【正文】 飽和蒸汽 過熱蒸汽 IF IL IF = IL IL IF Iv IF = Iv IF Iv 1 1 0q1 0 0 + ∞ 0 + ef1(↗ ) ef2(↑) ef3(↖ ) ef4(←) ef5(↙ ) 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 3）提餾段操作線繪制 兩點法：提餾段操作線與對角線交點 c(xW， xW)， q線與精餾段操作線交點 d，同時也是精提餾操作線的交點 。進料位置過高，使餾出液的組成偏低（難揮發(fā)組分含量偏高）；反之，進料位置偏低，使釜殘液中易揮發(fā)組分含量增高，從而降低餾出液中易揮發(fā)組分的收率。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 五、回流比的影響與選擇 回流比是一個非常重要的參數(shù) ， 對精餾操作影響很大 ， 影響精餾的投資費用和操作費用 。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 圖解法求 Nmin ?1lg)1)(1l g [ (m i n ????mWWDDxxxxN?芬斯克方程計算 Nmin 式中 Nmin—— 全回流時的最小理論板數(shù) ， 不包括再沸器； α m —— 全塔平均相對揮發(fā)度 ，一般可取塔頂 、 塔底或塔頂 、 塔底 、 進料的平均值 。 3． Rmin計算 圖解法計算：截距法 、 斜率法 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 斜率法：根據(jù)極限操作線 ad的坐標(biāo)得 Rmin的一般計算式 qqqDxyyxR???m i n式中 xq、 yq—— 相平衡線與進料線交點坐標(biāo) （ 互為平衡關(guān)系 ） xq、 yq求法： （ 1） 對于具有正常平衡曲線的系統(tǒng) (如圖 )， xq、 yq可聯(lián)立相平衡方程和進料方程計算 。通過精餾裝置的熱量衡算，可求得冷凝器和再沸器的熱負荷以及冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)的消耗量。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 實訓(xùn)：精餾塔的操作 一、 影響精餾操作的主要因素 二、 板式塔的操作特性 三、 精餾塔的開車、停車操作 技能訓(xùn)練 :精餾塔操作訓(xùn)練 技能訓(xùn)練 :精餾塔操作仿真訓(xùn)練 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 一、影響精餾操作的主要因素 1．物料平衡的影響和制約 根據(jù)精餾塔的總物料衡算可知，對于一定的原料液流量 F和組成 xF，只要確定了分離程度 xD和 xW，餾出液流量 D和釜殘液流量W也就被確定了。 （ 1）減少塔頂采出量以增大回流比。 ?進料情況對精餾操作有著重要意義。 ?如果由塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品 ， 則塔釜排出難揮發(fā)物中 ， 易揮發(fā)組分減少 ， 損失減少； ?如果塔釜排出物為產(chǎn)品 ， 則可提高產(chǎn)品質(zhì)量 ， 但塔頂排出的易揮發(fā)組分中夾帶的難揮發(fā)組分增多 ， 從而增大損失 。 在精餾操作中 ，常常規(guī)定了操作壓力的調(diào)節(jié)范圍 。 (2)對塔頂壓力的穩(wěn)定性要求較高或被分離的物料不能和空氣接觸時，若塔頂冷凝器為全凝器時，塔壓多是靠冷劑量的大小來調(diào)節(jié)。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 液沫夾帶彈濺 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 過量液沫夾帶 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 氣泡夾帶 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 影響因素及預(yù)防措施： ?霧沫夾帶量主要與氣速和板間距有關(guān)，其隨氣速的增大和板間距的減小而增加。在塔板邊緣部分，行程長而彎曲，又受到塔壁的牽制，阻力大，因而流速小。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ?為避免液體沿塔板流動嚴(yán)重不均，操作時一般要保證出口堰上液層高度不得低于 6mm時，否則宜采用上緣開有鋸齒形缺口的堰板。 漏液 嚴(yán)重漏液 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 2）液泛 ?液泛：降液管中泡沫液體高度超過上層塔板的出口堰，板上液體將無法順利流下，液體充滿塔板之間的空間。 這個圖形即稱為塔板的負荷性能圖 。 ?設(shè)計時 ， 應(yīng)使操作點盡可能位于適宜操作區(qū)的中央 ， 若操作線緊靠某條邊界線 ， 則負荷稍有波動 ， 塔即出現(xiàn)不正常操作 。 當(dāng)釜液面達 2／ 3時 ， 可根據(jù)釜溫的情況 ， 決定是否采出釜液或減少以至停止塔的進料量 ， 但是一定要保持塔釜液面在 1／ 2～ 2／ 3處 。 如果升溫速度太快 ， 則頂部尾氣的排出量太大 ， 真空設(shè)備的負荷增大 ， 在真空泵最大負荷的限制下 ，可能使塔內(nèi)的真空度下降 ， 開車不易成功 。 對于分離低沸點物料的塔 ， 釜液的放盡要緩慢地進行， 以防止節(jié)流造成過低的溫度使設(shè)備材質(zhì)冷脆 。 這種操作破壞了正常的物料平衡 ， 不可長時間的應(yīng)用 ， 否則產(chǎn)品質(zhì)量就會 下降 。 減壓精餾塔的升溫速度 ， 對于開車成功與否的影響 ， 將更為顯著。 進料要求平穩(wěn) ， 塔釜見液面后 ， 按其升溫速度緩慢升溫至工藝指標(biāo) 。 ?操作線：在連續(xù)精餾塔中 ， 操作的氣液比 V／ L為定值 ，在負荷性能圖上氣液兩相負荷的關(guān)系為通過原點 、 斜率為 V／ L的直線 ， 該直線稱為操作線 。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 液 泛 淹 塔 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （三）塔板的負荷性能圖及操作分析 ： 維持該塔板正常操作所允許的氣 、 液負荷波動范圍 。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) ?塔板上的液面落差會引起氣流分布不均勻，在塔板入口處由于液層較厚，往往出現(xiàn)傾向性漏液，為此常在塔板液體入口處留出一條不開孔的區(qū)域，稱為安定區(qū)。 ?影響因素：液面落差的大小與塔板結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與塔徑和液體流量有關(guān)。 (1）氣體沿塔板的不均勻分布 由于液面落差的存在， 將導(dǎo)致氣流的不均勻分布， 在塔板入口處，液層阻力大，氣量小于平均數(shù)值；而在塔板出口處，液層阻力小，氣量大于平均數(shù)值 。 （ 2）氣泡夾帶 由于液體在降液管中停留時間過短，而氣泡來不及解脫被液體帶入下一層塔板的現(xiàn)象。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 對于常壓塔的壓力控制，主要有以下三種方法。 ?此外還有與液位串級調(diào)節(jié)的方法等。 因此釜溫是精餾操作中重要的控制指標(biāo)之一 。 一般精餾塔常設(shè)幾個進料位置 ， 以適應(yīng)生產(chǎn)中進料狀況 ， 保證在精餾塔的適宜位置進料 。 ?回流比增加 ， 使塔內(nèi)上升蒸汽量及下降液體量均增加 ， 若塔內(nèi)汽液負荷超過允許值 ， 則可能引起塔板效率下降 ， 此時應(yīng)減小原料液流量 。 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 冷卻介質(zhì)可按下式計算 )( 12 ttcQWpcCC ??式中 WC—— 冷卻介質(zhì)消耗量， kg/h； cpc—— 冷卻介質(zhì)的比熱容， kJ/(kg 2 .分析 ： 設(shè)備費： R較小時 ， R↑→NT↓ →設(shè)備費 ↓； R增加到一定程度時 ， R↑ → 塔徑 D↑ →設(shè)備費 ↑。 （ 3） 理論塔板數(shù) NT R減少 ， NT增加。 （ 3） 操作關(guān)系：操作線方程 y=x， 操作線離平衡線的距離最遠 。但各層塔板的單板效率通常不相等。 對于已有的精餾裝置，在適宜進料位置進料，可獲得最佳分離效果。 1. q線的繪制 將 q線方程與對角線方程聯(lián)立，則交點坐標(biāo)為 x=xF，y=xF，如圖中 e點，過 e點作斜率為 q／（ q－ 1）的直線， ef 線，即為 q線。 （ 3）每個階梯代表一塊理論板。 一般已知原料液組成 、 進料熱狀態(tài) 、 操作回流比及所要求的分離程度 ， 第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) （ 2） 方法 若連續(xù)精餾塔 ， 泡點進料 ， 塔頂采用全凝器 ， 泡點回流 ，塔釜采用間接蒸汽加熱 。 對于泡點 、 露點 、混合進料 ， q值相當(dāng)于進料中飽和液相所占的分率 。斜率為 ，截距為 。 1?RR1?RxD第三章 精餾操作技術(shù) 化工單元操作技術(shù) 2．提餾段操作線 對提餾段第 m層板以下塔板及再沸器作物料衡算 ， 以單位時間為基準(zhǔn)： 總物料衡算： L’ = V’ + W 易揮發(fā)組分衡算： L’x’m = V’y’m+1+WxW 提餾段操作線方程為： Wmm xWLWxWLLy????? 39。 （一）恒摩爾流假定 1． 恒摩爾流假定成立的條件 若在精餾塔塔板上氣、液兩相接觸時有 nkmol的蒸汽冷凝，相應(yīng)就有 nkmol的液體汽化，這樣恒摩爾流的假定才能成立。精餾裝置系統(tǒng)一般都應(yīng)由精餾塔 、 塔頂冷凝器 、 塔底再沸器等相關(guān)設(shè)備組成 ， 有時還要配原料預(yù)熱器 、 產(chǎn)品冷卻器 、 回流用泵等輔助設(shè)備 。 為解決上述問題 ， 工業(yè)生產(chǎn)中精餾操作采用精餾塔進行 ， 。 而溶液中各組分的揮發(fā)度可用它在蒸汽中的分壓和與之平衡的液相中的摩爾分?jǐn)?shù)來表示 ， 用符號 vi 表示 i