精餾塔
概述
精餾塔是進(jìn)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(fā)度，即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質(zhì)，使液相中的輕組分（低沸物）轉(zhuǎn)移到氣相中，而氣相中的重組分（高沸物）轉(zhuǎn)移到液相中，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。精餾塔也是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一種傳質(zhì)傳熱裝置。
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，但是并不能將一混合物分離為具有一定量的高純度產(chǎn)品。在石油化工生產(chǎn)中常常要求獲得純度很高的產(chǎn)品，通過精餾過程可以獲得這種高純度的產(chǎn)品。
精餾過程所用的設(shè)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(xù)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(shè)備組成。進(jìn)料從精餾塔中某段塔板上進(jìn)入塔內(nèi)，這塊塔板稱為進(jìn)料板。進(jìn)料板將精餾塔分為上下兩段，進(jìn)料板以上部分稱為精餾段，進(jìn)料板以下部分稱為提餾段。
精餾塔的平衡操作
精餾塔的操作應(yīng)掌握物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡。
物料平衡指的是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)塔的物料量應(yīng)等于離開塔的諸物料量之和。物料平衡體現(xiàn)了塔的生產(chǎn)能力，它主要是靠進(jìn)料量和塔頂、塔底出料量來調(diào)節(jié)的。操作中，物料平衡的變化具體反應(yīng)在塔底液面上。當(dāng)塔的操作不符合總的物料平衡時(shí)，可以從塔壓差的變化上反映出來。例如，進(jìn)得多，出得少，則塔壓差上升。對于一個(gè)固定的精餾塔來講，塔壓差應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，塔壓差過大，塔內(nèi)上升蒸氣的速度過大，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛而破壞正常的操作；塔壓差過小，塔內(nèi)上升蒸氣的速度過小，塔板上氣液兩相傳質(zhì)效果降低，甚至發(fā)生漏液，大大降低了塔板效率。物料平衡掌握不好，會(huì)使整個(gè)塔的操作處于混亂狀態(tài)，掌握物料平衡是塔操作中的一個(gè)關(guān)鍵。如果正常的物料平衡受到破壞，它將影響另兩個(gè)平衡，即氣液相平衡達(dá)不到預(yù)期的效果，熱平衡也被破壞而需重新予以調(diào)整。
氣液相平衡主要體現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量及損失情況。它是靠調(diào)節(jié)塔的操作條件（溫度、壓力）及塔板上氣液接觸的情況來達(dá)到的。只有在溫度、壓力固定時(shí)，才有確定的氣液相平衡組成，當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣液相平衡所決定的組成就發(fā)生變化，產(chǎn)品的質(zhì)量和損失情況隨之發(fā)生變化。氣液相平衡與物料平衡密切相關(guān)，物料平衡掌握好了，塔內(nèi)上升蒸氣速度合適，氣液接觸良好，則傳熱傳質(zhì)效率高，塔板效率亦高。當(dāng)然溫度、壓力也會(huì)隨著物料平衡的變化而改變。
熱量平衡是指進(jìn)塔熱量和出塔熱量的平衡，具體反應(yīng)在塔頂溫度上。熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，反過來又依附于它們。沒有熱的氣相和冷的回流，整個(gè)精餾過程就無法實(shí)現(xiàn)；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(huì)隨之改變，體現(xiàn)于進(jìn)料供熱和塔頂取熱發(fā)生的變化上。
掌握好物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡是精餾操作的關(guān)鍵所在，三個(gè)平衡之間相互影響、相互制約。在操作中通常是以控制物料平衡為主，相應(yīng)調(diào)節(jié)熱量平衡，達(dá)到氣液相平衡。
（1）要保持塔底液面穩(wěn)定平衡，必需穩(wěn)定：①進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；②塔頂、側(cè)線及塔底抽出量；③塔頂壓力。
（2）要保持穩(wěn)定的塔頂溫度，必需穩(wěn)定：①進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；②頂回流、循環(huán)回流各中段回流量及溫度；③塔頂壓力；④汽提蒸汽量；⑤原料及回流不帶水。
只要密切注意塔頂溫度、塔底液面，分析波動(dòng)原因，及時(shí)加以調(diào)節(jié)，就能掌握塔的三個(gè)平衡，保證塔的正常操作。
精餾塔是進(jìn)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(fā)度，即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質(zhì)，使液相中的輕組分（低沸物）轉(zhuǎn)移到氣相中，而氣相中的重組分（高沸物）轉(zhuǎn)移到液相中，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。精餾塔也是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一種傳質(zhì)傳熱裝置。
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，但是并不能將一混合物分離為具有一定量的高純度產(chǎn)品。在石油化工生產(chǎn)中常常要求獲得純度很高的產(chǎn)品，通過精餾過程可以獲得這種高純度的產(chǎn)品。
精餾過程所用的設(shè)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(xù)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(shè)備組成。進(jìn)料從精餾塔中某段塔板上進(jìn)入塔內(nèi)，這塊塔板稱為進(jìn)料板。進(jìn)料板將精餾塔分為上下兩段，進(jìn)料板以上部分稱為精餾段，進(jìn)料板以下部分稱為提餾段。
精餾塔的平衡操作
精餾塔的操作應(yīng)掌握物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡。
物料平衡指的是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)塔的物料量應(yīng)等于離開塔的諸物料量之和。物料平衡體現(xiàn)了塔的生產(chǎn)能力，它主要是靠進(jìn)料量和塔頂、塔底出料量來調(diào)節(jié)的。操作中，物料平衡的變化具體反應(yīng)在塔底液面上。當(dāng)塔的操作不符合總的物料平衡時(shí)，可以從塔壓差的變化上反映出來。例如，進(jìn)得多，出得少，則塔壓差上升。對于一個(gè)固定的精餾塔來講，塔壓差應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，塔壓差過大，塔內(nèi)上升蒸氣的速度過大，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛而破壞正常的操作；塔壓差過小，塔內(nèi)上升蒸氣的速度過小，塔板上氣液兩相傳質(zhì)效果降低，甚至發(fā)生漏液，大大降低了塔板效率。物料平衡掌握不好，會(huì)使整個(gè)塔的操作處于混亂狀態(tài)，掌握物料平衡是塔操作中的一個(gè)關(guān)鍵。如果正常的物料平衡受到破壞，它將影響另兩個(gè)平衡，即氣液相平衡達(dá)不到預(yù)期的效果，熱平衡也被破壞而需重新予以調(diào)整。
氣液相平衡主要體現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量及損失情況。它是靠調(diào)節(jié)塔的操作條件（溫度、壓力）及塔板上氣液接觸的情況來達(dá)到的。只有在溫度、壓力固定時(shí)，才有確定的氣液相平衡組成，當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣液相平衡所決定的組成就發(fā)生變化，產(chǎn)品的質(zhì)量和損失情況隨之發(fā)生變化。氣液相平衡與物料平衡密切相關(guān)，物料平衡掌握好了，塔內(nèi)上升蒸氣速度合適，氣液接觸良好，則傳熱傳質(zhì)效率高，塔板效率亦高。當(dāng)然溫度、壓力也會(huì)隨著物料平衡的變化而改變。
熱量平衡是指進(jìn)塔熱量和出塔熱量的平衡，具體反應(yīng)在塔頂溫度上。熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，反過來又依附于它們。沒有熱的氣相和冷的回流，整個(gè)精餾過程就無法實(shí)現(xiàn)；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(huì)隨之改變，體現(xiàn)于進(jìn)料供熱和塔頂取熱發(fā)生的變化上。
掌握好物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡是精餾操作的關(guān)鍵所在，三個(gè)平衡之間相互影響、相互制約。在操作中通常是以控制物料平衡為主，相應(yīng)調(diào)節(jié)熱量平衡，達(dá)到氣液相平衡。
（1）要保持塔底液面穩(wěn)定平衡，必需穩(wěn)定：①進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；②塔頂、側(cè)線及塔底抽出量；③塔頂壓力。
（2）要保持穩(wěn)定的塔頂溫度，必需穩(wěn)定：①進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；②頂回流、循環(huán)回流各中段回流量及溫度；③塔頂壓力；④汽提蒸汽量；⑤原料及回流不帶水。
只要密切注意塔頂溫度、塔底液面，分析波動(dòng)原因，及時(shí)加以調(diào)節(jié)，就能掌握塔的三個(gè)平衡，保證塔的正常操作。
