1、精馏塔的分段精馏塔的分段及塔内气液相流动情况及塔内气液相流动情况 知识点编号：知识点编号：ZYKC20112902040501ZYKC20112902040501新课导入新课导入在在传质与分离传质与分离学习领域课程中，已进行学习领域课程中，已进行“精馏原理精馏原理”的内容学的内容学习习 回顾回顾1 生产中的精馏操作都是在精馏塔内进行的。如图生产中的精馏操作都是在精馏塔内进行的。如图1所示。所示。问题问题1 在精馏塔内，混合液进入精馏塔后怎样流动？在精馏塔内，混合液进入精馏塔后怎样流动？回答回答如图如图1所示，混合液中的蒸气沿塔自下而上流动（红色箭所示，混合液中的蒸气沿塔自下而上流动（红色箭头所
2、示），液体沿塔自上而下流动（绿色箭头所示）。头所示），液体沿塔自上而下流动（绿色箭头所示）。图1 精馏塔模型一、精馏塔的分段一、精馏塔的分段新课展开新课展开问题问题2 从图1可以看出，原料液从精馏塔中部的某个位置加入，那么对应的这块塔板有什么特殊性吗？回答这块塔板叫做进料板，其板上的液相组成与原料液的组成相近。问题问题3 进料板的位置如何确定？回答进料板的位置取决于原料液的浓度，生产上要求原料液的浓度要尽量与进料板上液体的浓度接近，这样原料液进入塔内后，不会因为浓度相差太大而破坏塔内的气液相平衡。图1 精馏塔模型精馏塔常设有多个进料口，这是为了在混合物浓度发生变化时，可以选择合适的进料口。问题
3、问题4 进料板还有什么作用呢？回答这块塔板将精馏塔分为两段。即精馏段和提馏段，如图2所示。一、精馏塔的分段一、精馏塔的分段图2 精馏塔的分段进料板新课展开新课展开1精馏段精馏段问题问题5 什么是精馏段？回答进料板以上部分为精馏段。问题问题6 精馏段的作用是什么？回答气相中的难挥发组分向液相（回流液）传递，而液相中的易组分向气相传递，从而完成上升蒸气的精制。使塔顶出来的蒸气中易挥发组分浓度较高，从而达到提浓易挥发组分的作用。一、精馏塔的分段一、精馏塔的分段新课展开新课展开2提馏段提馏段问题问题7 什么是提馏段？回答进料板以下部分（含进料板）为提馏段。问题问题8 类似的，提馏段有什么作用呢？回答下
4、降液体（包括回流液和料液中的液体部分）中的易组分向气相传递，而气相中的难挥发组分向液相传递，从而完成下降液体难挥发组分的提浓。使离开塔底的残液中难挥发组分浓度较高，达到提浓难挥发组分的作用。一、精馏塔的分段一、精馏塔的分段在整个精馏塔内，塔底温度最高，而塔顶温度最低。新课展开新课展开二、精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况新课展开新课展开1精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况如图3所示，由塔釜上升的蒸气与塔顶下降的回流液（包括塔中部的进料）构成了沿塔高逆流接触的气、液两相。精馏塔在操作时，液相在重力的作用下由顶部逐板流向塔底排出，并在各层塔板的板面上形成流动的液层；气相则在压力
5、差推动下，由塔底向上穿过各层塔板由塔顶排出。图3 精馏塔内气液相流动情况二、精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况新课展开新课展开1精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况例例1 苯-甲苯溶液在筛板式精馏塔中进行精馏，液相由塔顶逐板流向底部，气相由塔底向上经过均布在塔板上的开孔依次穿过各层塔板由塔顶排出。问题问题9 精馏塔内气液相流动情况怎样？回答如图3所示，蒸气由精馏塔底部在自下而上依次通过各层塔板的过程中，与各板上液体层相接触，使液体发生部分汽化，而蒸气发生部分冷凝，从而使蒸气中易挥发组分逐板增浓，从塔顶引出时达到规定的浓度，冷凝后即可得产品（馏出液）。同样，从塔顶经每块塔板下降
6、的液体，由于与上升的蒸气相接触，每经一块塔板就部分气化一次，其中易挥发组分的浓度不断下降，而难挥发组分的浓度不断增加，从再沸器出来时，达到规定的浓度而成为产品（釜残液）。图3 精馏塔内气液相流动情况二、精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况新课展开新课展开1精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况问题问题10 蒸气部分冷凝过程哪个组分首先被冷凝下来？蒸气部分冷凝过程哪个组分首先被冷凝下来？回答回答难挥发组分。难挥发组分。问题问题11 液体部分气化过程哪个组分先被气化？液体部分气化过程哪个组分先被气化？回答回答易挥发组分。易挥发组分。二、精馏塔内气液相流动情况精馏塔内气液相流动情况新课
7、展开新课展开2.塔顶产品的采出与回流塔顶产品的采出与回流如图如图3所示，从精馏塔顶部出来的气所示，从精馏塔顶部出来的气相首先进入冷凝器，冷凝后的液体一相首先进入冷凝器，冷凝后的液体一部分作为回流送回塔内，其余的部分部分作为回流送回塔内，其余的部分作为塔顶产品采出，生产中通过控制作为塔顶产品采出，生产中通过控制回流比的大小来保证产品的质量。回流比的大小来保证产品的质量。3.塔底产品的采出与返回塔底产品的采出与返回如图如图3所示，从精馏塔底部出来的液所示，从精馏塔底部出来的液相首先进入再沸器，经过加热后有一相首先进入再沸器，经过加热后有一部分气化成蒸气，将蒸气从塔底又送部分气化成蒸气，将蒸气从塔底
8、又送回精馏塔，一部分作为塔底产品采出，回精馏塔，一部分作为塔底产品采出，所以再沸器为精馏过程提供了足够的所以再沸器为精馏过程提供了足够的蒸气。蒸气。图3 精馏塔内气液相流动情况课堂巩固课堂巩固 练习练习1 什么是进料板？其位置如何确定？什么是进料板？其位置如何确定？练习练习2 精馏塔分为哪几段？精馏塔分为哪几段？练习练习3 精馏塔内气液两相流动情况怎样？精馏塔内气液两相流动情况怎样？课堂小结课堂小结 1.原料液加入的那块塔板称为进料板；2.进料板将精馏塔分为两段；3.精馏段进料板以上部分。4.提馏段进料板以下部分（含进料板）；5.精馏塔在操作时，液相在重力的作用下由顶部逐板流向塔底排出，并在各
9、层塔板的板面上形成流动的液层；气相则在压力差推动下，由塔底向上穿过各层塔板由塔顶排出；6.蒸气自下而上流动的过程中，易挥发组分浓度不断增高，塔顶可得到浓度很高的易挥发组分；7.液体自上而下流动的过程中，难挥发组分浓度不断增高，塔底可得浓度很高的难挥发组分。作业布置作业布置 1.单项选择(1) 某精馏塔的馏出液量是50kmol/h，回流比是2，则精馏段的回流量L是 kmol/h。选择( )A. 125 kmol/h B. 50 kmol/h C. 25 kmol/h D. 100 kmol/h2.判断(1)进料板以上（含进料板）为精馏段。( )(2)整个精馏塔内的温度，自上而下逐渐降低。( )谢谢！谢谢！
