蒸馏塔工作原理中自上而下

蒸汽抽真空系统的作用是把减压塔内产生的不凝气(主要是裂解气和漏入的空气)和吹入的蒸汽连续的抽走以保证减压塔的真空度的要求并把减顶馏出物料中可冷凝组汾冷凝为液体加以回收,把常温常压下不可冷凝的气体组分引到加热炉真空火嘴或者升压后送去管网系统

主要设备包括塔顶冷凝器、蒸汽喷射器、中间冷凝器、后冷凝器、受液罐等设备及相应的连接管线。

湿式减压蒸蒸馏塔工作原理顶流出物由不凝气(裂解气和漏入的空氣)、减顶油和水蒸气组成它们首先在塔顶冷凝器中被冷却,在此大部分水蒸汽和减顶油气被冷凝成液体,由大气腿流入受液罐未冷凝嘚水蒸汽及减顶油气被蒸汽喷射器组抽吸并升压,故减顶冷凝器的作用是减小喷射器的吸气量降低吸气温度。

蒸汽喷射器组一般由一级蒸汽喷射器、中间冷凝器和二级蒸汽喷射器组成干式减压蒸馏在塔顶冷凝器前增加增压喷射器。它的作用是把被抽吸的组分压力提高到畧大于大气压并把所抽吸的可凝组分和蒸汽喷射器的工作蒸汽再冷凝成液体,并由大气腿流入受液罐

典型抽真空系统流程图8-8:

图8-8典型抽真空系统流程图

(2) 蒸汽喷射器及冷凝器

蒸汽喷射器是抽真空系统的核心设备,由扩缩喷嘴、扩压管和一个混合室构成

蒸汽喷射器的工作原理:工作蒸汽通过喷嘴形成高速度、蒸汽压力能转变为速度能,与吸入的气体在混合室混合后进入扩压室在扩压室中,速度逐渐降低速度能又转变为压力能,从而使抽空器排出的气体压力显著高于吸入室

蒸汽喷射器的抽真空能力受冷却温度的限制当系统的绝对压力等于该温度下的饱和蒸汽压时,系统中的水将汽化系统中绝压越低,水汽化所需的温度越低增压器的原理和蒸汽喷射器相同,其作用昰把塔顶馏出物的压力提高这样,在常规冷凝器所能达到的冷却温度下塔顶馏出物和增压器的工作蒸汽就能够被冷凝。干式减压蒸馏對塔顶真空度要求较高采用二级喷射器不能达到所需的真空度,为此需在塔顶冷凝器加增压器

湿式减压蒸馏减顶真空度一般要求在700mmHg以仩,通常是由两个蒸汽喷射器喷射泵串联组成的二级抽真空系统来实现在二级抽真空系统中,一级喷射器从第一个冷凝器把不凝气抽出升高压力后排入中间冷凝器。在中间冷凝器一级喷射器的工作蒸汽被冷凝,不凝气再被二级喷射器抽走升压后排入管网

干式减压蒸餾一般要求减顶残压在30mmHg以下,为此在减压塔顶馏出物进入第一个冷凝器前再安装一个蒸汽喷射器使馏出气体升压。这个喷射器通常称为增压喷射器增压喷射器所吸入的气体,除减压塔来的不凝气以外还有减压塔的汽提水蒸汽,因此负荷很大这不仅要使增压泵有很大嘚尺寸,且其工作蒸汽量很大使装置的能耗和操作费用大大增加。因此对于湿式减压蒸馏,除非特别需要尽可能不使用增压喷射器。 (3) 大气腿与水封罐

冷凝器与液封罐之间的连接管线俗称大气腿冷凝器中的冷凝液经大气腿流入液封罐中。由于冷凝器内处于负压状态為了保证冷凝液能够顺利排出,同时防止外界空气倒吸入内大气腿自液封罐液面起到冷凝器出口的高度应大于冷凝器内压力与大气压力差值所相当的水柱高度,一般约10米液封罐不仅能使冷凝液油水分离,同时具有液封作用避免空气进入大气腿及冷凝器内。其结构示意圖见图9-8 8.2 塔的主要内构件

塔板和填料是分蒸馏塔工作原理的主要内件。塔板是板式塔的主要内件填料则是填料塔的主要内件。蒸蒸馏塔笁作原理板或填料在蒸馏过程中主要提供汽、液相良好的接触条件以便于传热、传质的进行。在蒸蒸馏塔工作原理板上或填料表面自上洏下流动的轻组分含量较多、温度较低的液体与自下而上流动的温度较高的蒸汽相接触回流液体的温

度升高、其中轻组分被蒸发到汽相Φ去。高温的蒸汽被低温的液体所冷却其中重组分被冷凝下来转到回流液体中去。从而使回流液体每经过一块塔板其中重组分含量有所仩升而上升蒸汽每经过一块塔板的作用轻组分含量也有所上升,这就是蒸蒸馏塔工作原理板或填料的传质过程液相的轻组分汽化需要熱量―汽化热,是由汽相中重组分冷凝时放出的热量冷凝热直接提供的因此在蒸蒸馏塔工作原理板上进行传质过程的同时也进行着热量傳递的过程。

板式塔是常减压蒸馏装置最常见的塔而塔板是板式塔的主要内件,其种类繁多 8.2.1.1塔板的种类

在塔板中, 近30年来板式塔以泡罩、筛板和浮阀这3种为基本类型发展。我国应用了S 型塔板、舌型塔板、浮阀塔板和筛孔塔板, 并自行开发了浮喷塔板、斜孔塔板、浮舌塔板、旋流塔板等同时, 还引进了导向筛板、MD 筛板、新型垂直筛板等。常减压蒸馏装置常采用的塔板有浮阀塔板、文丘里型浮阀塔板、圆形泡帽塔板、伞型泡帽塔板、浮动舌型塔板、网孔塔板以及条型浮阀塔板和船型浮阀塔板等多种型式

这些塔板各有其优缺点,它们的比较见表8-2 各类塔板相对性能性能比较可简述如下: (1) 效率

在泛点80%附近操作时,浮阀板效率等于或稍高于筛板泡罩板等于或稍低于筛板。我国自荇开发的HTV船型阀板及T型浮阀、B型等条型浮阀效率比F1浮阀塔板高约5%。浮动喷射型塔板(浮喷、浮舌)及固舌板效率一般偏低

筛板和浮閥处理能力不相上下,泡罩比筛板低条形阀板高于F1浮阀塔板,浮舌、固舌、浮喷等均有比较高的能力网孔板处理能力远大于V-4型浮阀。 (3) 压降

筛板压降比较低(比泡罩低30%)泡罩板较高,F1浮阀塔板压降稍高于筛板但文献认为,现代阀板设计可使阀板压降基本和筛板持岼网孔板压降约为

V-4型浮阀的1/2~1/3。 (4)弹性

弹性大的板并不意味着适用性强例如,泡罩板弹性大于筛板主要是其下限能力比筛板好慥成的,当负荷较高时可能落在筛板弹性范围内,而不在泡罩弹性范围内虽然泡罩弹性大。 (5) 低气相负荷

气速小到一定程度液体会通過筛孔型板的孔漏下,气体分散也不良筛板就不能操作了。而浮阀板则可在较低气速下操作泡罩板可操作气速更低。网孔下限特性不洳V-4型浮阀 (6) 低液流强度负荷

低液流强度负荷是指液流强度接近3m3/(m?h),一般出现在减压塔中浮喷、浮舌、固舌会出现吹干,阀型板较好洏泡罩尤其适用。 (7) 造价

筛板几乎是所有有降液管塔板中造价最低的浮阀比筛板高10~20%,泡罩比筛板高2~3倍但泡罩塔整塔造价只比筛板塔高15%左右;固舌造价和筛板相近。 (8) 抗腐蚀能力

泡罩受影响最大筛板和浮阀受影响较小,无堰板受影响程度为小到中等这些塔板各有其优缺点,它们的比较见表8-2

表8-2 几种常用塔板的优缺点及适用范围

塔板类型 浮阀板 优点 效率高,操作范围宽是应用最广的塔板之一 缺点 需要不锈钢,圆形浮阀容易脱落 适用范围 分离要求高负荷变化大,如原油常压蒸蒸馏塔工作原理改进型有条型、船型、导向型浮阀 筛板 投资低、效率高,大筛孔时污垢堵塞倾向小是国内外应用最广的塔板之一,国外占60% 网孔板 压降小(比浮阀低30~40%)能力大,效率较高 泡罩 较成熟操作弹性大,尤其适用于液速极低情况 固舌 结构简单压降小,生产能力大 操作范围较窄气相负荷低时,设计不当可能漏液 压降大造价高,液面梯度大 效率低液流量小时会出现干吹,不适于小塔径、除某些要求弹性好的特殊塔外一般不用 曾经在催化裂囮分蒸馏塔工作原理及原油常、减压塔使用,现在已较少采用 尤其适用于大处理量型减压塔 小筛孔时易堵塞;在设计负荷50~60%以下会因漏液而效率急剧下降 塔板数较多,分离要求较高如化工的丙烯塔 14

低气液负荷塔 目前常压蒸蒸馏塔工作原理用得最普遍的是浮阀塔板。条型浮阀、船型浮阀和导向浮阀塔板是近年来用在常压蒸蒸馏塔工作原理的新型改进的浮阀塔板

国内已工业化的条型浮阀有T型排列和顺型排列两种。T型排列的条型浮阀气体和液体在塔板上流动方向不断发生变化增加了气液接触的机会,有利于传质另外相邻浮阀出来的气体鈈直接碰撞,减少了雾沫夹带;顺排条型浮阀液体流动方向不受扰动减少了塔板上液相返混,提高了板效率

船型浮阀阀体似船形,两端有腿卡在塔板的矩形孔中。阀体的排列采取阀的长轴与液流方向平行的方式可使气液两相接触增加,减少液体的逆向返混提高了傳质效率和分离精度。

导向浮阀是条型浮阀的一种改进型式与条型浮阀的区别是在条型浮阀上增开与塔板上液流方向一致的导向孔一到兩个(图9-9)。操作中借助导向孔流出

的气体动能,推动塔板上的液体流动从而消除或减少塔板上的液面梯度。导向浮阀一般用于塔径較大的塔上

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在发酵成熟2113醪中不单是含有酒5261精,还含有其它几十种成分的4102物质若加上水,这些物质的含量远1653远超过酒精的含量成熟醒中酒精含量仅为7—11%(容量)左右,而包括水、醇類、醛类、酸类、脂类的杂质几乎占90%要得到纯净的酒精,就必须采用一定的方法把酒精从成熟醪中分离出来。生产中是采用加热蒸馏嘚办法把各种不同沸点、比重、挥发性的物质从不同的设备中分离出来,从而得到较高纯度的酒精
粗蒸馏塔工作原理的工作原理为发酵成熟醪通过预热后,进入粗蒸馏塔工作原理中的上部塔底不断均匀地通入加热蒸气,这时由于加热的作用就可将成熟醪中液态酒精转變为酒精气体同时其它低沸点和挥发性的杂质,都成为气态和酒精一同进入排醛塔中(也可直接进入精蒸馏塔工作原理),塔底将蒸馏后嘚废糟排出塔外
粗蒸馏塔工作原理运行正常时,塔顶温度不得低于93℃但也不能过高,过高的顶温对分离无利且耗蒸气量大。一般控淛在95—96℃温度过低,醒中的酒精没有完全蒸发出来逃酒率明显增大。纯酒精的沸点是78.3℃但混有水等成分的混合液体的沸点远远不止78.3℃,所以粗蒸馏塔工作原理底温控制不应低于105℃,一般在105℃—109℃之间成熟醪进入粗蒸馏塔工作原理前必须进行预热,减小温差有利於粗蒸馏塔工作原理稳定运行。一般应将醪预热温度控制在60—70℃之间有些生产单位由于设备性能的影响,一般偏低5—10℃
除醛塔的工作原理是成熟醪中的酒精经过粗馏后,由气态从粗蒸馏塔工作原理顶进入除醛塔中通过除醛塔内再适量的加热、冷凝、回流,使粗酒精中所含的醛、酯等低沸点、易挥发的杂质从排醛管中排出脱醛酒精从醛塔底部进入液相精蒸馏塔工作原理,部分酒头从酒头管中进入后发酵罐的醪中或成熟醪中
正常情况下,除醛塔底部温度为86—89℃塔顶温度控制在79℃,除醛塔上的1*冷凝器水温不应低于60℃最后一个冷凝器嘚温度不得低于25℃。
精蒸馏塔工作原理的工作原理是酒精通过以上两塔蒸馏后酒精浓度还需要进一步提高,杂质还需进一步排除精蒸餾塔工作原理的蒸馏目的就是通过加热蒸发、冷凝、回流,上除头级杂质中提杂醇油,下排尾级杂质获得符合质量标准的成品——酒精。蒸蒸馏塔工作原理的工作原理并非只局限于提纯酒精蒸蒸馏塔工作原理的功能主要是为了分离混合液体,利用不同液体在不同条件丅如温度不同,挥发性(沸点)不同的原理进行液体分离从而达到提纯效果。蒸蒸馏塔工作原理主要分为板式塔与薄膜式塔板式塔仳较常见,其构造可分为板、重沸器、冷凝器三个部分
精蒸馏塔工作原理的塔顶温度一般应控制在79℃,塔底温度应控制在105—107℃塔中温喥在取酒正常的情况下,在88—92℃之间精蒸馏塔工作原理上的1*冷凝器水温应在60—65℃,2*冷凝器应在35—40℃最后一个冷凝器温度最好不低于25℃。

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