精馏操作分析课件

精馏操作分析化工原理1精馏操作分析精馏塔的性能与操作密切相关，影响精馏操作的因素除与设备有关外，还与塔的温度和压力（包括塔顶、塔釜和某些有特殊

意义的塔板）、进料热状况、进料量、进料组成、进料温度、塔

内上升蒸气速度和再沸器的加热量、回流量、塔顶冷却剂量、塔

顶采出量和塔底采出量等因素有关。操作条件的变化有时会导致

精馏塔操作不正常，因此需对塔的操作进行分析，一方面为塔的

操作提供适宜的操作条件，以提高塔的生产能力，降低生产成本；另一方面针对不同工况进行分析，为出现故障时及时、准确地分

析原因，及时排除故障恢复正常生产。2精馏操作分析物料平衡的影响与制约一、根据精馏塔全塔物料衡算方程F=D+W和FxF=DxD+Wxw知，塔顶采出量受进料量F、进料组成、馏出液的量D、馏出液组成、塔釜采出量W及组成的制约，当进料流量、组成以及分离要求确定，则塔顶采出量就不能随意删减。如果增大塔顶采出量，则回流量势必减少，引起塔板上的液体量减少，气液接触时间缩短，传质效率下降，导致更多的难挥发组分进入塔顶产品中，使xD下降，引起塔顶产品质量不合格。反之，若减小塔顶采出量，部分易挥发组分向塔底转移，使得xw升高，塔底产品不合格。3精馏操作分析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，塔顶温度就上升，这同样也会导致塔顶产品的质量下降。同样，在进料量不变的情况下，当塔底采出量过大时，会造成塔釜液面降低或抽空。这将使通过再沸器的釜液循环量减少，从而导致传热不好，易挥发组分蒸不出去，塔顶、塔釜的产品均不合格。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。4精馏操作分析由以上分析可知，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。5精馏操作分析塔顶回流的影响一、在实际生产中，精馏塔的操作经常通过改变回流比的大小来满足产品的质量要求。从理论上来说，增大回流比可使塔顶产品组成xD上升，塔底组成xw下降，所以当塔顶产品中难挥发组分含量增加时，常采用加大回流的方法提高产品质量。但xD的提高还受精馏塔塔板数、全塔物料衡算的限制，不能无限提高。同时，增加回流比将导致蒸气用量增大，精馏塔生产能力下降。6精馏操作分析进料组成的影响1.进料组成及进料热状况的影响三、进料组成的变化直接影响精馏塔的操作，当进料中难挥发组分的含量增加时，精馏段的负荷增加。对于精馏段塔板数一定的塔来说，将使部分难挥发组分被带到塔顶，使塔顶产品质量不合格。7精馏操作分析若进料中的易挥发组分的含量增加时，提馏段的负荷增加。对于提馏段塔板数一定的塔来说，将造成提馏段的易挥发组分分离不彻底，釜液中易挥发组分的损失加大。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。当易挥发组分增多时，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。当难挥发组分增多时，情况相反。进料组成变化时，一般可采取如下措施:8精馏操作分析改变进料口。难挥发组分增多时，进料口往下移；易挥发组分增多时，进料口往上移。改变回流比。难挥发组分增多时，加大回流比；易挥发组分增多时，减少回流比。调节冷却剂和加热剂流量。根据组成变动的情

况，相应地调节塔顶冷却剂和塔釜加热剂流量，维持塔顶、塔釜的产品质量不变。9精馏操作分析进料热状况的影响2.当进料热状况发生变化时，q值也跟着发生变化，直接导致提馏段下降液体量的变化，从而使提馏段操作线方程、q线方程发生改变，进料板的位置也随之改变。同时，q值的变化使理论塔板数和精馏段、提馏段塔板数分配也随之改变。对于固定进料热状况的精馏塔来说，进料热状况的改变，将会影响到产品质量变化。如在相同的回流比下，q值越小，精馏段所需的塔板数增多，从而造成塔顶产品中难挥发组分含量超过规定，产品质量下降。同时进料带入热量的增多，增加了塔顶冷却剂的消耗量，塔釜供热减少，塔釜上升蒸气量减少，从而使得提馏段操作线斜率增大并向平衡线移动，减小了提馏段每一块塔板的分离能力。10精馏操作分析操作压力的影响四、在精馏塔的操作过程中，增大操作压力，可提高塔的生产能力，使操作稳定。但操作压力上升后，塔的操作费用上升，安全

性降低。加压后，塔顶馏出液中的xD上升，但数量却相对减少；

而釜残液的组成xw也上升，且釜液量增加。反之，降低压力，塔

顶馏出液数量增加，组成xD下降；釜残液量减少，组成xw也下降。所以应从产品的出处（塔顶或塔底）来判定。正常操作中应保持

恒定的压力，但若操作不正常，引起产品组成下降时，则可采用

适当调节操作压力的办法，使产品质量合格。11精馏操作分析应当指出，在精馏操作过程中，进料量、进料组成和进料温度的改变，塔

釜加热蒸气量的改变，回流量、回流温

度、塔顶冷却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，应先分析塔压波动的原因，及时处理，

使操作恢复正常。12精馏操作分析塔釜温度的影响五、提高塔釜温度，塔内上升蒸气的速度加大，塔内液相中易挥发组分减