精餾塔工作原理及動(dòng)圖

精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式氣液接觸裝置，也是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的一種傳質(zhì)傳熱裝置。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(guò)精餾過(guò)程可以獲得這種高純度的產(chǎn)品。

01 精餾原理

精餾是利用混合液中各組分的沸點(diǎn)或揮發(fā)性差異，經(jīng)過(guò)連續(xù)多次部分氣化、多次部分冷凝，使輕重組分完全分離的單元操作。

02 精餾塔主要結(jié)構(gòu)

精餾塔主要包括：再沸器、冷凝器、精餾塔。

再沸器：再沸器對(duì)釜液加熱至沸騰，提供一定流量的上升蒸汽，同時(shí)部分釜液作為塔釜產(chǎn)品采出。

塔頂冷凝器：將進(jìn)入塔頂?shù)纳仙羝淠淠阂徊糠至魅胨?nèi)為回流液、一部分采出為塔頂產(chǎn)品。

塔板：塔板上液相和氣相充分接觸混合，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，每一塊塔板氣相和液相雙向傳質(zhì)，上升蒸汽部分冷凝，下降回流液部分氣化，逐級(jí)使輕、重組分進(jìn)一步分離。每一塊塔板相當(dāng)于進(jìn)行一次蒸餾。

03 精餾塔分類

1、板式塔：篩板塔、泡罩塔、浮閥塔

在圓柱形殼體內(nèi)按一定間距水平設(shè)置若干層塔板，液體靠重力作用自上而下流經(jīng)各層板后從塔底排出，各層塔板上保持有一定厚度的流動(dòng)液層；氣體則在壓強(qiáng)差的推動(dòng)下，自塔底向上依次穿過(guò)各塔板上的液層上升至塔頂排出。氣、液在塔內(nèi)逐板接觸進(jìn)行質(zhì)、熱交換，故兩相的組成沿塔高呈階躍式變化。

1）篩板塔結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：塔板上有許多均勻小孔，孔徑3-8mm（10-25mm），篩孔呈△排列，塔板上設(shè)溢流堰。操作時(shí)氣體通過(guò)篩孔分散成細(xì)小氣流，鼓泡通過(guò)液層。正常操作時(shí)，上升氣流能阻止液體液體經(jīng)篩孔向下漏液。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；塔板液面落差小，流動(dòng)阻力小，氣體壓降低；生產(chǎn)能力大，塔板效率高（與泡罩塔比，氣體分散好，氣液接觸充分）。缺點(diǎn)：操作彈性小（氣道面積固定，不能調(diào)節(jié)）；篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、粘度大的物料。

2）泡罩塔結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：升氣管+泡罩（帶齒縫），操作時(shí)，液體橫向流過(guò)塔板，溢流堰保持一定液層厚度，沿升氣管上升氣體折流經(jīng)過(guò)齒縫進(jìn)入液層，被分散成細(xì)小的氣泡或流股，在板上形成鼓泡層和泡沫層。優(yōu)點(diǎn)：不易漏液，操作彈性大（維持塔板效率基本不變，氣流負(fù)荷允許波動(dòng)的范圍）；塔板不易堵塞（齒孔較大）缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；塔板壓降大，流體阻力大；霧沫夾帶嚴(yán)重；生產(chǎn)能力及塔板效率較低（氣液接觸越充分效率越高）。泡罩塔已經(jīng)逐漸被篩板、浮閥塔取代，很少使用。

3）浮閥塔結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：開孔+可浮動(dòng)閥片，操作時(shí)，由閥孔上升的氣流經(jīng)閥片與塔板間隙沿水平方向進(jìn)入液層，增加氣液接觸時(shí)間，浮閥開度隨氣體負(fù)荷可變，當(dāng)氣量低時(shí)，氣體可通過(guò)靜止開度的縫隙而鼓泡；高氣量時(shí)，閥片浮起，開度增大。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；生產(chǎn)能力達(dá)（較大開孔率，大于泡罩20%-40%，接近篩板）；操作彈性大（閥片可升降，容許的氣速波動(dòng)范圍比泡罩或篩板要寬）；塔板效率較高（氣體水平吹入液層，氣液接觸時(shí)間長(zhǎng)）；氣體壓降及液面落差小（氣、液經(jīng)過(guò)閥片時(shí)阻力小）缺點(diǎn)：處理易結(jié)焦、高粘度的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；操作時(shí)閥片易脫落或卡死，造成塔板效率和操作彈性下降。

2、填料塔

在圓柱形殼體內(nèi)裝填一定高度的填料，液體經(jīng)塔頂噴淋裝置均勻分布于填料層頂部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流經(jīng)填料層后自塔底排出；氣體則在壓強(qiáng)差推動(dòng)下穿過(guò)填料層的空隙，由塔的一端流向另一端。氣液在填料表面接觸進(jìn)行質(zhì)、熱交換，兩相的組成沿塔高連續(xù)變化。

1）填料類型

04 板式塔與填料塔比較