精餾塔
| 精餾塔 |
精餾塔是進行精餾的一種塔式氣液接觸裝置。利用混合物中各組分具有不同的揮發度，即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質，使液相中的輕組分(低沸物)轉移到氣相中，而氣相中的重組分(高沸物)轉移到液相中，從而實現分離的目的。精餾塔也是石油化工生產中應用極為廣泛的一種傳質傳熱裝置。
目錄
簡介
無論是平衡蒸餾還是簡單蒸餾，雖然可以起到一定的分離作用，但是並不能將一混合物分離為具有一定量的高純度產品。在石油化工生產中常常要求獲得純度很高的產品，通過精餾過程可以獲得這種高純度的產品。精餾過程所用的設備稱為精餾塔，大體上可以分為兩大類：①板式塔，氣液兩相總體上作多次逆流接觸，每層板上氣液兩相一般作交叉流。②填料塔，氣液兩相作連續逆流接觸。一般的精餾裝置由精餾塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等設備組成。進料從精餾塔中某段塔板上進入塔內，這塊塔板稱為進料板。進料板將精餾塔分為上下兩段，進料板以上部分稱為精餾段，進料板以下部分稱為提餾段。板式塔是一種應用極為廣泛的氣液傳質設備，它由一個通常呈圓柱形的殼體及其中按一定間距水平設置的若干塔板所組成。板式塔正常工作時，液體在重力作用下自上而下通過各層塔板後由塔底排出；氣體在壓差推動下，經均布在塔板上的開孔由下而上穿過各層塔板後由塔頂排出，在每塊塔板上皆儲有一定的液體，氣體穿過板上液層時，兩相接觸進行傳質。精餾塔產品質量指標選擇有兩類：直接產品質量指標和間接產品質量指標。精餾塔最直接的產品質量指標是產品成分。近年來，成分檢測儀表發展很快，特別是工業色譜儀的在線應用，出現了直接控制產品成分的控制方案，此時檢測點就可以放在塔頂或塔底。然而由於成分分析儀表價格昂貴，維護保養麻煩，採樣周期較長(即反應緩慢，滯後較大)．而且應用中有時也不太可靠，所以成分分析儀表的應用受到了一定的限制。因此，精餾塔產品質量指標通常採用間接質量指標。
評價
物料平衡指的是單位時間內進塔的物料量應等於離開塔的諸物料量之和。物料平衡體現了塔的生產能力，它主要是靠進料量和塔頂、塔底出料量來調節的。操作中，物料平衡的變化具體反應在塔底液面上。當塔的操作不符合總的物料平衡時，可以從塔壓差的變化上反映出來。例如，進得多，出得少，則塔壓差上升。對於一個固定的精餾塔來講，塔壓差應在一定的範圍內，塔壓差過大，塔內上升蒸氣的速度過大，霧沫夾帶嚴重，甚至發生液泛而破壞正常的操作；塔壓差過小，塔內上升蒸氣的速度過小，塔板上氣液兩相傳質效果降低，甚至發生漏液，大大降低了塔板效率。物料平衡掌握不好，會使整個塔的操作處於混亂狀態，掌握物料平衡是塔操作中的一個關鍵。如果正常的物料平衡受到破壞，它將影響另兩個平衡，即氣液相平衡達不到預期的效果，熱平衡也被破壞而需重新予以調整。氣液相平衡主要體現了產品的質量及損失情況。它是靠調節塔的操作條件(溫度、壓力)及塔板上氣液接觸的情況來達到的。只有在溫度、壓力固定時，才有確定的氣液相平衡組成，當溫度、壓力發生變化時，氣液相平衡所決定的組成就發生變化，產品的質量和損失情況隨之發生變化。氣液相平衡與物料平衡密切相關，物料平衡掌握好了，塔內上升蒸氣速度合適，氣液接觸良好，則傳熱傳質效率高，塔板效率亦高。當然溫度、壓力也會隨着物料平衡的變化而改變。熱量平衡是指進塔熱量和出塔熱量的平衡，具體反應在塔頂溫度上。熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實現的基礎，反過來又依附於它們。沒有熱的氣相和冷的回流，整個精餾過程就無法實現；而塔的操作壓力、溫度的改變(即氣液相平衡組成改變)，則每塊塔板上氣相冷凝的放熱量和液體汽化的吸熱量也會隨之改變，體現於進料供熱和塔頂取熱發生的變化上。[1]