精馏技术培训课件(ppt共106张)

1、精馏技术培训 基础理论及操作实践目录精馏基础理论板式塔简介及发展趋势填料塔简介及发展趋势精馏塔操作策略及控制方案1.1.1 蒸馏的应用 液体产品的精制汽油煤油柴油其他油品石油苯甲苯二甲苯等煤焦油目的：对液体混合物的分离，提取或回收有用组分。依据：液体混合物中各组分挥发性的差异。1.1.2 蒸馏分离的目的和依据乙醇水加热汽相:醇富集液相:水富集冷凝冷却乙醇产品废水乙醇水体系的蒸馏分离挥发性高（乙醇），称为易挥发组分或轻组分（A）挥发性低（水） ， 称为难挥发组分或重组分（B）二元蒸馏液体混合物：(酒精水溶液) 液体混合物 加热部分汽化 气相：yA, yB 液相：xA, xB 液相冷凝必有： yA

2、 xA, yB x ，故平衡曲线在对角线的上方； 平衡线离对角线越远，挥发性差异越大，物系越易分离。精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)1.3.1 简单蒸馏和平衡蒸馏 简单蒸馏又称为微分蒸馏，瑞利（Rayleigh)1902年提出了该过程数学描述方法，故该蒸馏又称之为瑞利蒸馏。 1. 装置2. 特点：间歇非定态。一次进料。xD, xW不是一对平衡组成。适合于大的组分。一 、 简单蒸馏精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)二、平衡蒸馏(又叫闪蒸)1. 流程2. 特点:一次进料，粗分xi, yi是一对平衡组成W(液)、xD( 气)、y精

3、馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)1.3.2 精馏原理精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)1、多次部分汽化和多次部分冷凝 1.3.2 精馏原理通过多次部分气化和多次部分冷凝，最终可以获得几乎纯态的易挥发组分和难挥发组分，但得到的气相量和液相量却越来越少。 精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)2. 有回流的多次部分汽化和多次部分冷凝 精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)缺点：1.收率低；2.设备重复量大，设备投资大；3.能耗大，过程有相变。问题：工业上如何实现？精馏技术

4、培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)进料板：原料液进入的那层塔板。精馏段：进料板以上的塔段。提馏段：进料板以下（包括进料板）的塔段。1.3.3 连续精馏装置流程. 连续精馏装置精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)目录精馏基础理论板式塔简介及发展趋势填料塔简介及发展趋势精馏塔操作策略及控制方案精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)塔盘主要结构精馏技术培训课件(PPT106页)精

5、馏技术培训课件(PPT106页)塔板流动状态精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)降液管受液区溢流堰安定区开孔区俯视图边缘固定区精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)二、气液两相接触状态鼓泡接触状态稳定的气泡表面泡沫接触状态更新的液膜表面喷射接触状态更新的液滴表面精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页) 生产上对塔器的要求生产上对塔器在工艺上及结构上提出的要求有下列几方面： 1 分离效率高-达到一定分离程度所需塔的高度低。 2 生产能力大-单位塔截面积处理量大。3 操作弹性（flexibility）大-对一

6、定的塔器，操作时气液流量（亦称气液负荷）的变化会影响分离效率。若分离效率最高时的气液负荷作为最佳负荷点，可把分离效率比最高效率下降15%的最大负荷与最小负荷之比称为操作弹性。工程上常用的是液、气负荷比, 作为气相与液相的操作弹性。操作弹性大的塔必然适应性强，易于稳定操作。 精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)4 气体阻力小-气体阻力小可使气体输送的功率消耗小。对真空精馏来说，降低塔器对气流的阻力可减小塔顶，底间的压差，降低塔的操作压强，从而可降低塔底溶液泡点，降低对塔釜加热剂的要求，还可防止塔底物料的分解。 5 结构简单，设备取材面广-便于加工制造与维修，价格低

7、廉，使用面广。 精馏技术培训课件(PPT106页)精馏技术培训课件(PPT106页)对于一块塔板，气液间的相对流向有两种类型： 错流式 液体沿水平方向横过塔板，气体则沿与塔板垂直方向由下而上穿过板上的孔通过塔板，气液呈错流。筛板塔、浮阀塔及泡罩塔等的操作均属此类型。这种类型塔的结构特点是具有降液管。降液管提供了液体从一块塔板流至其下一块塔板的通道。 逆流式 气液皆沿与水平塔板相垂直的方向穿过板上的孔通过塔板。气体由下而上，液体由上而下，气液呈逆流。淋降筛板塔即属此类型。此类型塔板没有降液管。 4.1.2 板式塔的类型 这两种类型的塔，就全塔而言，气液皆呈逆流。两种类型的塔在操作时板上都有积液，

8、气体穿过板上小孔后在液层内生成气泡。板上泡沫层便是气液接触传质的区域。板式塔的塔板类型一、泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年提出的最早工业规模应用的板式塔型式 。二、筛板塔（筛板塔约于1832年开始用于工业生产）筛板塔的主要结构及功能：筛孔 提供气体上升的通道；2. 溢流堰 维持塔板上一定高度的液层，以保证在 塔板上气液两相有足够的接触面积；3. 降液管 作为液体从上层塔板流至下层塔板的通道。生产实践说明：1、只要筛板塔设计合理，操作得当，筛板塔不仅可稳定操作，而且操作弹性可达23，能满足生产要求。 2、筛板塔比起泡罩塔，生产能力可增大10%15%，板效率约提高15%，单板压降可降低30

9、%左右，造价可降低20%50%。 三、浮阀塔：浮阀塔是廿世纪五十年代初开发的一 种新塔型。 阀片上各部件的作用：阀脚：浮阀有三条带钩的腿。将浮阀放进筛孔后，将其腿上的钩扳转，可防止操作时气速过大将浮阀吹脱。 定距片：浮阀边沿冲压出三块向下微弯的“脚”。当筛孔气速降低浮阀降至塔板时，靠这三只“脚”使阀片与塔板间保持2.5mm左右的间隙；在浮阀再次升起时，浮阀不会被粘住，可平稳上升。 能力比较：浮阀塔的生产能力比泡罩塔约大20%40%，操作弹性可达49，板效率比泡罩塔约高15%，制造费用为泡罩塔的60%80%，为筛板塔的120%130%。 三种常用浮阀的主要尺寸 阀型主要尺寸F1型（重阀）V-4型

10、T型筛孔直径，mm阀片直径，mm阀片厚度，mm最大开度，mm静止开度，mm阀片质量，g394828.52.5323439425263950281.02.03032三种塔板的比较:1. 生产能力： 筛板 浮阀 泡罩；2. 压降： 泡罩 浮阀 筛板；3. 操作弹性： 浮阀 泡罩 筛板；4. 造价： 泡罩 浮阀 筛板；5. 板效率： 浮阀、筛板相当 泡罩。 四、其他类型塔板1. 舌形塔板与浮动舌形塔板2. 导向筛板3. ADV浮阀塔板ADV塔盘的鼓泡状态2）负荷性能图的分析 VC操作点操作线操作极限目录精馏基础理论板式塔简介及发展趋势填料塔简介及发展趋势精馏塔操作策略及控制方案填

11、料 vs 塔板塔板 持液量大 压降大填料 持液量小压降小填料适合减压塔（压降小）散堆填料适合小塔径散堆填料材质选择面宽散堆填料更适合易发泡体系散堆填料 vs 规整填料对于运行于液体喷淋密度的低压力体系，规整填料表现优于散堆填料 ( 5m 的液滴除雾率达到99.8%以上，对 840m 的液滴，除雾效率可达100%。TJCW型除雾器除雾机理各种形式TJCW型除雾器5400 TJCW型除雾器防 壁 流 圈在填料安装过程中，填料与塔壁之间存在一定的缝隙，为防止产生气液因壁流而短路，需在此间隙加防壁流圈。防壁流圈可与填料做成一体，也可分开到塔内组装。小直径整圆盘填料的防壁流圈常与填料做成一体，有时身兼两

12、职，既做防壁流圈，又起捆绑填料的作用；300板波纹填料防壁流圈分块式防壁流圈对于大直径的塔，可采用分块的防壁流圈。催化蒸馏技术将催化反应过程和蒸馏分离过程合为一体反应工程方法，在同一个催化蒸馏塔反应器中同时进行反应和分离的操作。该过程可以不断地将反应活性中心上生成的反应产物及时转移离开反应区，使反应平衡向生成目的产物的方向移动，反应热也可以同时用来作为蒸馏过程所需的气化热。优点：转化率高、选择性好、产品纯度高、能耗低、投资省板式催化蒸馏塔1 - 升气孔2 - 塔板3 - 底隙4 - 催化剂筐5 - 集液板6 - 催化剂4 - 提液管8 - 填料9 - 填料筐10 - 塔板液层(1)在塔板的进口

13、堰、出口堰附近规则排列装有催化剂包的多孔盒，利用塔板上液体的自然流动，在催化剂表面进行反应，再利用塔板进行分离；(2)将催化剂置于降液管底部，利用塔板的自然降液，在催化剂表面进行反应，再利用塔板进行分离。(3)采用活性材料载体与催化剂制成一体化塔板。这种塔板的造价较高，塔板强度较差，较难大规模应用。填料催化蒸馏塔1 - 波纹规整填2 - 催化剂单元由于催化剂位于支承件的波纹或缝隙中，外表面完全暴露于气液相中，气液两相在催化剂表面高速湍动更新，很好地解决了催化精馏反应中的外扩散问题，可减少催化剂用量。一般是采用丝网或多孔材料将催化剂包裹起来卷成一定形状的单元，再堆积成催化反应精馏床层。 检验全电

14、脑控制的国内最大的12m液体分布器水力学实验平台。 水 力 学 实 验 平 台 检验 研发精馏实验室，其中冷模：600 mm。热模：400 mm可以测试填料和塔盘的压降、通量、泛点、载点、效率等数值。为研发和设计提供了有效地保证。 塔内件 塔内件 高性能分布器 塔内件 塔内件 分布器 塔内件 槽盘式气液收集分布器 槽桶式气液收集分布器 升气管式液体收集分布器 槽式液体分布器 分布器塔内件 管式液体分布器 喷射式液体分布器 塑料管式液体分布器 箱式分布器 塔内件 塔内件 填料压圈/支承 遮板式液体收集器 驼峰支承 双切环流式进气初始分布器 塔内件除沫器 抽屉式丝网除沫器 丝网除沫器 塔内件塔盘

15、泡罩塔盘 垂直塔盘 梯形浮阀 F1型浮阀 塔内件导向梯型浮阀塔盘 塔内件C276 材质固阀塔盘目录精馏基础理论板式塔简介及发展趋势填料塔简介及发展趋势精馏塔操作策略及控制方案与传统的方法相比较PCACFCdPCFCACTCTC动态矩阵控制方法有约束多目标多自由度多变量PCAIFCdPIAITCTCDMCFC工程案例：加氢裂化炼油过程单元进料 重瓦斯油1段反应器转化:氮 - NH3硫 - H2S2段反应器将60%的重油裂解为汽油和其他轻组分精馏预闪蒸: 移出 C4、s和一些轻馏分主分馏器: 分离汽油、石脑油、循环油加氢裂化流程图HydrotreaterReactor Fresh FeedHydr

16、ocrackerReactorRecycle GasHeaterFuel GasMainFractionatorRecycleOilNaphthaPreflashTo GasPlantGasolineSeparatorMake-upHydrogenRecycleCompressor预闪蒸塔控制器配置 To Main FractionatorTR-02WABTFeed fromHydrocrackerValvePositionFuel GasSetpointMultivariablePredictiveController ControllerSetpoints& LimitsFeedforwa

17、rdVariablesFin FansSetpointO/H ACCUMULATORSetpointControlledVariablesTo Gas PlantControlledVariableManipulated VariablesManipulated VariablesPREFLASHFTPFTPFL预闪蒸塔控制模型OverheadDrumLevelOverheadFanPositionTray 32TemperatureBottomTemperatureHydrocrackerWABTFeed toColumnOverhead CondenserTemperatureRefluxFlowFuel Flow toReboil FurnaceValve PositionReboil Exchanger项目实施效益分析与初步设计 (benefit analysis and preliminary design)软测量仪表开发 (inferential sensors development)预测试 (pre-test)动