精馏设备的整个过程

时间:2016-09-26 12:23 浏览次数:
【概要】:精馏设备(rectification equipment,distillation equipment )精馏操作所用的设备,主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。...

  

  精馏设备(rectification equipment,distillation equipment )精馏操作所用的设备,主要包括精馏塔及再沸器和冷凝器。

  精馏塔 完成精馏操作的主体设备。塔体为圆筒形,塔内设有供汽液接触传质用的塔板(见板式塔)或填料(见填充塔)。在简单精馏塔中,只有一股原料引入塔中,从塔顶和塔底分别引出一股产品。随化工生产的发展,出现了多股进料和多股出料或有中间换热的复杂塔。在实际生产中,常有组分相同而组成不同的几宗物料都需要分离。如果把这些物料混合以后进行分离,则能耗较大。为此可在塔体适当位置设置多个进料口,将各宗物料分别加入塔内。例如裂解气深冷分离的脱甲烷前冷流程,就是将四宗组成和温度都不相同的液化裂解气在不同位置送入脱甲烷塔进行精馏的。在精馏塔内,汽液两相的组成沿塔高逐渐发生变化。因此,在塔体不同高度上设置出料口,可以得到组成不同的产品,这称为侧线出料。石油炼制工业中的常压塔和减压塔,就是通过侧线出料得到不同产品的实例。

  在精馏塔内汽液两相的温度自上而下逐渐增加,塔顶最低,塔底最高。如果塔底和塔顶的温度相差较大,可在精馏段设置中间冷凝器,在提馏段设置中间再沸器(图1[带中间再沸器和中间冷凝器的精馏塔] 以降低操作费用。供热费用取决于传热量和所用载热体的温位。在塔内设置的中间冷凝器,可用温位较高、价格较便宜的冷却剂,使上升气体部分冷凝,以减少塔顶低温冷却剂的用量。

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图1 带中间再沸器和中间冷凝器的精馏塔

  同理,中间再沸器可用温位较低的加热剂,使下降液体部分汽化,以减少塔底再沸器中高温加热剂的用量。 再沸器 用以将塔底液体部分汽化后送回精馏塔,使塔内汽液两相间的接触传质得以进行。小型精馏塔的再沸器,传热面积较小,可直接设在塔的底部,通称蒸馏釜。大型精馏塔的再沸器,传热面积很大,与塔体分开安装,以热虹吸式和釜式再沸器最为常用。

  精馏设备中的热虹吸式再沸器是一垂直放置的管壳式换热器(图2[ 垂直热虹吸式再沸器] )。

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图2  垂直热虹吸式再沸器


液体在自下而上通过换热器管程时部分汽化,由在壳程内的载热体供热。它的优点是液体循环速度快,传热效果好,液体在加热器中的停留时间短;但是,为产生液体循环所需的压头,这种精馏塔的底座较高。釜式再沸器通常水平放置(图3[釜式再沸器] ),在釜内进行汽液分离,可降低塔座高度;但加热管外的液体是自然对流的,传热效果较差,液体在釜内停留时间也长,因而不适于粘度较大或稳定性较差的物料。

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图3[釜式再沸器] 

  冷凝器 用以将塔顶蒸气冷凝成液体,部分冷凝液作塔顶产品,其余作回流液返回塔顶,使塔内汽液两相间的接触传质得以进行。最常用的冷凝器是管壳式换热器。小型精馏塔的冷凝器可安装在精馏塔顶部;大型的冷凝器则单独安装,并设有回流槽,回流液用泵送至塔顶。

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