精馏操作原理及技术.docx

精馏操作原理及技术.docx精憎操作原理及技术/知识目标:•了解精馅操作分类、各种类型的塔板的特点、性能及板式塔设计原则 创•理解板式塔的流体力学性能对精馅操作的影响•掌握精馅原理及双组分连续精馅塔计算能力目标:•能正确选择精馅操作的条件,对精馅过程进行正确的调节控制•能进行精馅塔的开、停车操作和事故分析 /化工生产中所处理的原料、中间产物、粗产品等儿乎都是混合物,而且大部分是均相物系。为进一步加工和使用,制需要将这些混合物分离为较纯净或几乎纯态的物质。精绸是分离均相液体混合物的重要方法之一,属于气液和间的相际传质过程。在化工生产中,尤英在石油化工、有机化工、高分子化工、精细化工、医药、食品等领域更是广泛应用。一、精馆第一节塔的分类及工业应用精馆塔的结构及应用完成精绸的塔设备称为精懾塔。塔设备为气液两相提供充分的接触时间、面积和空间,以达到理想的分离效果。根据塔内气液接触部件的结构型式,可将塔设备分为两大类:板式塔和填料塔。板式塔:塔内沿塔高装有若干层塔板,相邻两板有一•定的间隔距离。塔内气、液两相在塔板上互相接触,进行传热和传质,属于逐级接触式塔设备。本章重点介绍板式塔。填料塔:塔内装有填料,气液两相在被润湿的填料表面进行传热和传质,属于连续接触式塔设备。二、板式塔的结构类型及性能评价(一)板式塔的结构卜j *0^板式塔结构如图3-1所示。它是曲圆柱形壳体、塔板、气体和液体进、出丨1等部件纽成的。操作时,塔内液体依靠重力作用,自图3-1板式塔结构1■塔体:2■塔板:3■溢流堰:4■受液盘:5•降液管上而下流经齐层塔板,并在每层塔板上保持一定的液层,最后山塔底排出。气休则在压力差的推动下,自下血上穿过各层塔板上的液层,在液层中气液两相密切而充分的接触,进行传质传热,最后山塔顶排出。在塔中,使两相呈逆流流动,以提供最大的传质推动力。塔板是板式塔的核心构件,其功能是提供气、液两相保持充分接触的场所,使之能在良好的条件下进行传质和传热过程。(二)塔板的类型塔板有错、逆流两种,见农3・1。表3・1塔板的分类分类结构应用错流塔板塔板间设有降液管。液体横向流过塔板,气体经过塔板上的孔道上升,在塔板上气、液两相呈错流接触,如图3-2(a)所示。适当安排降液管位置和溢流堰高度,可以控制板上液层厚度,从而获得较高的传质效率。但是降液管约占塔板血积的20%,影响了塔的生产能力,而且,液体横过塔板时要克服各种阻力,引起液面落差,液面落差大时,能引起板上气体分布不均勻,降低分离效率。应用广泛。逆流塔板塔板间无降液管,气、液同时山板上孔道逆向穿流而过,如图3-2(b)所示结构简单、板面利用充分,无液面落差,气体分布均匀,但需要较高的气速才能维持板上液层,操作弹性小,效率低,应用不及错流塔板广泛。图3-2塔板分类本章只介绍错流塔板。按照塔板上气液接触元件不同,可分为多种型式,见表3-2。表3-2塔板的类型分类结构特点泡罩塔板每层塔板上开有圆形孔,孔上焊有若干短管作为升气管。升气管高出液面,故板上液体不会从中漏下。升气管上盖有泡罩,泡罩分闘形和条形两种,多数选用岡形泡罩,其尺寸一般为<T>80mm,100mm,150mm三种直径,其下部周边开有许多优点:低气速下操作不会发生严垂漏液现象,有较好的操作弹性;塔板不易堵塞,对于各种物料的适应性强。缺点:塔板结构复杂,金属耗量大,造价高;板上液层厚,气体流径曲折,塔板压降大,生产能力及板效率低。齿缝,如图3・3近年來己很少应用。筛板在塔板上开有许多均匀分布的筛孔,其结构如图3-4,筛孔在塔板上作正三角形排列,孔径一般为3〜8mm,〜。板上设置溢流堰,以使板上维持一定深度的液层优点:结构简单,金属耗量小,造价低廉;气体压降小,板上液面落差也较小,其生产能力及板效率较高。缺点:操作弹性范围较窄,小孔筛板容易堵塞,不宜处理易结焦、粘度大的物料。近年來对大孔(直径10mm以上)筛板的研究和应用有所进展。浮阀塔板阀片可随气速变化而升降。阀片上装有限位的三条腿,插入阀孔后将阀腿底脚旋转90%限制操作时阀片在板上升起的最大髙度,使阀片不被气体吹走。阀片周边冲出几个略向下弯的定距片。浮阀的类型很多,常用的有F1型、V-4型及T型等,如图3-5所示优点:结构简单,制造方便,适价低。塔板的开孔面积大,。塔板效率高。缺点:不易处理易结焦、粘度大的物料:操作中有时会发生阀片脱落或卡死等现象,使塔板效率和操作弹性下降。应用广泛。喷射型板舌形塔板在塔板I二开出许多舌型孔,向塔板液流出口处张开,张角20。左右。舌片与板面成一定的角度,按一定规律排布,塔板出口不设溢流堰,降液管面积也比一般塔板人些,如图3・6所示优点:开孔率较大,故可采用较大空速,生产能力大;传质效率高;塔板压降小。缺点:操作弹性小;板上液流易将