1、乙烯工程课程内容 第一章 基础知识（4学时）第二章 乙烯生产基本原理（4学时）第三章 乙烯装置工艺（14学时）第四章 45万吨乙烯装置概况（6学时）第五章 乙烯技术进展及趋势展望（2学时）第一章 基础知识 第一节 基本有机化合物 第二节化工常用物理量 第三节部分物理化学概念 第四节 基本化工原理第一节 基本有机化合物 物质的三种状态为固态、液态、气态。同分异构体：分子组成和分子量完全相同，但分子结构不同。因而性质也不同的物质叫同分异构体。一种或几种物质分散到另一种物质中，形成的均匀、稳定的混合物叫溶液，被溶解的物质叫溶质。第一节 基本有机化合物 一般而言，有机物是指含有碳元素的化合物的总称。在
2、分子中只有碳和氢两种元素所组成的有机化合物叫烃。如果碳和碳原子都是以CC相连，其余价键都被氢原子所饱和，这样的烃称为烷烃，也称为饱和烃。烷烃的分子式是CnH2n+2。具有相同分子式而结构不同的现象称为同分异构现象。随着碳原子数的增多，其同分异构现象越复杂。烷烃 烷烃的物理性质：常温常压下，含一到四个碳原子的烷烃是气体。含有五到十六个碳原子的正链烷烃是液体，含有十七个以上碳原子的正链烷烃是固体。随着烷烃分子量的增大，沸点逐渐增高。烷烃的比重均小于1，随着分子量的增加，烷烃的比重逐渐增加。烷烃几乎不溶于水，而溶于有机溶剂。烷烃的化学性质：常温下，烷烃很不活泼，尤其是正链烷烃，具有很大的稳定性。但在
3、一定条件下，烷烃也可发生一些化学反应 1、取代反应：烷烃分子中的氢原子被其它原子或原子团所取代的反应和。2、氧化反应：烷烃在空气中燃烧，生成二氧化碳和水，同时放出大量的热量。在适当的催化剂作用下，用空气或氧气氧化烷烃，可得到醇、酮、醛、酸等氧化产物。3、异构化反应：从一个异构体转变成另一个构体的反应叫异构化，正链和支链少的烷烃在适当的条件下，可异构为支链多的烷烃。4、裂化：有机化合物在高温下分解称为热解，烷烃的热解称为裂化。裂化反应是一个复杂的过程，其产物是许多化合物的混合物。烷烃分子中所含碳原子数越多，其产物也越复杂，反应条件不同，其产物也不同。但从本质来看，裂化反应主要包括CC、CH键的断
4、裂。烷烃在裂化过程中主要是由大分子烷烃变成小分子烷烃、烯烃和氢，此外中间产物也异构化、环化、芳构化、缩合以及聚合等反应。烯烃 具有一个碳碳双键的不饱和烃，叫烯烃。CC双键是它的官能团。烯烃的分子式是CnH2n。烯烃同分异构现象的产生，除因碳链结构的不同而产生同分异构体外，还因双键位置的不同而产生同分异构体，因此，碳原子数相同的烯烃比烷烃的同分异构体要多。烯烃的物理性质：常温下，乙烯、丙烯和丁烯都是气体，戊烯是液体，高级烯烃是固体。与烷烃类似，烯烃的沸点和比重也随着其分子量的增加而增大，其比重都小于1，难溶于水而能溶于有机溶剂。烯烃的化学性质：由于烯烃结构上有不饱和双键的存在，因此能进行双键的加
5、成反应。与氢气进行加成反应时，生成相应的烷烃，与卤化氢加成时生成卤代烷烃。烯烃还可以进行双键的氧化反应，生成环氧烷。烯烃还可以进行聚合反应。另外，由于双键的存在，使得位上的氢特别活泼，能进行一系列的化学反应。二烯烃 含有二个CC不饱和双键的烯烃称为二烯烃。二烯烃的分子通式是CnH2n-2 二烯烃的物理性质：常温下，丙二烯、丁二烯为气体，异戊二烯为液体，它们的比重都小于1，都不溶于水，而溶于有机溶剂。二烯烃的化学性质：在二烯烃分子中，由于CC双键的存在，其化学性质与烯烃有许多相似之处。但对于共轭二烯烃，由于其结构上的特殊性，其化学性质也较特殊。1、1.4加成反应：CH2CHCHCH2HBrCH3
6、CHCHCH2Br 2、双烯合成：例如4丁二烯与乙烯合成生成环已烯。炔烃 分子中含有一个碳碳三键的不饱和烃，叫炔烃。碳碳三键是它的官能团。炔烃的分子通式是CnH2n-2。含有相同碳原子的二烯烃和炔烃互为同分异构体。炔烃的同分异构现象与烯烃相似，由于碳链结构的异位和三键位置的异构引起的。炔烃的物理性质与烷烃相似，乙炔、丙炔、丁炔是气体，戊炔以上是液体，高级炔烃是固体。炔烃的化学性质：由于炔烃分子中有三键存在，故其化学性质较为活泼，能进行加成、聚合、氧化等反应。环烷烃 环烷烃是一类性质与烷烃相似，同时在分子中含有碳环结构的烃类。根据组成环的碳原子数多少，可分为三元环、四元环等；根据分子中碳环数可将
7、环烷烃分为单烷烃、二环烷烃、多环烷烃。环烷烃的分子通式是CnH2n（n3）。环烷烃的物理性质：常温下，低级环烷烃如环丙烷和环丁烷是气体，从环戊烷开始是液体，高级环烷烃是固体。环烷烃的沸点、溶点和比重比碳原子数相同的烷烃高，比重仍小于1。环烷烃的化学性质：其化学性质与烷烃，也能发生取代反应和氧化反应，但由于碳环结构的特殊性，其化学性质也有其特殊性质，如环数小的环烷烃较不稳定，环易发生断裂而发生加成反应。芳香烃 芳香族碳氢化合物简称芳烃。也叫芳香烃。其分子结构中匀含有苯环。芳烃根据其结构的不同分为三类：单环芳烃、多环芳烃、稠环芳烃。苯及其同系物一般为无色液体，不溶于水，溶于汽油、乙醇和乙醚等有机溶
8、剂。单芳烃比水轻，比重小于1，具有特殊气味，有毒。单环芳烃能进行卤化、硝化、磺化、烷基化和酰基化反应，也能进行加成、氧化反应。第二节化工常用物理量 1、温度 2、压力 3、密度、比重 4、粘度 5、流量及流速 6、PH值 7、电导、电导率 8、溶解度温度 温度是表示物体冷热程度的物理量，其本质是反映物体内部分子无规则运动的剧烈程度。是从宏观对物体内部分子运动程度的度量，是分子平均动能的标志。温度越高，表明物体内部分子运动越剧烈。温度的表示方法有：热力学温度T（K）、摄氏温度t（）、兰氏温度TR（OR）、华氏温度tF（OF）等，兰氏温度和热力学温度的测量起点相同，它们的换算关系如下：温度（1）对
9、温度间隔或温差进行换算时，应采用的单位方程为：1 OF=1 OR=（5/9）=（5/9）K（2）对温度间隔绝对值进行换算时，应采用以下方程：T（K）=t+273.15（）=（5/9）TR（OR）=（5/9）（tF-32）（OF）t（）=T-273.15（K）TR（OR）=（9/5）T（K）tF（OF）=（9/5）T-459.67（K）压力 单位面积上受到的垂直方向的作用力称为压力。对气体来讲，其压力是因为容器内的气体分子撞击容器壁所产生的。对液体来讲，其压力是因为容器内的液体剂压容器壁所产生的。1mmH2O是指温度为4的纯水在1毫米水柱高对容器底单位面积所产生的压力。压力 容器内的真实压力叫绝
10、对压力，用P绝表示。当绝对压力低于环境大气压P大时，容器内的全部压力仍叫绝对压力，而把低于P大的部分叫真空，所测得值叫真空值，记为P真。它们之间的关系为：P绝=P大P真 或 P真=P大P绝。临界状态：物质的气、液两相达到平衡，且气相密度与液相密度相等。气、液两相界面消失，此时的状态称为临界状态。临界状态下的压力称为该物质的临界压力。临界状态下的温度称为该物质的临界温度。密度、比重 单位体积的物质所具有的质量，称为密度,常用表示。影响气体密度的主要因素是气体分子量、温度、压力。液体的密度与4纯水的密度的比值，称为比重。粘度 粘度是流体的内磨擦系数。油的粘度愈大，油则愈稠，在流动中产生的内磨擦阻力
11、也愈大，或者说，粘度大的润滑油不易流动。相反，粘度愈小的油则越稀，在流动中产生的内磨擦阻力也就越小，油容易流动。油的粘度表示方法根据不同的测试条件和方法有动力粘度、运动粘度、条件粘度多种。动力粘度的单位有帕秒PaS等，1PaS=1kg/mS。运行粘度的单位有拖、厘拖等，1拖=100厘拖=10平方米/秒。运行粘度与动力粘度的关系是动力粘度与密度的比值即为运行粘度。流量及流速 在单位时间（秒）内流体流过某管道横截面积的流体量叫流量。流量又分为体积流量和质量流量。体积流量是指在单位时间内流过管道任一截面的流体体积，单位用m3/s表示。质量流量是指在单位时间内流过管道任一截面的流体质量，单位用kg/s
12、表示。标准状态下，1mol气体的体积为22.4升。单位时间内流体在管道通过的距离即流速，流速与管道截面乘积即为流量。常用流体流速范围如下 低压蒸汽 1.0MPa以下(绝压)1520m/s 中压蒸汽 1.04.0MPa以下(绝压)2040m/s 高压蒸汽 4.012.0MPa以下(绝压)4060m/s 一般气体(常压)1020m/s 压缩气体 312m/s 低压蒸汽 1.0MPa以下(绝压)1520m/s 水及低粘度流体 13 m/s 油及粘度较大的流体 0.52 m/sPH值 PH值是溶液中H+氢离子浓度的负对数，即PH=-lgH+。PH值的范围为014，当PH等于7时，说明溶液为中性，当PH
13、小于7时，说明溶液显酸性，当PH大于7时，说明溶液显碱性。电导、电导率 电解溶液的导电能力叫电导，其值等于其电阻的倒数。电导率（又称比电导）即为一立方厘米电解溶液的电导。电导率高，说明液体中杂质含量较高。溶解度 一种或几种物质分散到另一种液体物质中，形成的均匀、稳定的混合物叫溶液，被溶解的物质叫溶质，而溶解其它物质的物质叫溶剂。溶解度是指100克溶剂中溶解的溶质的质量。气体物质的溶解度一般随温度的升高而减少。固体物质的溶解度一般随温度的升高而增大。饱和溶液：在一定温度、压力下，达到溶解平衡的溶液，称为饱和溶液，还能被继续溶解的溶液叫不饱和溶液。第三节部分物理化学概念 一、功和热 二、焓和自由焓
14、 三、饱和蒸汽压和沸点 四、泡点、露点、沸程及馏程 五、自燃、自燃点及闪点 六、爆炸极限一、功和热 物体在力的作用下，沿力的方向产生位移，我们就称该力对物体做了功。功和热及能量的国际单位为焦耳（J），即以1牛顿的力沿力的方向移动1米所做的功即为1焦耳，1焦耳（J）=1牛顿米（Nm）。热量：是物体吸收或放出能量的多少，与物体的温度、质量有关系，它与温度是两个截然不同的物理量，不能说温度越高的物质，其热量就越大。二、焓和自由焓 焓是状态函数，表示在不作其它功的等压过程中的热量，是内能U、压力P、体积V的函数，定义：H=U+PV，新组合的函数称为焓，其单位为J或KJ。由于U、P、V均为系统的状态函数
15、，其四则组合，仍是状态函数。焓是导出函数，同内能一样，目前还无法得到焓的绝对量，通常只能计算系统状态发生变化时焓的改变量H。自由焓通常用符号G表示，其定义为：G=HTS，式中G自由焓；S熵；T温度；H焓。在恒温恒压过程中，自由焓可作判断过程是否自发的判据。GT。P0 自发过程；GT。P=0 平衡状态；GT。P0 反自发过程。三、饱和蒸汽压和沸点 汽化和液化是同时进行的两个相反的过程。在一定温度下当飞到空间去的分子数与形成液体的分子数相等时，即蒸汽和液体的相对量不再发生变化，这时蒸汽和液体间建立了动态平衡。此时液体上方的蒸汽压力即为该液体在该温度下的饱和蒸汽压。饱和蒸汽压与温度和物质的种类有关，
16、同种物质相同温度的饱和蒸汽压相等，温度越高，饱和蒸汽压就越大。三、饱和蒸汽压和沸点 沸点：在一定温度下，纯液体处于相对平衡状态时，有一定的饱和蒸汽压，当饱和蒸汽压与外压相等时，液体就会沸腾，此时液体的温度称为该压力下该液体物质的沸点。沸点与气压的关系很大，气压增大，沸点升高；气压减小，沸点降低。四、泡点、露点、沸程及馏程 泡点：在一定压力下，将混合液体加热，液体刚开始汽化（第一个气泡上升到液面破裂）时的饱和液体的温度。露点：在一定的压力下，将混合气体冷却降温，气体开始冷凝出现第一滴凝液时的饱和气体的温度叫该压力下的露点。沸程：露点和泡点的温度差，称作沸程。对于纯组份而言，其露点和泡点的温度一样
17、，因此沸程范围就变成一个点，也就是说，纯组份的液体其露点就是泡点，也是沸点。馏程：把液体混合物的初馏点到终馏点的温度范围称为馏程。五、自燃、自燃点及闪点 燃烧：燃烧是一种发热发光的化学反应。物质由于温度升高而使氧化过程加快，当温度升高到一定程度，就可以不用明火而自行燃烧。这种现象称为自燃。使某种物质受热发生自燃的最低温度，称该物质的自燃点，也叫自燃温度。闪点：可燃物质其饱和蒸汽在空气中能够发生闪燃的最低温度叫闪点。裂解燃料油和裂解柴油的闪点分别为120和70。一般闪点小于或等于45的液体为易燃液体；闪点大于45的液体为可燃液体；闪点低于28的可燃物称为一级火灾危险物。六、爆炸极限 爆炸：物质迅
18、速地完成状态变化，并在瞬间放出巨大能量，同时产生巨大声响的现象称为爆炸。爆炸极限：可燃气体、粉尘或可燃液体的蒸汽与空气形成的混合物遇火源发生爆炸的极限浓度称为爆炸极限。通常用可燃气体在空气中的体积百分比来表示。可燃气体或蒸汽在空气中可以使火焰蔓延的最低浓度，即能量可以逐渐传播的最低值称爆炸下限。可燃气体或蒸汽在空气中可以使火焰蔓延的最高浓度，即能量可以逐渐传播的最高值称爆炸上限。第四节 基本化工原理动量传递流体输送，气体的压缩，非均相物系的分离热量传递 传导，对流，辐射 质量传递精馏，吸收，干燥，吸附冷冻循环动量传递之流体输送 流量：单位时间内流体流过某管道断面的流体量称为流量。体积的流量单位
19、为：立方米/秒；质量的流量单位为：千克/秒。流速：流体质点在单位时间内在流动方向上所流经的距离。平均流速：流体的体积流量V除以管道截面积A。u=V/A。单位时间内流过管道的液体体积越大，流速就越大，在流量保持不变的情况下，管子截面面积越大，流速就越小。质量流速：单位时间内流经管道单位截面积的流体质量。WG/AAu/A=u动量传递之流体输送 离心泵是利用叶轮高速旋转时所产生的离心力来输送液体的机械。在泵启动前，泵壳内灌满被输送的液体，启动时，电动机带动泵轴，泵轴带动叶轮高速旋转，叶轮中心处的液体在离心力的作用下被甩向外缘，并使液体获得了能量，液体以高速离开叶轮外缘进入蜗壳。在蜗壳中，液体由于流道
20、的逐渐扩大而减速，又将部份动能转变为静压能，最后以较高的压力从泵的出口管排出，叶轮中心处的液体的离心力的作用下被抛向叶轮外缘后，该处形成低压区，流体经泵吸入管被吸入到叶轮中心，叶轮不停地旋转，液体不断地吸入和排出。动量传递之流体输送 离心泵输出任一流量都有相对应的扬程、功率和效率等参数值。把这些相应的性能参数值在特性曲线上的对应点称为工况或工况点。离心泵的Q-H特性曲线中最高效率那一点称为最佳工况点。气缚现象：由于泵内存气，启动离心泵而不能输送液体的现象叫气缚。动量传递之流体输送 汽蚀现象：当离心泵叶轮处压强小于液体的饱和蒸汽压时，液体开始气化，产生大量气泡。当汽泡随流体流进入高压区，汽泡在高
21、压液体的作用下，迅速凝结而破裂。此时，流体以极高的流速向气泡原先占有的空间冲击，形成局部的水力冲击。液体的冲击压力大，次数频繁，致使叶轮表面形成斑点、裂纹、直至蜂窝状或海绵形状。使泵的性能变坏。流量、扬程和效率突然下降。这种由于吸入压力不足或由于液体汽化所引起的叶轮、泵壳内表面金属剥落的现象称为汽蚀。动量传递之流体输送 其他流体输送机械 往复泵，喷射泵，螺杆泵 流量测量 转子流量计，孔板流量计，文丘里流量计动量传递之气体的压缩 压缩过程分三种情况即等温压缩、绝热压缩和多变压缩。等温压缩是指气体压缩过程中，气体温度维持不变，是理论上压缩功耗最小的过程。绝热压缩即在压缩气体过程中，体系与环境不发生
22、热量传递，随着压力的不断增加，气体温度也不断上升，是理论上压缩功耗最大的过程。多变压缩是介于等温压缩和绝热压缩之间的压缩过程，实际上压缩过程均为多变压缩。压缩机的工作原理 简单工作原理：压缩机转子高速旋转，叶轮产生离心力作用，气体通过叶轮得到能量，全部从吸入口进入，通过第一级入口导流器，使气体沿适当角度轴向进入第一级叶轮，由于离心力作用，气体从叶轮外缘高速排出，再进入扩压器将其动能转变为静压能。使压缩气体得到较高的压力。同时气体由叶轮中心流向外缘时，在叶轮中心处形成一定的真空，气体便被连续吸入叶轮中。透平机的工作原理 透平机的工作原理：蒸汽通过叶轮前后，对叶轮作功，把本身具有的压力能和热能转变
23、为叶轮旋转的机械能。具有一定压力和温度的蒸汽进入汽轮机后，经过喷嘴静叶片和动叶片组成的蒸汽通道，蒸汽发生膨胀，从而获得很高的汽速，高速流动的蒸汽冲动汽轮机转子的动叶片，使转子按一定的方向和速度转动，起到驱动压缩机的目的。离心式压缩机的喘振 压缩机在运行过程中，当流量不断减少至最低流量时，就会在压缩机流道中出现严重的旋转脱离，使出口压力突然下降，当压缩机出口压力时，出口管网中的压力并不降，所以管网中的气体就会倒窜入压缩机。当管网中的压力下降，低于压缩机出口压力时，倒流停止，压缩机又开始向管网送气，恢复正常工作，但是当管网压力又恢复到原来压力时，压缩机流量又减少，系统中气体又产生倒流，如此周而复始
24、，整个系统便产生了周期性的气流振荡现象，称为喘振。离心式压缩机的喘振 导致喘振的先决条件，首先在于压缩机越过最小流量值，产生了严重的旋转脱离和脱离区急剧扩大的情况，但这时会不会发生喘振，则和压缩机与管网联合工作时的性能曲线有关，只有当管网性能曲线和压缩机性能曲线的交点，进入喘振界线之内，才会发生喘振现象。发生喘振的另一个原因是气体密度的变化。气体密度较小，也会使压缩机发生喘振。影响气体密度的因素主要是气体的分子量、吸入温度、吸入压力，在压缩机排出压力不变的情况下，吸入温度上升、吸入压力的下降或分子量的下降，均会导致操作进入不稳定区而发生喘振现象。喘振的危害 喘振发生时，气体流量和压力发生周期性
25、的振荡，叶片强烈振动，噪音加剧，压缩机发出周期性吼响，整个机组及相关管网产生强烈振动，可造成机器严重损坏，叶轮破碎，轴烧毁等严重事故。动量传递之非均相物系的分离 均相物系：混合物内没有相分界面，只有一个相，物系内各处物质性质均相同。均相物系的分离可采用吸收、蒸馏等方法。非均相物系：有二种以上相态同时存在的混合物称为非均相混合物。物系内二相间有分界面，界面二侧的物质性质截然不同。这类物系有气固混合物、液固混合物、液液混合物、气液混合物以及固体混合物等。动量传递之非均相物系的分离 非均相物系分离操作主要有以下目的：1、回收分散物质，如从反应器出来的气体中回收催化剂颗粒以务循环使用等。2、净化分散介
26、质，如反应气体在进入反应器前必须除去气体中固体或液体杂技，以保证反应的正常进行等。3、除去对环境有害的介质，如在工业废气排放以前，将其中有害的物质除去，满足排放标准。常用的非均相物系的分离方法有重力沉降、离心分离、过滤、湿法除尘和电除尘等。热量传递热量传递的基本方式有传导、对流、辐射。传导：依靠物体与物体之间的接触而发生的传热叫热传导，也叫导热。它的特点是，热传导时，物体内部各分子的相对位置不变。对流：依靠流体流动作相对位移而进行的传热叫对流传热。如裂解炉的对流段炉管和高温烟气之间的传热属对流传热。对流传热的两种形式是自然对流和强制对流。辐射：绝对温度大于零度的物体以电磁波的形式将热能向外发射
27、，叫热辐射。如裂解炉中高温烟气，炉墙的热量以辐射的形式传递给炉管。热量传递换热器传热 固定管板式、浮头式、U型管式、套管式、水浴式及翅片式 蒸发：将含非挥发性物质的稀溶液加热沸腾使部份溶剂汽化并使溶液得到浓缩的过程称为蒸发 按操作压力分类，分为常压蒸发、真空蒸发和加压蒸发。按蒸发器的效数分类，分为单效蒸发和多效蒸发。质量传递 精馏：把混合物进料进行多次部份汽化、部份冷凝，使混合物分离成所要求的组成产品的操作过程。吸收：气体混合物中溶质组分与吸收剂发生物理扩散或者化学反应的操作。吸附：用多孔性的固体吸附剂处理物料，使其中所含的一种或几种组分被吸附于固体表面上，以达到分离的操作过程。质量传递 干燥
28、：泛指从湿物料中除去水分或其他湿分的各种操作。如在日常生活中将潮湿物料置于阳光下曝晒以除去水分，工业上用硅胶、石灰、浓硫酸等除去空气、工业气体或有机液体中的水分。在化工生产中，干燥通常指用热空气、烟道气以及红外线等加热湿固体物料，使其中所含的水分或溶剂汽化而除去，是一种属于热质传递过程的单元操作。精馏原理 由于液体混合物中所含组分的沸点不同，当其在一定温度下部份汽化时，因轻组分沸点低，易汽化，故在气相中的浓度较液相中高，而液相中重组分沸点高，难于汽化，故在液相中其浓度较在气相中高。，这就改变了气液二相的组成。当对部份汽化所得的蒸汽进行部份冷凝时，因较高沸点的组分易于冷凝，使得冷凝液中高沸点的浓
29、度较气相高，而未凝气中低沸物的浓度相应地提高了，多次地进行这样的部份汽化和部份冷凝，最终在液相中得到较纯的重组分，而在气相中得到较纯的轻组分。精馏就是基于这个原理使混合物得以分离的。底料塔底再沸器中间再沸器中间冷凝器塔顶冷凝器进料图2-1 中间冷凝器和中间再沸器精馏塔典型精馏塔示意图塔的基本型式 填料塔填料塔：填料塔由塔壳体和塔内装有一定高度的填料所构成，属于气液连续接触的传质设备，塔内的上升蒸汽沿着填料的空隙由下而上的流动，塔内流下的液体沿着填料的表面自上而下的流动，气液相的物质和热量的传递，是借助于填料表面上形成的液膜表面进行的。由于填料塔中的气相和液相接触进行热量和物质的交换主要在填料表
30、面进行的，因此填料的性能直接影响着塔的操作性能。塔的基本型式 泡罩塔泡罩塔：是由很多构造相同的泡罩塔板组成的，每块塔板上匀设有泡罩、升气管、降液管、溢流堰。泡罩有圆形和条形二种，泡罩下沿有许多小缝称为齿缝，气体从升气管上升后通过齿缝穿过液体层，进行传热和传质。升气管是上升气体的通道，它的高度应比溢流堰低。降液管是上层塔板的液体流入下层的通道，又称溢流管。通常根据塔径大小，分为多溢流和单溢流。其主要原则是保证液体在塔板上的停留时间，并使液体分布均匀。溢流堰的作用是保证塔板上有一定的液层高度。操作时，气体由下而上流动，通过塔板上的升气管，进入泡罩，再由泡罩下端的齿缝以鼓泡的形式穿过塔板上的液体层，
31、与液体进行物质和热量的交换。从塔板下降的液体越过液流堰，沿降液管下流至下层塔板。塔的基本型式 筛板塔筛板塔：由许多筛板组成，筛板的结构分为筛孔、溢流堰、降液管、无孔区等，蒸汽自筛孔上升后，以细小的气流形式分散于液体中，进行物质和热量的交换。筛板的上方与下方的蒸汽压力差必须足以超过塔板上液层的静压强，才能阻止液体从筛孔漏下来。塔的基本型式 浮阀塔浮阀塔：主要构件有受液盘、溢流堰、降液、浮阀、塔板。当没有蒸汽上升时，浮阀落在塔板上，这时浮阀开度仅2.5mm，当浮阀受到上升蒸汽的冲动而开启时，开启的程度由蒸汽速度的大小而定，上升蒸汽穿过阀孔，将阀片顶起，从水平方向射出，通过液体层时，气液二相发生接触
32、，浮阀塔在塔内气流的作用下，塔板上出现鼓泡层及清液层区域，此时塔板的泄漏及鼓泡是同时产生的，随着气速的增加，清液层区相应地缩小，当达到某一临界速度时，塔板上全部处于鼓泡或泡沫状态。如再提高气速，塔板的压力降随着气速的增加而增加。因此，浮阀塔的正常操作气速应在临界速度之下。冷冻 一般冷冻的温度范围在-100以内，而深度冷冻的温度范围则在-100以下。冷剂：在制冷过程中，热能从低温传到高温。根据热力学第二定律，热能不能自动由低温传到高温，必须有种称为工质的中间物完成，此中间物工业上称为冷剂。制冷的基本概念 制冷是由四个基本过程组成，即压缩、冷凝、膨胀、蒸发。这四个过程各有其作用。压缩：外界对系统作
33、压缩功，提高制冷介质的压力。冷凝：制冷介质由气态被冷凝为液态，将热量排给冷却水或其它冷剂。膨胀：高压液态制冷介质在节流阀中降压，由于压力降低，相应的沸点就降低。蒸发：制冷介质由液态蒸发为气态，从而吸收冷剂用户的热量，达到制冷的目的。节流膨胀：连续流动的高压气体或液体，经过膨胀机或膨胀节流阀快速降压，同时也是降低物料温度的过程。多级压缩制冷循环 用二种或二种以上多种冷冻剂进行串联操作，以一种冷冻剂产生的冷效应去冷凝另一沸点较低的冷冻剂。而该冷冻剂所产生的冷效应又去冷凝另一沸点更低的冷冻剂，这样依次逐级液化，可得到很低的温度，此法称为复迭制冷。压缩机制冷原理 以单级压缩制冷的基本循环为例：首先，制
34、冷剂经过压缩，压力提高到冷凝压力，然后在冷凝器中制冷剂冷凝放出热量，由冷却水或空气将制冷剂冷凝放出的热量带走，接着是等焓节流膨胀过程，制冷剂经调节阀由冷凝压力降至蒸发压力。在蒸发器中，制冷剂吸收被冷却物质的热量而蒸发，即制冷。如此不断的循环下去，达到制冷的目的。丙烯压缩机与乙烯压缩机的复迭制冷过程：甲烷的临界温度为-82.5，要使甲烷冷凝就必须将其冷却到-82.5以下。在正压下蒸发时，采用乙烯作为冷剂可使温度达到-100以下，将甲烷冷凝。乙烯的临界温度为9.5，要使乙烯冷凝形成制冷循环需采用丙烯作冷剂。丙烯的最低蒸发温度为-47.7，丙烯的临界温度为91.89，在丙烯的制冷循环中可以采用冷却水将气相丙烯冷凝，形成丙烯制冷循环。由冷却水向丙烯供冷并使之冷凝，丙烯向乙烯供冷并使之冷凝，乙烯向甲烷或其它冷量用户供冷。丙烯制冷循环与乙烯制冷循环复迭起来组织成复迭制冷循环。
