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板框压滤机的选型及工作原理


板框压滤机的选型及工作原理
板框压滤机由交替排列的滤板和滤框构成一组滤室。 滤板的表面有沟槽, 其凸出部位用以支 撑滤布。滤框和滤板的边角上有通孔,组装后构成完整的通道,能通入 悬浮液、洗涤水和 引出滤液。板、框两侧各有把手支托在横梁上,由压紧装置压紧板、框。板、框之间的滤布 起密封垫片的作用。由供料泵将悬浮液压入滤室,在滤 布上形成滤渣,直至充满滤室。滤 液穿过滤布并沿滤板沟槽流至板框边角通道,集中排出。过滤完毕,可通入清洗涤水洗涤滤 渣。洗涤后,有时还通入压缩空气,除 去剩余的洗涤液。随后打开压滤机卸除滤渣,清洗 滤布,重新压紧板、框,开始下一工作循环。

板框压滤机对于滤渣压缩性大或近于不可压缩的悬浮液都能适用。 适合的悬浮液的固体 颗粒浓度一般为 10%以下,操作压力一般为 0.3~0.6 兆帕,特殊 的可达 3 兆帕或更高。过 滤面积可以随所用的板框数目增减。板框通常为正方形,滤框的内边长为 320~2000 毫米, 框厚为 16~80 毫米,过滤面积为 1~1200 米 2。板与框用手动螺旋、电动螺旋和液压等方 式压紧。板和框用木材、铸铁、铸钢、不 锈钢、聚丙烯和橡胶等材料制造。

板框式压滤机主要由止推板(固定滤板)、压紧板(活动滤板)、滤板和滤框、横梁(扁铁 架)、过滤介质(滤布或滤纸等)、压紧装置、集液槽等组成(参见附图一-一八),其中过滤介 质和集液槽由用户自备,也可由本厂代配。

板框压滤机有手动压紧、 机械压紧和液压压紧二种形式。 手动压紧是螺旋千斤顶推动压 紧板压紧;机械压紧是电动机配 H 型减速箱,经机架传动部件推动压紧板压紧;液压压紧是 有液压站经机架上的液压缸部件推动压紧板压紧。 两横梁把止推板和压紧装置连在一起构成 机架,机架上压紧板与压紧装置饺接,在止推板和压紧板之间依次交替排列着滤板和滤框, 滤板和滤框之间夹着过滤介质;压紧装置推动压紧板,将所有滤板和滤框压紧在机架中,达 到额定压紧力后,即可进行过滤。悬浮液从止推板上的进料孔进入各滤室(滤框与相邻滤板 构成滤室),固体颗粒被过滤介质截留在滤室内,滤液则透过介质,由出液孔排出机外。

压滤机的出液有明流和暗流两种形式, 滤液从每块滤板的出液孔直接排出机外的称明流 式,明流式便于监视每块滤板的过滤情况,发现某滤板滤液不纯,即可关闭该板出液口;若 各块滤板的滤液汇合从一条出液管道排出机外的则称暗流式, 暗流式用于滤液易挥发或滤液 对人体有害的悬浮液的过滤。

压滤机根据是否需要对滤渣进行洗涤, 又可分为可洗和不可洗两种形式, 可以洗涤的称 可洗式,否则称为不可洗式。可洗式压滤机的滤板有两种形式,板上开有洗涤液进液孔的称 为有孔滤板(也称洗涤板), 未开洗涤液进液孔的称无孔滤板(也称非洗涤板)。 可洗式压滤机

又有单向洗涤和双向洗涤之分, 单向洗涤是由有孔滤板和无孔滤板组合交替放置; 双向洗涤 滤板都为有孔滤板,但相邻两块滤板的洗涤应错开放置,不能同时通过洗涤液。

压滤机工作原理: 压滤机用于固体和液体的分离。 与其它固液分离设备相比, 压滤机过滤后的泥饼有更高 的含固率和优良的分离效果。固液分离的基本原理是:混合液流经过滤介质(滤布),固体 停留在滤布上,并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布,成为不含固 体的清液。 随着过滤过程的进行,滤饼过滤开始,泥饼厚度逐渐增加,过滤阻力加大。过滤时间越 长,分离效率越高。特殊设计的滤布可截留粒径小于 1μm 的粒子。压滤机除了优良的分离 效果和泥饼高含固率外,还可提供进一步的分离过程: 在过滤的过程中可同时结合对过滤泥饼进行有效的洗涤。 从而有价值的物质可得到回收并且可以获得高纯度的过滤泥饼。 欢迎转载,请注明出处,谢谢!原文地址:http://www.xxylj.com/New-50.html

关于滤渣量的问题: 滤渣量与过滤面积没有直接必然的联系。 滤渣量=压滤腔体积*充装系数*滤腔数量*压榨渣饼堆密度

关于是否容易卸料: 1)充装系数取 0.5 左右,增大压榨压力、压榨时间、减少滤渣固含量; 2)增大滤渣的颗粒度; 3)滤渣本身性质不发粘;

过滤操作的特点是,随着过滤操作的进行,滤饼厚度逐渐增大,过滤的阻力就逐渐增大。如 果在一定的压力差(P1-P2)条件下操作,过滤速率必逐渐减小。如果想保持一定的过滤速 率,可以随着过滤操作的进行,逐渐增大压力差,来克服逐渐增大的过滤阻力。所以滤饼的 质量还与充许的压力差有关。 精馏塔的操作(给 2 楼解压后粘贴)

填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑,通过控 制系统建立并调节塔的操作条件,使填料塔满足分离要求。 控制系统可采用手动、一般自动化仪表或智能计算机操作。 (一)、控制参数 图中表示了塔操作控制的典型参数,其中 6 个流量参数:进料量、塔顶和塔釜产品流量、 冷凝量、蒸发量和回流量。 除流量参数外,还有压力、塔釜液位、回流罐液位、塔顶产品组成和塔釜产品组成等参 数。

精馏塔常用控制参数 压力和液位控制是为了建立塔稳态操作条件,液位恒定阻止了液体累积,压力恒定阻止 了气体累积。对于一个连续系统,若不阻止累积就不可能取得稳态操作,也就不可能稳定。 压力是精馏操作的主要控制参数,压力除影响气体累积外,还影响冷凝、蒸发、温度、组成、 相对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。 产品组成控制可以直接使用产品组成测定值, 也可以采用代表产品组成的物性,如密度、 蒸气压等。最常用的是采用灵敏点温度。 (二)、填料塔操作瓶颈及解决方法 任何一个设计都不可能把装置中的每个设备及每个设备中的每个部分设计在同一最大负 荷百分数下操作,而许多工厂则希望采取各种手段使装置生产能力达到最大,这就使装置中的 至少一个部分成为操作瓶颈,填料塔操作中,填料塔的任一部分、塔顶冷凝器、塔釜再沸器等 都可能成为操作瓶颈,这里所指的瓶颈是指装置已达到设计负荷需进一步提高分离效率和生 产能力,而装置中的某一设备或某一设备的某一部分限制了生产能力和分离效率的提高。 1、填料塔为操作瓶颈 填料塔在设计气液负荷范围内操作可取得所需的分离效率,超过此负荷范围,会导致分离 效率下降、压降升高泛塔等现象,多数情况下填料塔操作提高处理能力和分离效率的瓶颈是 填料塔本身。 (1) 填料塔处理能力的提高 ① 增、降压操作 若设备及工艺条件允许,适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。 在常压附近,提高压力可使处理量提高,低压、 相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大 时,增压操作对处理量提高最大。压力较高,有时降低压力可提高处理能力,在高压、相对挥发 度低及相对挥发度随压力升高而降低很大的场合,降压操作处理量提高较大。 ② 进料的预热 填料塔进料以上填料段和进料以下填料段通常并不是在同一泛点百分数下操作,普通精 馏通常为泡点进料,若将进料预热或预冷,可以使塔的上下段负荷发生变化,若进料段以下为 操作瓶颈,热进料可降低塔釜热负荷和下段气液相负荷,代价为上段气液相负荷有所增加。相 反,若上段为瓶颈,冷进料降低了上段的气液相负荷,代价是下段填料负荷有所增加。 这种方法提高幅度通常较小,但对进料以下气液比很大的场合,这种方法调节幅度较大, 这时对塔的效率影响也大。过热进料影响上段的分离效率,过冷进料影响下段的分离效率,一 般认为过冷进料对塔本身的分离效率影响不大,只有一块理论板,但对高效填料塔影响会超过 此值,对于液气比很高的场合影响也会超过此值。 过冷进料提高进料以上段的处理能力是以降低进料以下段的分离效率为代价的。液相过 热进料对塔体本身的分离效率影响很小,气相过热进料降低了进料以上段的分离效率。 ③ 增加操作的稳定性

填料塔阻力小,持液量低,耐波动性能差。填料塔在接近上限负荷操作,很小的波动就会使 塔超过负荷上限,效率下降,一旦效率下降,很难恢复,特别是理论级数多的塔,平衡时间很长,为 了能够使填料塔在上限操作,稳定操作,减少外界条件变化至关重要,好的控制系统起很大作 用,增强填料塔的操作稳定性,一般可提高 5%~10%的处理能力。 ④ 降低回收率 提高生产能力的另一办法是降低回流比,使回收率下降,这种方法虽不提倡,但工厂在生产 能力受限制时或多或少的不自觉地采用了。回收率降到某一数值后,继续降低收率提高处理 能力,不再经济。 因为收率再降低,产品的生产能力也不再提高。 采取以上措施应注意各液体 分布器的操作弹性。 (2)填料塔分离效率的提高 工厂经常会提出提高分离效率,以提高产品质量和收率的要求。 与提高处理能力类似,可采 用以下方法。 ① 增加回流 一个塔的分离效率一定,若不在最大负荷下操作,提高分离效率的最简单方法是增大回流 比。 ② 增、降压操作 前已叙述,一般物系压力上升,相对挥发度减小,降压操作可增大物系的相对挥发度,因此若 填料塔不在最大负荷下操作,可适当降压操作,提高分离效率;若填料塔已在最大负荷下操作, 可适当增压并增加回流比操作。 ③ 进料的预冷、预热 为了提高塔上段的分离效率,可采用预冷进料; 相反,为了提高塔下段的分离效率可采用预 热进料。 ④ 增强塔操作的稳定性 增强塔操作的稳定性同样可以提高塔的分离效率,如图 2 所示,产品中杂质含量低意味着 需要较高的分离效率,稳定操作时需要的分离级数较少。从能耗角度看,稳定操作能耗最少。 ⑤ 降低收率 减小产品采出量,使产品质量提高,但收率降低。 图 2 操作稳定性对产品质量的影响 2、塔顶冷凝器为操作瓶颈 塔顶冷凝器在操作后期经常会成为操作瓶颈,可采用以下措施: (1) 提高操作压力。压力升高塔顶温度提高,换热温差加大。 (2) 降低进料温度。 进料温度降低,进料以下内回流加大,从而减少上升蒸气量,减少塔顶热 负荷。 3、塔釜再沸器为操作瓶颈 塔釜再沸器为操作瓶颈可采取以下措施解决: (1) 降低操作压力。压力降低,塔釜温度降低,换热温差加大,加热量增加。 (2) 提高进料温度。进料温度提高,减少进料以下的内回流,从而减少了所需加热量。 五、填料塔常见故障诊断与处理 填料塔达不到设计指标统称为故障。 填料塔的故障可由一个因素引起,也可能同时由多个 因素引起,一旦出现故障,工厂总是希望尽快找出故障原因,以最少的费用尽快解决问题。 故障 诊断者应对塔及其附属设备的设计及有关方面的知识有很深的了解,了解得越多,故障诊断越 容易。故障诊断应从最简单最明显处着手,可遵循以下步骤: λ 若故障严重,涉及安全、环保或不能维持生产,应立即停车,分析、处理故障。

λ 若故障不严重,应在尽量减少对安全、环境及利润损害的前提下继续运行。在运行过 程中取得数据及一些特征现象,在不影响生产的前提下,做一些操作变动,以取得更多的数据 和特征现象。如有可能还可进行全回流操作,为故障分析提供分析数据。 λ 分析塔过去的操作数据,或与同类装置相比较,从中找出相同与不同点。 若塔操作由好 变坏,找出变化时间及变化前后的差异,从而找出原因。 λ 故障诊断不要只限于塔本身,塔的上游装置及附属设备,如泵、 换热器以及管道等都应 在分析范畴内。 λ 仪表读数及分析数据错误可能导致塔的不良操作。 每当故障出现,首先对仪表读数及 分析数据进行交叉分析,特别要进行物料平衡,热量平衡及相平衡分析,以确定其准确性。 λ 有些故障是由于设计不当引起的。 对设计引起故障的检查应首先检查图纸,看是否有 明显失误之处,分析此失误是否为发生故障的原因;其次,要进行流体力学核算,核算某处是否 有超过上限操作的情况;此外,还需对实际操作传质进行模拟计算,检查实际传质效率的高低。

精馏塔的操作来源

填料塔的操作是从物料平衡、热量平衡、相平衡及填料塔性能等几个方面考虑,通过控制系 统建立并调节塔的操作条件,使填料塔满足分离要求。

控制系统可采用手动、一般自动化仪表或智能计算机操作。

一、控制参数 塔操作控制的典型参数,其中 6 个流量参数:进料量、塔顶和塔釜产品流量、冷凝量、蒸发 量和回流量。

除流量参数外,还有压力、塔釜液位、回流罐液位、塔顶产品组成和塔釜产品组成等参数。

精馏塔常用控制参数

压力和液位控制是为了建立塔稳态操作条件, 液位恒定阻止了液体累积, 压力恒定阻止了气 体累积。对于一个连续系统,若不阻止累积就不可能取得稳态操作,也就不可能稳定。压力 是精馏操作的主要控制参数,压力除影响气体累积外,还影响冷凝、蒸发、温度、组成、相 对挥发度等塔内发生的几乎所有过程。

产品组成控制可以直接使用产品组成测定值,也可以采用代表产品组成的物性,如密度、蒸 气压等。最常用的是采用灵敏点温度。

二、填料塔操作瓶颈及解决方法

任何一个设计都不可能把装置中的每个设备及每个设备中的每个部分设计在同一最大负荷 百分数下操作, 而许多工厂则希望采取各种手段使装置生产能力达到最大, 这就使装置中的 至少一个部分成为操作瓶颈,填料塔操作中,填料塔的任一部分、塔顶冷凝器、塔釜再沸器 等都可能成为操作瓶颈, 这里所指的瓶颈是指装置已达到设计负荷需进一步提高分离效率和 生产能力,而装置中的某一设备或某一设备的某一部分限制了生产能力和分离效率的提高。 1、填料塔为操作瓶颈

填料塔在设计气液负荷范围内操作可取得所需的分离效率, 超过此负荷范围, 会导致分离效 率下降、 压降升高泛塔等现象, 多数情况下填料塔操作提高处理能力和分离效率的瓶颈是填 料塔本身。 (1)填料塔处理能力的提高

①增、降压操作

若设备及工艺条件允许,适当增、降塔压是提高填料塔处理能力的最好办法。

在常压附近,提高压力可使处理量提高,低压、相对挥发度高及相对挥发度随压力变化不大 时,增压操作对处理量提高最大。压力较高,有时降低压力可提高处理能力,在高压、相对

挥发度低及相对挥发度随压力升高而降低很大的场合,降压操作处理量提高较大。

②进料的预热

填料塔进料以上填料段和进料以下填料段通常并不是在同一泛点百分数下操作, 普通精馏通 常为泡点进料,若将进料预热或预冷,可以使塔的上下段负荷发生变化,若进料段以下为操 作瓶颈,热进料可降低塔釜热负荷和下段气液相负荷,代价为上段气液相负荷有所增加。相 反,若上段为瓶颈,冷进料降低了上段的气液相负荷,代价是下段填料负荷有所增加。

这种方法提高幅度通常较小,但对进料以下气液比很大的场合,这种方法调节幅度较大,这 时对塔的效率影响也大。过热进料影响上段的分离效率,过冷进料影响下段的分离效率,一 般认为过冷进料对塔本身的分离效率影响不大, 只有一块理论板, 但对高效填料塔影响会超 过此值,对于液气比很高的场合影响也会超过此值。

过冷进料提高进料以上段的处理能力是以降低进料以下段的分离效率为代价的。 液相过热进 料对塔体本身的分离效率影响很小,气相过热进料降低了进料以上段的分离效率。

③增加操作的稳定性

填料塔阻力小,持液量低,耐波动性能差。填料塔在接近上限负荷操作,很小的波动就会使 塔超过负荷上限,效率下降,一旦效率下降,很难恢复,特别是理论级数多的塔,平衡时间 很长,为了能够使填料塔在上限操作,稳定操作,减少外界条件变化至关重要,好的控制系 统起很大作用,增强填料塔的操作稳定性,一般可提高 5%~10%的处理能力。

④降低回收率

提高生产能力的另一办法是降低回流比,使回收率下降,这种方法虽不提倡,但工厂在生产 能力受限制时或多或少的不自觉地采用了。 回收率降到某一数值后, 继续降低收率提高处理 能力,不再经济。因为收率再降低,产品的生产能力也不再提高。采取以上措施应注意各液 体分布器的操作弹性。 (2)填料塔分离效率的提高

工厂经常会提出提高分离效率,以提高产品质量和收率的要求。与提高处理能力类似,可采 用以下方法。

①增加回流

一个塔的分离效率一定, 若不在最大负荷下操作, 提高分离效率的最简单方法是增大回流比。

②增、降压操作

前已叙述,一般物系压力上升,相对挥发度减小,降压操作可增大物系的相对挥发度,因此 若填料塔不在最大负荷下操作,可适当降压操作,提高分离效率;若填料塔已在最大负荷下

操作,可适当增压并增加回流比操作。

③进料的预冷、预热

为了提高塔上段的分离效率,可采用预冷进料;相反,为了提高塔下段的分离效率可采用预 热进料。

④增强塔操作的稳定性 增强塔操作的稳定性同样可以提高塔的分离效率, 如图 2 所示, 产品中杂质含量低意味着需 要较高的分离效率,稳定操作时需要的分离级数较少。从能耗角度看,稳定操作能耗最少。

⑤降低收率

减小产品采出量,使产品质量提高,但收率降低。 2、塔顶冷凝器为操作瓶颈

塔顶冷凝器在操作后期经常会成为操作瓶颈,可采用以下措施: (1)提高操作压力。压力升高塔顶温度提高,换热温差加大。 (2)降低进料温度。进料温度降低,进料以下内回流加大,从而减少上升蒸气量,减少塔顶 热负荷。 3、塔釜再沸器为操作瓶颈

塔釜再沸器为操作瓶颈可采取以下措施解决: (1)降低操作压力。压力降低,塔釜温度降低,换热温差加大,加热量增加。 (2)提高进料温度。进料温度提高,减少进料以下的内回流,从而减少了所需加热量。

三、填料塔常见故障诊断与处理

填料塔达不到设计指标统称为故障。 填料塔的故障可由一个因素引起, 也可能同时由多个因 素引起,一旦出现故障,工厂总是希望尽快找出故障原因,以最少的费用尽快解决问题。故 障诊断者应对塔及其附属设备的设计及有关方面的知识有很深的了解, 了解得越多, 故障诊 断越容易。故障诊断应从最简单最明显处着手,可遵循以下步骤:

若故障严重,涉及安全、环保或不能维持生产,应立即停车,分析、处理故障。

若故障不严重,应在尽量减少对安全、环境及利润损害的前提下继续运行。在运行过程中取 得数据及一些特征现象,在不影响生产的前提下,做一些操作变动,以取得更多的数据和特

征现象。如有可能还可进行全回流操作,为故障分析提供分析数据。

分析塔过去的操作数据, 或与同类装置相比较, 从中找出相同与不同点。 若塔操作由好变坏, 找出变化时间及变化前后的差异,从而找出原因。

故障诊断不要只限于塔本身,塔的上游装置及附属设备,如泵、换热器以及管道等都应在分 析范畴内。

仪表读数及分析数据错误可能导致塔的不良操作。 每当故障出现, 首先对仪表读数及分析数 据进行交*分析,特别要进行物料平衡,热量平衡及相平衡分析,以确定其准确性。

有些故障是由于设计不当引起的。 对设计引起故障的检查应首先检查图纸, 看是否有明显失 误之处,分析此失误是否为发生故障的原因;其次,要进行流体力学核算,核算某处是否有 超过上限操作的情况;此外,还需对实际操作传质进行模拟计算,检查实际传质效率的高低。

精馏塔在开工前要进行水联运的,以水模拟物料,进行试车,一般运行运行 7~20 天,对于 精馏塔内的铁锈或油类基本可以除去, 假若油类对于产品影响比较大的话, 就有必要考虑其 他办法了! 但是对于塔内件的焊渣,就必须除去,否则会影响液体的分布效果! !

新塔安装好后首先要做的是热紧 就是以水代料蒸馏,在此过程中把所有法兰连接处重新紧固 然后整个塔系统灌水打压试漏 没有问题了再以水代料蒸馏两次 确认放下来的水是干净的 如果不干净 再用乙醇蒸馏两次,确认无可见杂质和油污 方可为清洗干净

精馏操作基本知识 1、何为相和相平衡: 答: 相就是指在系统中具有相同物理性质和化学性质的均匀部分, 不同相之间往往有一个相 界面,把不同的相分别开。系统中相数的多少与物质的数量无关。如水和冰混合在一起,水 为液相,冰为固相。一般情况下,物料在精馏塔内是气、液两相。 在一定的温度和压力下, 如果物料系统中存在两个或两个以上的相, 物料在各相的相对量以 及物料中各组分在各个相中的浓度不随时间变化,我们称系统处于平衡状态。平衡时,物质 还是在不停地运动, 但是, 各个相的量和各组分在各项的浓度不随时间变化, 当条件改变时, 将建立起新的相平衡,因此相平衡是运动的、相对的,而不是静止的、绝对的。比如:在精 馏系统中,精馏塔板上温度较高的气体和温度较低的液体相互接触时,要进行传热、传质, 其结果是气体部分冷凝, 形成的液相中高沸点组分的浓度不断增加。 塔板上的液体部分气化, 形成的气相中低沸点组分的浓度不断增加。但是这个传热、传质过程并不是无止境的,当气 液两相达到平衡时,其各组分的两相的组成就不再随时间变化了。 2、何为饱和蒸汽压? 答:在一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱 和蒸汽压,它随温度的升高而增加。众所周知,放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈 少。如果把纯水放在一个密闭容器里,并抽走上方的空气,当水不断蒸发时,水面上方气相 的压力,即水的蒸汽所具有的压力就不断增加。但是,当温度一定时,气相压力最中将稳定 在一个固定的数值上,这时的压力称为水在该温度下的饱和蒸汽压。 应当注意的是, 当气相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值是, 液相的水分子仍然不断地气 化,气相中的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度, 液体量才没有减少,气体量也没有增加,气体和液体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸汽 所具有的压力为其饱和蒸汽压时,气液两相即达到了相平衡。 3、何为精馏,精馏的原理是什么? 答:把液体混合物进行多次部分汽化,同时又把产生的蒸汽多次部分冷凝,使混合物分离为 所要求组分的操作过程称为精馏。 为什么把液体混合物进行多次部分汽化同时又多次部分冷凝, 就能分离为纯或比较纯的组分 呢?对于一次汽化,冷凝来说,由于液体混合物中所含的组分的沸点不同,当其在一定温度 下部分汽化时,因低沸点物易于气化,故它在气相中的浓度较液相高,而液相中高沸点物的 浓度较气相高。这就改变了气液两相的组成。当对部分汽化所得蒸汽进行部分冷凝时,因高 沸点物易于冷凝, 使冷凝液中高沸点物的浓度较气相高, 而为冷凝气中低沸点物的浓度比冷 凝液中要高。 这样经过一次部分汽化和部分冷凝, 使混合液通过各组分浓度的改变得到了初 步分离。如果多次的这样进行下去,将最终在液相中留下的基本上是高沸点的组分,在气相 中留下的基本上是低沸点的组分。由此可见,多次部分汽化和多次部分冷凝同时进行,就可 以将混合物分离为纯或比较纯的组分。 液体气化要吸收热量,气体冷凝要放出热量。为了合理的利用热量,我们可以把气体冷凝时 放出的热量供给液体气化时使用,也就是使气液两相直接接触,在传热同时进行传质。为了 满足这一要求, 在实践中, 这种多次部分汽化伴随多次部分冷凝的过程是逆流作用的板式设 备中进行的。所谓逆流,就是因液体受热而产生的温度较高的气体,自下而上地同塔顶因冷 凝而产生的温度较低的回流液体(富含低沸点组分)作逆向流动。塔内所发生的传热传质过 程如下 1)气液两相进行热的交换,利用部分汽化所得气体混合物中的热来加热部分冷凝所 得的液体混合物;2)气液两相在热交换的同时进行质的交换。温度较低的液体混合物被温 度较高的气体混合物加热二部分汽化。此时,因挥发能力的差异(低沸点物挥发能力强,高 沸点物挥发能力差) 低沸点物比高沸点物挥发多, , 结果表现为低沸点组分从液相转为气相,

气相中易挥发组分增浓;同理,温度较高的气相混合物,因加热了温度较低的液体混合物, 而使自己部分冷凝,同样因为挥发能力的差异,使高沸点组分从气相转为液相,液相中难挥 发组分增浓。 精馏塔是由若干塔板组成的,塔的最上部称为塔顶,塔的最下部称为塔釜。塔内的一块塔盘 只进行一次部分汽化和部分冷凝,塔盘数愈多,部分汽化和部分冷凝的次数愈多,分离效果 愈好。 通过整个精馏过程, 最终由塔顶得到高纯度的易挥发组分, 塔釜得到的基本上是难挥发的组 分。 4、什么是露点? 答:把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却,当冷却到某一温度时,产生的第一个微小 的液滴,此温度叫做该混合物在指定压力下的露点温度,简称露点。处于露点温度下的气体 称为饱和气体。从精馏塔顶蒸出的气体温度,就是处在露点温度下。值得注意的是:第一个 野地不是纯组分, 塔时露点温度下与气相平衡的液相, 其组成有相平衡关系决定。 由此可见, 不同组成的气体混合物,塔的露点是不同的。 5、什么是泡点? 答:液体混合物在一定压力下加热到某一温度时,液体中出现的第一个很小的气泡,即刚开 始沸腾时的温度叫该液体在指定压力下的泡点温度, 简称泡点。 处于泡点温度下的液体称为 饱和液体,即精馏塔的釜温温度。应该说明,这第一个很小的气泡,也不是纯组分,它的组 成也是有相平衡关系决定的。 6、什么是沸点? 答:当纯液体物质的饱和蒸汽压等于外压时,液体就会沸腾,此时的温度叫做该液体在指定 压力下的沸点。 纯物质的沸点是随外界压力的变化而改变的。 当外界压力增大时, 沸点升高, 外界压力降低时,沸点降低。对于纯物质来说,在一定压力下,泡点、露点、沸点均为一个 数值。 7 什么是潜热? 答: 单位重量的纯物质在相变 (在没有化学反应的条件下, 物质发生了相态的改变, 称相变。 如水结成冰或水汽化成水蒸气等成为相变过程。 )过程吸收或放出的热叫潜热。如 1 公斤水 由液态受热变成水蒸气的过程中所吸收的热叫水的汽化潜热,常用单位为千卡/公斤。值得 注意的是, 在相变时温度和压力都是不变的, 否则不能称之为潜热。 因此, 在说潜热数值时, 要说明在什么温度什么压力下,进行何种相变过程。如 1 公斤水在 760 毫米汞柱压力,100 摄氏度下汽化,汽化潜热为 539.6 千卡。相反,在此条件下,水蒸汽冷凝释放出来的热,称 为冷凝潜热,数值与上相等。混合物的潜热可以实测或计算,其数值的大小除了和组分的性 质有关外,还和组分的含量有关,不是一个固定的数值。 8、什么是显热? 答:纯物质在不发生相变和化学反应的条件下,因温度的改变而吸收或放出的热量叫显热。 9 什么是回流比 答:在精馏过程中,混合液加热后所产生的蒸汽由塔顶蒸出,进入塔顶冷凝器。蒸汽在此冷 凝 (或部分冷凝) 成液体, 将其一部分冷凝液返回塔顶沿塔板下流, 这部分液体叫做回流液; 将另一部分冷凝液(或未凝蒸汽)从塔顶采出,作为产品。回流比就是回流液量与采出量的 重量比,通常以通常以 R 来表示,即 R=L/D 式中 R-回流比 L-单位时间内塔顶回流液体量,公斤/小时。 D-单位时间内塔顶采储量,公斤/小时。

10、什么是最小回流比? 答:在规定的分离精度要求下,即塔顶、塔釜采出的组成一定时,逐渐减少回流比,此时所 谓的理论板数逐渐增加。当回流比减少到某一数值时,所需的理论板数增加至无数多,这个 回流比的数值, 成为完成该项预定分离任务的最小回流比。 通常操作时的实际回流比取为最 小回流比的 1.3~2 倍。 11、什么是全回流? 答:在精馏操作中,把停止塔进料、塔釜出料和塔顶出料,将塔顶冷凝液全部作为回流液的 操作,成为全回流。全回流操作,多半用在精馏塔的开车初期,或用在生产不正常时精馏塔 的自生循环操作中。 12、最适宜回流比是怎样确定的? 答:对固定分离要求的过程来说,当减少回流比时,运转费用(主要表现在塔釜加热量和塔 顶冷量)将减少,所需塔板数将增加,塔的投资费用增大;反之,当增加回流比时,可减少 塔板数,却增加了运转费用。因此,在设计时应选择一个最适宜的回流比,以使投资费用和 经常运转的操作费用之和在特定的经济条件下最小, 此时的回流比称之为最适宜回流比。 最 适宜回流比取为最小回流比的 1.3~2 倍。 13、什么是精馏塔的压力降? 答:所谓精馏塔的压力降,就是平时所说的塔釜和塔顶的压力差。对板式塔来说,塔板压降 主要是由三部分组成的,即干板压力降、液层压力降和克服液体表面张力的压力降。塔釜与 塔顶的压力差是全塔每块塔板压力降的总和。 所谓干板压力降,就把精馏塔内上升的气体(或蒸汽)通过没有液体存在的塔板时,所产生 的压力降;当气体穿过每层塔板上的液体层时产生的压力降,叫做液层压力降;气体克服液 体表面张力所产生的压力降,叫液体表面张力压力降。 对于固定的塔来说,在正常操作中,塔压力降主要随上升气体的流速大小而变化,有经验表 明,塔压力降与气体流速的平方成正比。 14、什么是空塔速度?它与孔速有什么关系? 答: 空塔速度是指单位时间内精馏塔上升蒸汽的体积与塔截面积的比, 即塔内上升蒸汽在单 位时间内流动的距离。单位为米 3/秒。米 2 或米/秒。公式为:W=VsAa 式中 W—空塔速度,米/秒; Vs—上升蒸汽体积流量,米 3/秒; Aa—塔的总截面积,米 2。 ∵Aa=0.785D2 (D 是塔内径,米) ∴W=Vs/0.785D2 孔速度是指单位时间内通过升气孔道的上升蒸汽的体积与孔道总截面的比, 即上升气体穿过 升气孔道的流速,单位为米 3/秒。米 2 或米/秒,公式:W 孔=Vs/AT 式中:W 孔—孔速度,米/秒; AT—升气孔道总截面积,米 2。 因为升气孔道总截面积是由塔板开孔率决定的,设开孔率为 Φ, 则式为:W 孔=Vs/0.785D2Φ=W/Φ 空塔速度是影响精馏操作的重要因素之一。 对于已经确定的塔来说, 如果在允许的范围内提 高空塔速度,则能提高塔的生产能力。当空塔速度提高到一定限度时,气液两相在塔板上因 接触时间过短,而且会产生严重的雾沫夹带,破坏塔的正常操作。一般是以雾沫夹带量不大 于 10%来确定空塔速度,称为最大允许速度。 当空塔速度过低时,不利于气体穿过孔道,甚至托不住上层塔板的液体,塔板上的液体可以 经升气孔倒流至下层塔板,这种现象称之为液体泄漏。泄漏严重时,会降低精馏塔的分离效

果,特别是筛板塔、浮阀塔、舌形塔,尤其是这样。 15、什么是塔的开孔面积?开孔率是怎样确定的? 答:在精馏塔内流动着从下往上的蒸汽和从上往下的液体,而且它们要同时通过每层塔板。 气体通过塔板的通道叫升气孔道, 升气孔道的总截面积就是每块塔板的开孔面积。 浮阀塔的 开孔面积就是所有浮阀孔截面积的总和。 开孔截面积的选定, 就是根据生产负荷的大小和允许蒸汽的速度确定的。 通常所说的开孔率 就是选定的开孔面积和空塔总截面积的比值,以 Φ 表示,即: Φ=AT/Aa×100% 式中 Φ—开孔率 AT—开孔总截面积,米 2 Aa—空塔总截面积,米 2 有时为了适应塔中各板或各段不同的气体负荷, 设计时可以选用不同的开孔率。 开孔率不同, 其传质效率也不同。另外,开孔率对塔的处理能力也有很大的影响。在相同塔径中,处理能 力随开孔率的增加而相应的提高;对于同一处理能力而言,开孔率增加,则塔径可以减小, 因此开孔率是设计中的重要指标之一。 16、什么是液泛? 答:在精馏操作中,下层塔板上的液体涌至上层塔板,破坏了塔的正常操作,这种现象叫做 液泛。 液泛形成的原因,主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大,超过了最大允许速度所造成的。另 外在精馏操作中,也常常遇到液体负荷太大,使溢流管内液面上升,以至上下塔板的液体连 在一起,破坏了塔的正常操作的现象,这也是液泛的一种形式。以上两种现象都属于液泛, 但引起的原因是不一样的。 17、什么是雾沫夹带? 答:雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。在传质过程中,大量雾沫夹带 会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中, 从而降低产品的质量, 同时会降低传质过程中的 浓度差,只是塔板效率下降。对于给定的塔来说,最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上 升速度。 影响雾沫夹带量的因素很多,诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学 性质等。同时还必须指出:雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。虽然影响雾沫夹 带量的因素很多, 但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。 对于固 定的塔来说,雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。但是,如果增大塔板间的距离,扩 大分离空间,则相应提高空塔速度。 18、什么是液体泄漏? 答:塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。在精馏操作中,如上升气 体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层, 甚至低于液层所具有的位能, 这时就会托不住液 体而产生泄漏。 空塔速度越低, 泄漏越严重。 其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下 层塔板,不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去,致使塔板效率下降。因此,塔板的适宜 操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的, 正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板 上液体量的 10%。泄漏量的大小,亦是评价塔板性能的特性之一。筛板、浮阀塔板和舌形 塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。 19、什么是操作弹性? 答:操作弹性是指上升气体速度的最小允许值(负荷下限)到最大允许值(负荷上限)之间 的范围。上升气体速度在此范围变动时,精馏塔能在一定的分离效果下,维持正常的操作。

前面已经谈过,精馏塔的负荷上限是以上升蒸汽的雾沫夹带量不超过蒸汽流量的 10%为限 制;负荷下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的 10%为限制。 一般的说,浮阀塔操作弹性最大,有的试验表明负荷上限与负荷下限之比可达 7~9 左右,泡 罩塔次之,筛板塔最小。应当注意的是,当上升气体速度变化时,塔板效率要变化,这会引 起分离效果发生变化。 20、什么是返混现象? 答:在有降液管的塔板上,液体横过塔板与气体呈错流状态,液体中易挥发组分的浓度降沿 着流动的方向逐渐下降。 但是当上升气体在塔板上是液体形成涡流时, 浓度高的液体和浓度 低的液体就混在一起,破坏了液体沿流动方向的浓度变化,这种现象较做返混现象。返混现 象能导致分离效果的下降。 返混现象的发生,受到很多因素的影响,如停留时间、液体流动情况、流道的长度、塔板的 水平度、水力梯度等。 21、什么是物料平衡?物料平衡在精馏操作中的意义是什么? 答:物料平衡是质量不灭和转换守恒定律在化工上的应用。对于任何一个生产过程来说,按 重量计,物料转化量应为产品生成量和物料损失量之和。 通过物料衡算,可以知道原料转化为产品的情况及损失量的大小,以便寻求改善的途径。物 料衡算对整个过程或过程的某个阶段同样适用; 可对参与过程的全部物质进行衡算, 也可以 对任意组分进行衡算。 在操作中随时掌握精馏塔的物料平衡情况对于一个操作工来说是一个最基本和最起码的要 求。物料平衡掌握不好,一种是进料多,采出少;另一种是进料少,采出多。这两种情况都 不是正常操作,影响产品的质量和数量。 因此,为了使精馏塔处于最佳条件下操作,为了提高产品的质量和数量,降低能耗,减少加 工损失,在实际操作中必须经常进行物料衡算,调整操作。 22、什么是最适宜的进料板位置? 答: 最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下, 具有最大分离能力 的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。 在化学工业中, 多数精馏塔都设有两个以上的进料板, 调节进料板的位置是以进料组分发生 变化为依据的。当进料组分中的轻关键组分比正常操作较低时,应将进料板的位置向下移, 以增加精馏段的板数,从而提高精馏段的分离能力。反之,进料板的位置向上移,则是为增 加提馏段的板数,以提高提馏段的分离能力。 总之, 在进料板上进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组 分的含量, 而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。 这样就使进料后不至于破坏塔内 各层塔板上的物料组成,从而保持平稳操作。 23、什么是塔板效率? 答:在精馏塔的实际操作中,由于受到传质时间和传质接触面积的限制,不能达到气液平衡 状态, 即塔板上蒸汽中所含的低沸点组分的浓度较与液相达到平衡时的蒸汽中所含的低沸点 组分的浓度要低,因此一块实际塔板的作用总不及一块理论塔板的作用。从这个概念出发, 塔板效率可以表示为理论板数与实际板数之比。 影响塔板效率的因素主要有: (1)气相与液相交换的快慢; (2)塔板上气液相混合的程度; (3)上升蒸汽夹带液体雾滴进入上层塔板的数量和塔板的液体泄漏量。 上述三方面的因素又受塔板的设计和布置, 操作条件以及所处理物料的物理性能等影响。 塔 板的设计和布置包括:塔板几何尺寸,塔板间距,溢流堰高度,开孔率,升气孔的排列等。 操作条件包括:上升蒸汽速度,塔板上液体停留的时间,温度和压力等。处理物料的物理性 能包括:相对挥发度,蒸汽与液体的粘度和重度,扩散系数和表面张力等。附带指出,物料

的物理性质随塔中操作温度和压力的不同而变化。 生产中,选择塔板型式时,塔板应满足如下要求(1)板效率高; (2)生产能力大,即允许 的气液相负荷都较高, 使尺寸较小的塔能完成较大的生产任务; (3) 操作稳定, 操作弹性好; (4)经济耐用,消耗钢材少; (5)便于操作和检修。 24、什么是填料的当量高度? 答:填料的当量高度也叫填料的等板高度。相当于一层理论板分离程度所需的填料高度,亦 可论述为与一层理论塔板的作用相当的填料高度。 25、什么是填料的喷淋密度? 答: 填料的喷淋密度也叫液体的质量速度。 每小时每平方米塔的横截面所喷淋的液体千克质 量数。 26、什么是填料层的持液量? 答: 填料层操作时, 在填料空隙中及填料表面上所积存的液量称为持液量, 其表示单位为 (m3 液体/m3 塔容积) 。持液量可分为两部分: (1)静持液量:当填料塔停止喷淋液体及停止排滴后塔内所积持的液量称为静持量。净持 量只取决于填料的特性和液体的性质,而与液体喷淋量无关。 (2)动持量:当填料塔停止喷淋液体后排出来的液体量称为动持量。动持量除了与填料及 液体特性有关外,还与液体的喷淋密度有关,但在载点以下时,与气速无关。静持量与动持 量之和,即为总持液量。 27、什么是填料塔?有什么优、缺点? 答:填料塔在塔内装有一定高度的填料,属于气液连续接触的传质设备。塔内的上升蒸汽沿 着填料的孔隙由下而上的流动; 塔顶留下的液体沿着填料表面自上而下的流动。 气液两相间 的物质与热的传递,是借助于在填料表面上形成较薄的液膜表面进行的。 填料塔突出的优点是:流体流动的阻力小,结构简单,钢材用量少, 造价低, 安装检修方便, 填料便于用耐腐蚀的材料制成。 28、在使用填料时都有哪些要求? 答:首先,由于填料和塔壁之间的缝隙较填料层中间的缝隙为大,故液体容易向塔壁流动而 影响传质效果,通常称这为边壁效应。过去认为,填料直径越大,边壁效应越严重。一般填 料塔要求塔径 D 与填料直径 d 之比大于 10:1。对于高塔而言,则边壁效应更为严重,因此, 常用分段填装或用液体再分布起来解决这一问题。一般情况下,填料装填的高度 H 与填料 塔径之比为 2~6 是较为适宜。 其次,对填料的排序也有要求。当 D/d 大于 8 时,填料最好采用整齐排放。当填料乱堆时, 设备内应先加水,然后把填料放到水中,以免破碎造成堵塞,填料装完后,再把水放掉。 第三,当填料塔停车后,应检查填料的破损和污染情况,并决定清洗或更换。 29、浮阀塔板的结构是怎样的?是怎样工作的? 答: 浮阀塔是我国近十余年来广为使用的一种新型企业传质设备。 目前它广泛应用在石油化 工中,并取得了令人满意的效果。 浮阀塔的结构较为简单,主要结构有受液盘,降液管,溢流堰,浮阀和塔板。 30、浮阀塔板有哪些优缺点? 答:浮阀塔板的性能兼有泡罩塔板与多孔塔板的优点,并改进了它们的缺点。泡罩塔板由于 齿缝开度是固定的,因此其对蒸汽负荷变动的适应性能不好。汽速小时,气液接触不好,气 速大时,又易使蒸汽吹开液体。多孔塔板虽然结构简单,处理能力大,但操作弹性比较小, 对于浮阀塔来说,阀片的开度则随汽速而变。低气速时,阀片在重力作用下自动落下,以减 少泄漏。所以,浮阀塔的效率较高,操作弹性大, 能较好的适应进料量的变化, 有实验表明, 其最大负荷与最小负荷的比可达到 7~9 左右。浮阀塔结构简单,自由截面积较大,造价比

泡罩塔降低 12~15%,处理能力比泡罩塔板提高 20~40%左右。由于浮阀塔板的蒸汽是水 平吹入液层,因此,气液搅动较好,雾沫夹带小,接触时间长,传质效果好,其效率比泡罩 塔板药膏 15%。 浮阀塔板的主要缺点是蒸汽沿上升蒸汽气孔的周边喷出, 仍然有液体的逆向混合, 因而会降 低传质效率。另外,阀片容易被卡住、锈住或粘住,影响开启。 31、塔高、塔径对产量和质量有什么影响? 答:塔径主要影响生产能力,塔高主要影响产品纯度。 塔径与生产能力的关系可以用下式来说明。 D=(v/0.785w)1/2 式中 D----塔的直径, 米; v----塔内蒸汽的体积流量, 米 3/秒 w----空塔流速, 米/秒。 对一定的塔来说,空塔流速是有一定限制的。在一定的空塔速度下,塔内蒸汽的体积流量越 大,则需要的塔径越大;同理,塔径越大,则允许的塔内蒸汽负荷越大,即生产能力越大, 因此塔径是影响生产能力的主要因素。 塔的高度,在板效率和板间距确定的情况下,决定与实际塔板数。而实际塔板数又是由最小 理论塔板数决定的。最小理论塔板数愈多,而实际塔板数也愈多。 塔径、塔高对生产的影响是辩证地,不可截然分开的。例如,增加塔高,则可减少回流比, 从而提高生产能力;而增加塔径,则可加大回流比,达到降低塔高的目的。 32、精馏操作的影响因素有哪些? 答: 除了设备问题以外, 精馏操作过程的影响因素主要有以下几个方面: 塔的温度和压力 (包 括塔顶、塔釜和某些有特殊意义的塔板) ;进料状态;进料量;进料组成;进料温度;塔内 上升蒸汽速度和蒸发釜的加热量;回流量;塔顶冷剂量;塔顶采出量和塔底采出量。塔的操 作就是按照塔顶和塔底产品的组成要求来对这几个影响因素进行调节。 33、精馏塔操作压力的变化对精馏操作有什么影响? 答: 塔的设计和操作都是基于一定的压力下进行的, 因此一般的精馏塔总是先要保持压力的 恒定。塔压波动对塔的操作将产生如下的影响。 (1) 响产品质量和物料平衡 改变操作压力,将使每块塔板上的气液相平衡的组成发生改变。压力升高,则气相中的重组 份减少,相应的提高了气相中的轻组分的浓度;液相中的轻组分含量增加,同时也改变了气 液相的重量比,使液相量增加,气相量减少。总的结果是:塔顶馏分中的轻组分浓度增加, 但数量却相对减少;釜液中的轻组分浓度增加,釜液量增加。同理,压力降低,塔顶馏份的 数量增加, 轻组分浓度降低; 釜液量减少, 轻组分浓度减少。 正常操作中应保持恒定的压力, 但若操作不正常,引起塔顶产品中重组分浓度增加时,则可采用适当升高操作压力的办法, 使产品质量合格,但此时液相中轻组分的损失增加。 (2) 变组分间的相对挥发度 压力增加,组分间的相对挥发度降低,分离效率下降,反之亦然。 (3)改变塔的生产能力 压力增加,组分的重度增大,塔的处理能力增大。 (4)塔压的波动 这将引起温度和组成间对应关系的混乱。 我们在操作中经常以温度作为衡量产品质量的间接 标准,但这只有在塔压恒定的情况下才是正确的。当塔压改变时,混合物的露点、泡点发生 改变,引起全塔的温度分布发生改变,温度和产品质量的对应关系也将发生改变。 从以上分析来看,改变操作压力,将改变整个塔的工作状况,因此在正常操作中应维持恒定

的压力, 只有在塔的正常操作受到破坏时, 才可以根据上述分析, 在工艺指标允许的范围内, 对塔的压力进行适当的调整。 应当指出,在精馏操作过程中,进料量、进料组成和进料温度的改变,塔釜加热蒸汽量的改 变、回流量、回流温度、塔顶冷剂量的改变以及塔板的堵塞等,都有可能引起塔压的波动, 此时我们应先分析塔压波动的原因,及时处理,使操作恢复正常。 34、进料状态对精馏操作有什么影响? 答:进料情况有五种(1)冷进料; (2)泡点进料; (3)气液混合进料; (4)饱和蒸汽进料; (5)过热蒸汽进料。为了便于分析,令 每公斤分子进料液体变成饱和蒸所需热量 δ= 每公斤分子进料的汽化潜热 从上式可以看出:冷进料时 δ>1,泡点进料时 δ=1,气液混合进料时 0<δ<1,饱和蒸汽进料 时 δ=0,过热蒸汽进料时 δ<0。 当进料状况发生变化(回流比、塔顶馏出物的组成为规定值)时,δ 值也将发生变化,这直 接影响到提馏段回流量的改变, 从而使提馏段操作线方程式改变, 进料板的位置也随之改变, δ 线位置的改变,将引起理论塔板数和精馏段、提馏段塔板数分配的改变。对于固定进料状 况的某个塔来说,进料状况的改变,将会影响到产品质量及损失情况的改变。 例如,某塔应为泡点进料,当改为冷液进料时,则精馏段塔板数过多,提馏段塔板数不足, 结果是塔顶产品质量可能提高, 而釜液中的轻组分的蒸出则不完全。 若改为气液混合进料或 者饱和蒸汽、过饱和蒸汽进料,则精馏段的塔板数不足,提馏段的塔板数过多,其结果是塔 顶产品种重组分含量超过规定, 釜液中轻组分含量比规定值低, 同时增加了塔顶冷剂的消耗 量,减少了塔釜的热剂消耗。 生产中多用泡点进料,此时,精馏段、提馏段上升蒸气的流量相等,故塔径也一样,设计计 算也比较方便。 35、进料量的大小对精馏操作有什么影响? 答:进料量的大小对精馏操作的影响可分为下述两种情况来讨论。 (1)进料量变动范围不超过塔顶冷凝器和加热釜的负荷范围时,只要调节及时得当,对顶 温和釜温不会有显著的影响,而只影响塔内上升蒸汽速度的变化。进料量增加,蒸汽上升的 速度增加,一般对传质是有利的,在蒸汽上升速度接近液泛速度时,传质效果为最好。若进 料量再增加,蒸汽上升速度超过液泛速度时,则严重的雾沫夹带会破坏塔的正常操作。进料 量减少, 蒸汽上升速度降低, 对传质是不利的, 蒸汽速度降低容易造成漏液, 降低精馏效果。 因此,低负荷操作时,可适当的增大回流比,提高塔内上升蒸汽的速度,以提高传质效果。 应该说明, 上述结论是以进料量发生变动时, 塔顶冷剂量或釜温热剂量均能作相应的调整为 前提的。 (2)进料的变动范围超出了塔顶冷凝器或加热釜的负荷范围,此时,不仅塔内上升蒸汽的 速度改变而且塔顶温度、塔釜温度也会相应的改变,致使塔板上的气液相平衡组成改变,塔 顶和塔釜馏分的组成改变。 例如, 液相进料时, 若进料量过大, 则引起提馏段的回流也很快增加, 在热剂不够的前提下, 将引起提馏段温度降低,釜温中轻组分浓度增大,釜液的流量增大,这同时也会引起上升蒸 汽中轻组分量增加,致使全塔温度下降,顶部馏出物中的轻组分纯度提高。 当气液两相混合进料时,若进料量突然增加过快,将使精馏段内蒸汽量突然增加,同时使提 馏段内回流液量也突然增加,在冷剂、热剂不够的前提下,前者是精馏段的温度上升,后者 是提馏段的温度下降;前者引起塔顶馏分中重组份浓度增加,使产品质量不合格,后者引起 塔釜馏份中轻组分的浓度增加,损失加大。

当全部为气相进料, 进料量突然增加过大时, 首先应想到是精馏段内上升蒸汽的量突然增加, 随之而来的是塔顶的气相馏出物量增加,回流比减小,塔顶温度上升,提馏段的温度上升。 前者使塔顶产品中重组分含量增加, 塔内回流液体中中组份含量也增加; 后者使塔底产品中 重组份的浓度增加。 综上所述,不管进料状况如何,进料量过大的波动,将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条 件,造成塔顶、塔釜产品质量不合格或者物料损失增加。因此,应尽量使进料量保持平衡, 即使在需要调节时,也应该缓慢进行。 36、进料组成的变化对精馏操作有什么影响? 答:进料组成的变化,直接影响精馏操作,当进料中重组分的浓度增加时,精馏段的负荷增 加。对于固定了精馏段板数的塔来说,将造成重组份带到塔顶,使塔顶产品质量不合格。 若进料中的轻组分的浓度增加时,提馏段的负荷增加。对于固定了提馏段塔板数的塔来说, 将造成提馏段的轻组分蒸出不完全,釜液中轻组分的损失加大。 同时,进料组成的变化还将引起全塔物料平衡和工艺条件的变化。组份变轻,则塔顶馏分增 加,釜液排出量减少。同时,全塔温度下降,塔压升高。组份变重,情况相反。 进料组成变化时,可采取如下措施。 (1)改进料口。组份变重时,进料口往下改;组份变轻时,进料口往上改。 (2)改变回流比。组份变重时,加大回流比;组份变轻时,减少回流比。 (3)调节冷剂和热剂量。根据组成变动的情况,相应地调节塔顶冷剂和塔釜热剂量,维持 顶、釜的产品质量不变。 37、进料温度的变化对精馏操作有什么影响? 答:进料温度的变化对精馏操作的影响是很大的。总的来讲,进料温度降低,将增加塔底蒸 发釜的热负荷,减少塔顶冷凝器的冷负荷。进料温度升高,则增加塔顶冷凝器的冷负荷,减 少塔底蒸发釜的热负荷。当进料温度的变化幅度过大时,通常会影响整个塔身的温度,从而 改变气液平衡组成。例如:进料温度过低,塔釜加热蒸汽量没有富余的情况下,将会使塔底 馏份中轻组份含量增加。进料温度的改变,意味着进料状态的改变,而后者的改变将影响精 馏段、提馏段负荷的改变。因此,进料温度是影响精馏塔操作的重要因素之一。 38、塔内上升蒸汽的速度和蒸发釜加热量的波动对精馏操作有什么影响? 答:塔内上升蒸汽的速度的大小,直接影响着传质效果。板式塔(例如泡罩塔)内上升蒸汽 是通过泡罩的齿缝已鼓泡的形式与液体进行热量和质量交换的, 一般的说, 塔内最大的蒸汽 上升的速度应比液泛的速度小一些。工艺上常选择最大允许速度为液泛速度的 80%。速度 过低会使塔板效率显著下降。 影响塔内上升蒸汽速度的主要因素是蒸发釜的加热量。 在釜温保持不变的情况下, 加热量增 加,塔内上升蒸汽的速度加大;加热量减少,塔内上升蒸汽的速度减小。 应该注意,加热量的调节范围过大、过猛,有可能造成液泛或漏液。 39、回流比的大小对精馏操作有什么影响? 答:操作中改变回流比的大小,以满足产品的质量要求是经常遇到的问题。当塔顶馏份重组 份含量增加时,常采用加大回流的方法将重组份压下去,以使产品质量合格。当精馏段的轻 组份下到提馏段造成塔下部温度降低时,可以用适当减少回流比的方法以使釜温度提起来。 增加回流比,对从塔顶得到产品的精馏塔来说,可以提高产品质量,但是却要降低塔的生产 能力,增加水、电、气的消耗。回流比过大,将会造成塔内物料的循环量过大,甚至能导致 液泛,破坏塔的正常操作。 40、塔顶冷剂量的大小对精馏操作有什么影响? 答:对采用内回流操作的塔(例如冷凝蒸出塔) ,其冷剂量的大小,对精馏操作的影响是比 较显著的;同时,也是影响回流量波动的主要因素。内回流塔的回流量是靠塔顶冷凝器的负

荷来调节的。当冷剂量无相变时,冷凝器的负荷主要有冷剂量进入的多少来调节。如果操作 中冷剂量减少,塔顶温度升高,从而流量减少,塔顶温度升高,塔顶产品中重组份的含量增 加,纯度下降;如冷剂量增加,情况正相反。当冷剂有相变时,即液体冷剂蒸发吸热,在冷 剂量充分的情况下,调节冷剂蒸发压力高低所带来的回流量变化,将更为灵敏。 对于外回流的塔,同样会由于冷剂量的波动,在不同程度上影响精馏塔的操作。例如,冷剂 量的减少,将使冷凝器的作用变差,冷凝液量减少,而在塔顶产品的液相采出量作定值调节 时,回流量势必减少。假如冷凝器还有过冷作用(即通常所说的冷凝冷却器)时,则冷剂量 的减少,还会引起回流液温度的升高。这些都会使精馏塔的顶温升高,塔顶产品中重组份含 量增多,质量下降。 41、塔顶采出量的大小对精馏操作有什么影响? 答:精馏塔塔顶采出量的大小和该塔进料量的大小有着相互对应的关系,进料量增加,采出 量应增大。 采出量只有随进料量变化时,才能保持塔内固定的回流比,维持塔的正常操作,否则将会破 坏塔内的气液平衡。 例如,当进料量不变时,若塔顶采出量增大,则回流比势必减少,引起各板上的回流液量减 少,气液接触不好,传质效率下降;同时操作压力也下降,各板上的气液相组成发生变化。 结果是重组份背带到塔顶,塔顶产品的质量不合格。 在强制回流的操作中,如果进料量不变,塔顶采出量突然增大,则易造成回流液贮槽抽空。 回流液一中断,顶温就升高,这同样也会影响塔顶产品的质量下降。 如果进料量加大,但塔顶采出量不变,其后果是回流比增大,塔内物料增多,上升蒸汽速度 增大,塔顶与塔釜的压差增大,严重时会引起液泛。 42、塔底采出量的大小对精馏操作有什么影响? 答:塔釜保持稳定的液面,是维持釜温恒定的首要条件。塔釜液面的变化,又主要决定于塔 底采出量的大小。 当塔底采出量过大时,会造成塔釜液面降低或抽空。这将是通过蒸发釜的釜液循环量减少, 从而导致传热不好,轻组分蒸不出去,塔顶、塔釜的产品均不合格。如果是利用列管式蒸发 釜,由于循环液量太大,使釜液经过上半部列管时形成过热蒸汽,表现为挥发管的气体温度 较高, 而釜温却较低。 如果塔底采出量过小, 将会造成塔釜液面过高, 增加了釜液循环阻力, 同样造成传热不好,釜温下降。 另外,维持一定的釜液面还起着液封的作用,以确保安全生产。 43、塔的安装对精馏操作有什么影响? 答:不同的物料和不同的工艺过程,对塔设备提出的要求是不同的。但是,一般总希望塔设 备的分离能力高, 生产能力大, 操作稳定。 对于一个定型的塔设备来说, 由于安装上有问题, 就可能会达不到以上的要求。如塔身、塔板、溢流口等,在安装时若不符合要求,都有可能 对精馏操作带来影响。 (1)塔身 塔身要求垂直,一般的倾斜度不能超过千分之一,否则将会在塔板上造成死区, 对于小直径的精馏塔来说,如果塔板的安装是先分节安装,然后再组装的话,则塔身的不垂 直将直接影响全塔的所有塔板的水平度,使塔的效率降低。 (2)塔板 塔板要求水平,其水平度用水平仪测定不能超过±2 毫米。如果塔板不水平,将 造成板面上的液层高度不均, 塔内上升蒸汽易从液层高度较小的浅处穿过, 从而降低塔板的 效率。 (3)溢流口 溢流口与下层塔板的距离,用根据生产能力和下层塔板的溢流堰的高度而定。 但必须满足溢流口插入受液盘的液体中, 以封住上升蒸汽。 如果溢流口与下层塔板的距离太 近,则可能造成上层塔板的回流也不能顺利流入下层塔板,使上层塔板的液层增高,下层塔

板的压力增大, 严重时造成液泛。 溢流口过高, 超过溢流堰的高度时, 上升的蒸汽“走短路”, 从溢流管直接上升到上层塔板,起不到液封作用,影响塔板效率。 安装时,对于各种具体的塔板类型都有不同程度的要求,如果不按要求去安装,将可能使塔 的生产效率大大下降。 44、填料塔在操作上有什么要求? 答:填料塔的操作中,蒸汽速度的大小,对传质效率有直接的影响。气速小时,接触面仅限 于填料的表面,传质效率不高,随气速的增加,传质效率有所提高,但当气速超过了最大允 许速度时,将会产生液泛现象,这就是操作中不允许的。 喷淋密度的大小对填料塔的精馏效果也有一定的影响。 当喷淋密度很小时, 填料表面则不能 完全被液体所湿润,使精馏效率下降;当喷淋密度过大时,液体又会不经过填料表面而沿塔 壁流下,这种现象更为严重,也就是我们常说的壁流或漏液现象,会使精馏效率更低。 45、精馏塔的操作应该掌握好哪三个平衡? 答:精馏塔的操作应该掌握好以下三个平衡: (1)物料平衡体现了塔的生产能力,它主要是靠进料量和塔顶、塔底采储量来调节。当塔 的操作不符合总的物料平衡式时,这可以从塔压差的变化上看出,进得多,取得少,则塔压 差上升。对于一个固定的精馏塔来说,塔压差应该在一定范围内。塔压差过大,说明塔内上 升的蒸汽速度过快,雾沫夹带严重,甚至发生液泛,破坏塔的正常操作;塔压差过小,表明 塔内上升蒸汽的速度过小,塔板上的气液湍动的程度过低、传质效果差,使塔板产生漏液, 降低塔板效率。 如果精馏塔不符合对某组分的物料平衡式时,将有两种表现: A、轻组分的采出量超过了物料平衡的量,在这种情况下,将使塔内的物料组成变重,全塔 的温度逐步升高,塔顶馏分中重组份的浓度增加,以致使质量不合格。 B、另一种情况是重组份的采出量超过了物料平衡的量,全塔的物料组成将随着操作的进行 而逐渐变轻,塔身温度下降,特别是釜温明显下降,釜液中轻组分的浓度增加。 由此可见, 物料平衡掌握不好, 将使整个塔的操作处于混乱状况, 达不到预期的目的。 另外, 如果正常的物料平衡受到破坏,那么,气液相平衡也达不到预想的效果,随之而来的热量平 衡也得重新调整。所以物料平衡是塔操作中的一个关键环节。 (2)气液平衡主要体现了产品的质量和损失情况。它是靠调节塔的操作条件(温度、压力) 及塔板上气液接触的情况来达到的。因为,只有在温度、压力固定时,才能确定气液平衡组 成。精馏塔的操作温度和压力是根据塔的分离任务(即关键组分的分离浓度)决定的。当温 度、压力发生变化时,气液平衡所决定的组成就发生了变化,产品的质量或损失情况也发生 了变化。 但是, 气液相平衡的组成又是靠在每块塔板上的气液互相接触进行传质和传热而实 现的。这就是说,气液相平衡和物料平衡密切相关。物料平衡掌握的好,塔内上升蒸汽的速 度合适,气液接触好,则传质效率高,每块板上的气液组成就愈接近于平衡组成,也就是常 说的板效率高,反之亦然。当然,温度、压力也会随着物料平衡的改变而变化。总之,汽液 平衡的组成与物料平衡有着密不可分的关系。反过来,温度、压力的改变又可造成塔板上气 相和液相相对量的改变,从而破坏原来的物料平衡。例如,釜温低于规定值,会使塔板上的 液相量增加,蒸汽量减少,釜液量增加,顶部产物量减少;当顶温高于规定值时,就会使塔 板上的气相量增加,液相量减少,顶部产物量增加,釜液量减少。这些都会破坏原来的物料 平衡。 (3)热量平衡是物料平衡和气液相平衡得以实现的基础。没有塔釜供热就没有上升蒸汽, 没有塔顶冷凝就没有回流液, 整个精馏过程就无法实现。 而热量平衡又是依附于物料平衡和 气液相平衡的。例如,进料量或组成发生了改变,则塔釜耗热量和塔顶冷剂量均应作相应的 改变。塔的操作压力、温度发生了改变(即气液平衡组成改变) ,则每块板上气相冷凝的放

热量和液体气化的吸收热量也会发生改变。例如,加热釜的供热不够,就会造成塔釜温度达 不到规定值,致使:①物料平衡破坏,釜液排出量增多,塔顶馏出量减少,对塔顶得到产品 的工艺过程来说,塔的生产能力下降;②气液平衡破坏,塔内上升蒸气量减少,气液接触变 差,传质效率下降,同时气相中重组份含量减少,液相中轻组分含量增加,釜液中轻组分损 失加大。 由以上分析可知:掌握好物料平衡、汽液平衡、热量平衡是精馏操作的关键所在。这三个平 衡是能够互相影响,互相制约的,操作中通常以物料平衡的变化为主,相应地调节热量平衡 去达到气液相平衡的目的。 46、精馏操作中影响塔压变化的因素有哪些?该如何调节? 答:影响塔压变化的因素有以下几个方面:塔顶温度;塔釜温度;进料组成;进料流量;回 流量;冷剂量;冷剂压力等的变化以及仪表故障、设备和管道的冻堵,都可以引起塔压的变 化。 在生产中,当以上因素变化引起塔压变化时,控制塔压的调节机构就会自动动作,使塔压恢 复正常。当塔压发生变化时,首先要判断引起变化的原因,而不要简单地只从调节上使塔的 压力恢复正常,要从根本上消除变化的原因,才能不破坏塔的正常操作。例如:当冷剂量不 足或塔顶冷凝其设备出现故障时引起塔压升高时, 若不采取正常的处理方法, 而只是加大塔 顶采出量来恢复正常的塔压,就有可能使重组份带到精馏段,造成塔顶产品质量不合格。又 如,釜温过低引起塔压降低时,若不提釜温,而单靠减少塔顶采出量来恢复正常塔压,将造 成釜液中轻组分大量增加。当釜温突然升高,引起塔压上升时,重要的是恢复塔釜正常的温 度,而不是单靠增加冷剂量和加大塔顶采出量来降低塔压;否则将容易产生液泛,破坏塔的 正常操作。 由于设备原因而影响了塔压的正常调节时, 应当考虑改变其他操作因素以维持生 产,严重时则要停工检修。 47、在精馏操作中如何调整进料口的位置? 答:通常,精馏塔进料口有三个,安装在塔的不同高度上。生产中应根据具体情况,选择适 当的进料口,必要时还需进行调整。按照最佳进料板位置的含义可知,对进料温度在泡点或 接近泡点时进料的精馏塔,进料口的选择是依据进料的组成与进料板的组成相一致而决定 的。一般说来,当被分离混合物中易挥发组份增多时,就选用位置较高的进料口,进料状态 改变时也相应地调整进料口,进料温度降低时,用位置较高的进料口;反之,用位置较低的 进料口。 48、对采用强制回流的精馏塔,回流突然中断是什么原因?怎样处理? 答:回流突然中断的原因可能是: (1) 、回流液泵的电机跳闸; (2) 、回流液贮槽内的物料抽空; (3) 、回流液泵不上量; (4) 、对低沸点的回流液,因温度过高或泵的输出量过小,物料在泵内气化而不上量。 应根据引起回流中断的原因,采取相应的措施处理。假如故障不能在短时间内排除,则应按 临时停车处理。 49、精馏操作中出现液泛现象如何处理? 答:精馏操作中出现液泛现象时,正常的操作要受到破坏,这时要分析产生液泛的原因,做 出相应的处理。 若是设备问题引起的, 应该停车检修; 若是操作不当, 釜温突然上升引起的, 则应停止或减少进料量,稍降釜温,停止塔顶采出,进行全回流操作,使带到塔顶去的难挥 发组份慢慢地流到塔釜。 当生产不允许停止进料时, 可将釜温控制在稍低于正常的操作温度 下,加大塔顶的采出量,减小回流比,当塔压降至正常值后,再将操作条件恢复正常。这种 操作只能保证产品的数量,而不能保证产品的质量。

50、控制精馏塔的釜液面有什么意义? 答:塔釜液面的稳定是保证精馏塔的平稳操作的重要条件之一。 只有塔釜液面稳定时, 才能保证塔釜传热稳定以及由此决定的塔釜温度、 塔内的上升蒸汽流 量、塔釜液组成稳定等的稳定,从而确保塔的正常生产。 釜液面的调节,多半是用釜液的排除量来控制的。釜液面增高,排出量增大,釜液面降低, 排出量减少。也有用加热釜的热剂量来控制釜液面的,釜液面增高,热剂量加大。但是只知 道这些还是不够的,还必须了解影响釜液面变化的原因,才能有针对性的进行处理。 影响釜液面变化的原因主要有以下五个方面。 (1) 、釜液组成的变化 在压力不变的前提下,降低釜温,就改变了塔底的气液平衡组成, 加大了釜液量和釜液中轻组份的含量。在釜液采出不变的情况下,将使釜液面增高。发生这 种现象时,应首先恢复正常的釜温,否则,会造成大量的轻组份损失。 (2) 、进料组成的变化 当进料中重组份含量增加时,根据物料衡算,釜液量将增加,此时 应相应的加大釜液的排出量, 否则釜液面会升高。 如果保持正常的釜液排出量而用升高釜温 的方法去维持正常的釜液面,那么将会使重组份带到塔顶,造成塔顶产品的质量下降。 (3) 、进料量的变化 进料量增大,釜液排出量应相应地加大,否则釜液面会升高。 (4) 、调节机构失灵 调节机构失灵时,应该自动调节为手动调节,同时联系检修。 (5) 、在开车初期时,由于塔板上液体较少,还没有处于良好的气液接触状态,大量的轻组 份容易进入塔釜,其被塔釜气化的量一时还满足不了塔内热量的要求。因此,对于刚开车的 塔,应在进料之前,对加热釜先适当预热,在塔釜见液面后就要适量供热,否则将会使釜温 不易提起,使釜液面过高,釜液排出量增大,以至釜液中轻组份的损失增大


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