必须降至常压，不准带压检修设备，以免发生意外。检修完后重新升压，压，不准带压检修
38、设备，以免发生意外。检修完后重新升压，再次进行检查。再次进行检查。2 2）吹洗（吹扫）设备及管道）吹洗（吹扫）设备及管道 目的：目的：除去除去在安装过程中留在设备或管道内的在安装过程中留在设备或管道内的灰尘和焊条、灰尘和焊条、铁屑等杂物铁屑等杂物。 吹洗用气体：一般用吹洗用气体：一般用压缩空气压缩空气。 检查方法：用检查方法：用白纱布白纱布在吹洗流程的末尾处检查，在吹洗流程的末尾处检查，无黑点时无黑点时为吹洗合格。为吹洗合格。 吹洗气的走向：从设备的吹洗气的走向：从设备的最高点往低处吹最高点往低处吹，避免气体通过避免气体通过阀门、流量计等。阀门、流量计等。3 3）设备进行气密性试验的目的）设备
39、进行气密性试验的目的 通过试验保证设备密闭不漏，若有泄漏，可消除在开车之通过试验保证设备密闭不漏，若有泄漏，可消除在开车之前。这样就防止了有毒、易燃易爆物料的泄漏，保证了连续、前。这样就防止了有毒、易燃易爆物料的泄漏，保证了连续、正常的生产正常的生产 4 4）精馏塔系统的试漏、保压）精馏塔系统的试漏、保压u再沸器的试漏再沸器的试漏u贮槽的试漏贮槽的试漏u列管式冷凝器的试漏列管式冷凝器的试漏u安全阀的定压试跳安全阀的定压试跳 以使用低压蒸汽的再沸器以使用低压蒸汽的再沸器 安全阀定压为安全阀定压为200kPa200kPa为例，为例， 若系统压力达到若系统压力达到200kPa200kPa时时 安全阀
40、起跳，则安全阀完好，安全阀起跳，则安全阀完好， 否则要进行调整。否则要进行调整。弹簧式安全阀弹簧式安全阀开车前准备开车前准备u精馏塔的试漏、保压试验精馏塔的试漏、保压试验2 2、设备投产前为什么要用惰性气体置换？、设备投产前为什么要用惰性气体置换？ 在化工生产中，在化工生产中，被分离物料多有易燃、易爆的被分离物料多有易燃、易爆的性质，投产前如果不把设备内的氧气置换出性质，投产前如果不把设备内的氧气置换出去，加料后将存在着着火、爆炸的可能性，去，加料后将存在着着火、爆炸的可能性，所以投产前必须先用惰性气体将设备内的空所以投产前必须先用惰性气体将设备内的空气置换出去。惰性气体可在开车过程中逐步气置
41、换出去。惰性气体可在开车过程中逐步的排除。常用惰性气体为氮气。的排除。常用惰性气体为氮气。开车前设备开车前设备内气体的氧含量一般要求不大于内气体的氧含量一般要求不大于1%1%（体积）。（体积）。开车前准备开车前准备3 3、精馏塔在试车时应做的准备工作主要有：、精馏塔在试车时应做的准备工作主要有： 1 1）. .检查水、电、气、水蒸气、工艺水是否符合工艺要求。检查水、电、气、水蒸气、工艺水是否符合工艺要求。 2 2）. .传动设备是否备而待用。传动设备是否备而待用。 3 3）. .设备、仪表、安全设施是否齐全好用。设备、仪表、安全设施是否齐全好用。 4 4）. .所有的阀门要处于关闭状态。所有的
42、阀门要处于关闭状态。 5 5）. .各水冷器要通少量的水预冷；再沸器管间要通少量的各水冷器要通少量的水预冷；再沸器管间要通少量的蒸汽进行暖管，蒸汽进行暖管，注意空气放空、导淋阀打开放净凝水注意空气放空、导淋阀打开放净凝水。 6 6）. .设备内的氧含量应符合投料的要求。设备内的氧含量应符合投料的要求。 7 7）. .作好前后工段联系工作，联系好原料的来源供应及产作好前后工段联系工作，联系好原料的来源供应及产品的贮存、输送，通知分析室准备取样分析。品的贮存、输送，通知分析室准备取样分析。二、二、 开车操作注意问题开车操作注意问题1 1、精馏塔在开车时应注意哪些问题？、精馏塔在开车时应注意哪些问题
43、？ 接到开车命令后，马上联系有关岗位，进行开车。接到开车命令后，马上联系有关岗位，进行开车。 严格遵守工艺规程，岗位操作法，加强巡回检查。严格遵守工艺规程，岗位操作法，加强巡回检查。 精心调节。进料要平稳，塔釜见液面后，按升温速度精心调节。进料要平稳，塔釜见液面后，按升温速度缓慢升温至工艺指标。随塔压升高，逐渐排除设备内缓慢升温至工艺指标。随塔压升高，逐渐排除设备内惰性气体，并逐渐加大冷凝器的冷剂量，当回流槽具惰性气体，并逐渐加大冷凝器的冷剂量，当回流槽具有一定液位时，开始打回流。当釜液面达有一定液位时，开始打回流。当釜液面达1/21/2时，可根时，可根据釜温情况适当采出釜液，但要保持釜液面在
44、据釜温情况适当采出釜液，但要保持釜液面在1/21/22/32/3处。回流槽液面过高时要及时采出，操作平稳后进处。回流槽液面过高时要及时采出，操作平稳后进行物料分析，不合格的送入不合格产品贮槽；合格产行物料分析，不合格的送入不合格产品贮槽；合格产品，直接送入产品贮槽。品，直接送入产品贮槽。 开车时对阀门、仪表的调节一定要勤调、慢调。开车时对阀门、仪表的调节一定要勤调、慢调。 发现不正常现象，应及时分析原因，果断处理。发现不正常现象，应及时分析原因，果断处理。2、开车时，釜液的升温速度为什么要缓慢？、开车时，釜液的升温速度为什么要缓慢？空塔加料时，没有回流液体，精馏段的塔板上是处空塔加料时，没有回
45、流液体，精馏段的塔板上是处于干板操作（无气液接触）的状态。气相中的难挥于干板操作（无气液接触）的状态。气相中的难挥发组分易被直接带入精馏段。发组分易被直接带入精馏段。若升温速度过快，则若升温速度过快，则难挥发组分会大量地被带到回流槽，而不易被易挥难挥发组分会大量地被带到回流槽，而不易被易挥发组分所置换，塔顶产品中重组分的含量下降较慢发组分所置换，塔顶产品中重组分的含量下降较慢，质量不易达到合格，造成开车时间长。，质量不易达到合格，造成开车时间长。当塔顶有了回流液，塔板上建立了液体层后，升温当塔顶有了回流液，塔板上建立了液体层后，升温速度可适当的提高。速度可适当的提高。开停车操作开停车操作3 3
46、、开车时，精馏塔釜温升不起来的原因可能是、开车时，精馏塔釜温升不起来的原因可能是：再沸器内的蒸汽冷凝液排不空，蒸汽加不进去再沸器内的蒸汽冷凝液排不空，蒸汽加不进去。造成。造成的原因有：的原因有： 凝水管线上的导淋阀未打开；凝水管线上的导淋阀未打开； 加热系统的疏水器失灵；加热系统的疏水器失灵； 凝水送出管线上的阀门未开。凝水送出管线上的阀门未开。塔釜物料中有大量的水存在（水与物料不相溶）。塔釜物料中有大量的水存在（水与物料不相溶）。设备结构不合理，使釜液循环受阻设备结构不合理，使釜液循环受阻因操作不当（再沸器供热太晚或进料量太大、太猛），因操作不当（再沸器供热太晚或进料量太大、太猛），造成回流
47、到塔釜的轻组分量太大，一时釜温难提到正常，造成回流到塔釜的轻组分量太大，一时釜温难提到正常，此时应改变进料量或加大塔顶采出量，以调整操作。此时应改变进料量或加大塔顶采出量，以调整操作。开停车操作开停车操作1 1、影响精馏操作的因素、影响精馏操作的因素 操作因素操作因素 (1) (1) 塔的温度和压力塔的温度和压力 (2) (2) 进料状态进料状态 (3) (3) 进料量进料量 (4) (4) 进料组成进料组成 (5) (5) 进料温度进料温度 (6) (6) 回流量回流量 (7) (7) 塔内上升蒸气速度和蒸发釜的加热量塔内上升蒸气速度和蒸发釜的加热量 (8) (8) 塔顶冷剂量塔顶冷剂量 (
48、9) (9) 塔顶采出量塔顶采出量 (10) (10) 塔釜采出量塔釜采出量操作精馏塔就是对以上若干因素进行调节，克服各种影响因操作精馏塔就是对以上若干因素进行调节，克服各种影响因素的变化，保证塔顶和塔釜产品的数量及组成。素的变化，保证塔顶和塔釜产品的数量及组成。 设备因素设备因素 （1 1）塔身倾斜塔身倾斜（2 2）塔盘松动导致变形、倾斜、脱落等）塔盘松动导致变形、倾斜、脱落等-影响分离效果影响分离效果3 3、 精馏控制精馏控制 2 2、要保证精馏塔连续稳定运行、控制产品质、要保证精馏塔连续稳定运行、控制产品质量，需要控制哪些工艺参数？量，需要控制哪些工艺参数？（1 1）进料流量）进料流量（
49、2 2）塔压）塔压（3 3）中温（顶温或灵敏板温度）中温（顶温或灵敏板温度）（4 4）回流量）回流量（5 5）塔釜液位）塔釜液位（6 6）回流槽液位。）回流槽液位。 控制方案见图。控制方案见图。工艺参数控制工艺参数控制 3 3、控制精馏塔的釜液面有什么意义？、控制精馏塔的釜液面有什么意义？只有塔釜液位稳定，才能保证塔釜传热稳定以及釜温、塔只有塔釜液位稳定，才能保证塔釜传热稳定以及釜温、塔内上升蒸汽量、釜液组成等的稳定，内上升蒸汽量、釜液组成等的稳定，塔釜液位的稳定是保塔釜液位的稳定是保证精馏塔平稳操作的重要条件之一证精馏塔平稳操作的重要条件之一。液位过高或过低，使蒸气循环不畅液位过高或过低，使
50、蒸气循环不畅。塔釜液位的调节，多用釜液的塔釜液位的调节，多用釜液的 排出量来控制的。排出量来控制的。釜液面增高，釜液面增高， 排出量增大排出量增大。4 4、在精馏操作中如何调整进料口位置？、在精馏操作中如何调整进料口位置？精馏塔进料口有精馏塔进料口有3 3个，安装在塔的不同塔板上个，安装在塔的不同塔板上，生产，生产中应根据进料组成及状态，选择适当的进料口。中应根据进料组成及状态，选择适当的进料口。进料板位置的确定原则：进料板位置的确定原则：当泡点进料时，进料的组成当泡点进料时，进料的组成要与进料处塔板的液相组成相一致。要与进料处塔板的液相组成相一致。当进料中易挥发组分增多时，就选择位置较高的进
