某石化公司精馏塔操作培训教材.pptx

精馏塔操作培训炼油厂化工车间2013年10月2 工艺及产品控制13 精馏原理 操作优化 提纲 精馏原理 精馏概述 ： 精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作精馏操作按不同方法进行分类。 根据操作方式，可分为连续精馏和间歇精馏；根据混合物的组分数，可分为二元精馏和多元精馏；根据是否在混合物中加入影响汽液平衡的添加剂，可分为普通精馏和特殊精馏（包括萃取精馏、恒沸精馏和加盐精馏）。若精馏过程伴有化学反应，则称为反应精馏。 精馏原理 精馏原理 ： 精馏是多次部分气化多次部分冷凝的过程。液体具有挥发而成为蒸汽的能力。各种液体的挥发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就是将液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作。 混合液体连续或多次部分汽化，釜液组成沿 t-x(y) 相图的泡点线变化，可得难挥发组分含量很高而易挥发组分含量很低的釜液。 混合蒸汽连续或多次部分冷凝，蒸汽组成沿 t-x(y) 相图的露点线变化，可得到易挥发组分含量很高而难挥发组分含量很低的蒸汽。精馏过程正是这二者的有机结合。 精馏原理 精馏原理 ：蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏及特殊精馏等多种方法。按操作压力可分为常压蒸馏、加压及减压（真空）蒸馏。按操作是否连续可分为连续精馏和间歇精馏。按原料中所含组分数目可分为双组分（二元）蒸馏及多组分（多元）蒸馏。 精馏原理 精馏原理 ：简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾，产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在蒸馏过程中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。因此，馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终将釜液一次排出。所以简单蒸馏是一个不稳定过程。简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如原油或煤油的初馏。 精馏原理 精馏原理 ：平衡蒸馏：平衡蒸馏又称为闪蒸，是一连续稳定过程。原料连续进入加热器中，加热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。 精馏原理 精馏原理 ：精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化，则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易挥发组分或轻组分）在汽相中的浓度比在液相中的浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的组分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度比在汽相中的要高。同理，混合物的蒸汽部分冷凝，则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的高，反之亦然。多次进行部分汽化或部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。 精馏原理 精馏原理 ：精馏是在塔设备中进行的，可用板式塔亦可用填料塔。汽相和液相在塔板上或填料表面上进行着质量传递过程。易挥发组分从液相转移至汽相，难挥发组分从汽相转移至液相 。 精馏原理 精馏原理 ： 流动和接触:原料中汽体上升，液体下流；塔顶凝液回流，塔底蒸汽回流；两相在塔板液层中接触；冷凝器condenser塔顶产品, xDOverhead product1液相回流Liquid reflux2精馏段料液, xF Feed进料板m提馏段m+1汽相回流Vapor reflux再沸器ReboilerN塔底产品, xWBottoms product 精馏原理 精馏原理 精馏原理 ： 传热与传质:回流液中轻组分含量为塔内液相的最高值，塔釜上升的蒸汽中轻组分含量为塔内蒸汽相的最低值，塔顶的温度最低，塔底则最高，即汽液两相温度由塔顶至塔底递增。 蒸汽上升入n板，遇冷液而部分冷凝，轻组份浓度提升，重组分浓度下降； 液体下流入n板，遇热液而部分汽化，重组份浓度提升，轻组分浓度下降；汽体冷凝放出潜热，液体汽化吸收潜热； 汽体每上升一板，经历一次部分气化，轻组份浓度提高一次，至塔顶，得轻组份纯度高的塔顶产品； 液体每下降一板，经历一次部分汽化，重组分浓度提高一次，至塔底，得重组分浓度高的塔底产品。xn-2yn-1tn-1n-1 xn-1yntnnxnyn+1n+1tn+1xn+1yn+2 精馏原理精馏原理 ： 精馏段作用：上升汽相中重组分向液相传递，液相中轻组分向汽相传递，完成上升蒸气轻组分精制。 提馏段作用：下降液体中轻组分向汽相传递，汽相中重组分向液相传递，完成下降液体重组分提浓。 精馏与蒸馏的区别：汽相和液相的部分回流。冷凝器condenser塔顶产品, xDOverhead product1液相回流Liquid reflux2精馏段料液, xF Feed进料板m提馏段m+1汽相回流Vapor reflux再沸器ReboilerN