精馏原理_精馏原理与蒸馏_物理化学精馏原理

精馏操作知识简介 目 录 一、工艺原理 1 精馏原理 2 物料平衡 3 热量平衡 二、工艺控制 1 温度、压力、组成之间关系 2 工艺参数影响 3 产品控制 三、开停工及日常操作 一、工艺原理 1.精馏原理 化工生产常需将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。 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，蒸馏就是藉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。 一、工艺原理 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。 一、工艺原理 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。 一、工艺原理 一、工艺原理 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。 一、工艺原理 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。 一、工艺原理 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传质传热。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 2 物料平衡 2 物料平衡 全塔物料衡算：F D + W （进料＝塔顶采出+塔底采出） 对某一组分（轻组分）：F xF D xD+W xW 操作中必须保证物料平衡，否则影响产品质量。

精馏设备的仪表必须设计为能使塔达到物料平衡，以便进行稳定的操作。为了进行总体的进料平衡，塔顶和塔底的抽出量必须进行适当的控制，进料物料不是做为塔顶产品采出，就是作为塔底产品采出，反之亦然。 3 热量平衡 QB + QF QC + QD + QW + QL QB——再沸器加热剂带入的热量 QF——进料带入热量 QC——冷凝器冷却剂带出的热量 QD——塔顶产品带出热量 QW——塔底产品带出热量 QL——散失于环境的热量 操作中要保持热量的平衡，再沸器、冷凝器的负荷要满足要求，才能保持平稳操作。再沸器和进料的热量输入必须转移到塔顶冷凝器。如果试图使再沸器热热量输入和回流控制相互独立，那么该系统就不会稳定，因为热量不平衡。 二、工艺控制 1、温度、压力、组成之间关系 组成一定，压力P↑，温度（沸点）T↑ 压力P一定，组分重↑，温度T↑，温度与组成有一一对应关系，塔顶至塔底温度低→高，物料组成轻→重，利用这个对应的关系控制分离效果，保证产品质量。精馏原理 塔板温度受塔压力和物料组成的影响，与加热量的大小无关。常压塔中，塔顶温度接近于塔顶纯物料的沸点温度，塔底温度是一种或几种重组分的泡点温度。 二、工艺控制 2、工艺参数影响 进料温度：精馏塔的进料通常接近泡点温度。