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精餾綜述
（作者未知） 2011/6/30
摘要：精餾是在汽液兩相(或汽液液)逐級(或連續(xù))流動和接觸時進行穿越界面的質(zhì)量和熱量傳遞，并實現(xiàn)混合物分離純化的化工單元操作過程。精餾技術(shù)已經(jīng)過100多年的發(fā)展，并成為目前應(yīng)用最廣泛的一種分離技術(shù)，在化學(xué)工業(yè)、石油化工、精細化工、輕工化工、煤化工、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、原子能工業(yè)、冶金工業(yè)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。精餾，按操作的方式分為連續(xù)精餾和間歇精餾；按操作的設(shè)備分為板式塔精餾和填料塔精餾；按操作的條件又可分為添加劑精餾、復(fù)合(或藕合)精餾、非常規(guī)條件下的精餾等。
關(guān)鍵詞：精餾板式塔填料塔 一般而言，精餾作為常用的分離方法，占整個化工生產(chǎn)能耗的大部分，有的比例超過了80%以上，因而提高精餾水平，對于降低化工過程的能耗，提高生產(chǎn)效率有重要意義。同時先進的精餾技術(shù)，還可大幅度提高產(chǎn)品的質(zhì)量，減少生產(chǎn)過程中的廢品率，提高原料的利用率，并可極大促進綠色工業(yè)的發(fā)展[1]。
一、連續(xù)精餾和間歇精餾
1.1 連續(xù)精餾 在連續(xù)精餾中，精餾裝置由精餾塔，冷凝器和再沸器等構(gòu)成。塔底部存液被再沸器加熱而部分汽化，蒸汽沿塔逐板上升，使全塔處于沸騰狀態(tài)。蒸汽在塔頂冷凝器中冷凝，一部分作為塔頂餾出液，一部分作為回流液回入塔頂，逐板下流，使塔中各板上保持一定液層，與上升氣相密切接觸，發(fā)生傳熱和傳質(zhì)。料掖于塔中部的適當位置加入，其液相部分也逐板下流，直至再沸器；其蒸汽部分則逐板上升，進入冷凝器。精餾塔中料液加入板稱為加料板，加料板以上部分成為精餾段，加料板以下部分稱為提餾段。在塔的精餾段，料液中的蒸汽和從提餾段來的蒸汽一起與從塔頂回流來的液相逆流接觸，進行傳質(zhì)和傳熱，液相中的易揮發(fā)組分汽化進入汽相，而汽相中的難揮發(fā)組分則冷凝進入液相。隨著汽相的上升，其中易揮發(fā)組分的含量逐漸增大，只要兩相在精餾段得到充分的接觸傳質(zhì)，塔頂汽相可以達到要求的易揮發(fā)組分的濃度。如果進料僅含兩個組分，塔頂就能得到高純度的易揮發(fā)物產(chǎn)品。在塔的提餾段，料液中液相和精餾段來的液體一起逐板下流，與塔釜汽化來的汽相逆流接觸，進行傳質(zhì)和傳熱。在液相下流過程中，其中易揮發(fā)組分逐漸脫除，也即難揮發(fā)組分的含量逐漸增高。只要汽液兩相間得到充分接觸，塔底液體中難揮發(fā)組分的濃度就能達到要求。如果進料僅含兩個組分，塔底就能得到高純度的難揮發(fā)物產(chǎn)品。由于塔頂是易揮發(fā)組分產(chǎn)物，塔頂溫度最低；塔底是難揮發(fā)組分產(chǎn)物，塔底溫度最高,整個塔溫由上向下逐步降低。 精餾塔是精餾裝置的核心。板式塔中的塔板是汽液兩相發(fā)生接觸傳質(zhì)的場所；填料塔中汽液兩相的接觸傳質(zhì)則發(fā)生在濕潤的填料表面，因此，塔中的塔板數(shù)或填料的濕潤表面積是塔的分離能力的主要標志[2]。
1.2 間歇精餾 當混合液的分離要求較高而料液品種或組成經(jīng)常變化時，采用間歇精餾的操作方式比較靈活機動[3]。 間歇精餾是化工生產(chǎn)中的重要單元操作，其主要特點有：
(1) 能單塔分離多組分混合物；
(2)允許進料組分濃度在很大的范圍內(nèi)變化；
(3)可適用于不同分離要求的物料，如相對揮發(fā)度及產(chǎn)品純度要求不同的物料。
此外間歇精餾還比較適用于高沸點、高凝固點和熱敏性等物料的分離。
1.2.1 塔頂累積間歇精餾操作 塔頂累積分批精餾是全回流濃縮與無回流充液交替進行的過程，能夠最大限度地利用塔的分離能力。對于某一給定的精餾塔，傳統(tǒng)的部分回流時精餾塔的濃縮倍數(shù)低于全回流濃縮倍數(shù)，這種差別的大小與物系的相對揮發(fā)度、原料濃度、產(chǎn)品純度以及回流比有關(guān)。此外，部分回流操作中塔內(nèi)持液對輕組分先逐漸吸收再逐漸釋放的飛輪效應(yīng)也使效率降低。塔頂累積操作不僅濃縮倍數(shù)高，而且能夠消除飛輪效應(yīng)的不利影響，減少過渡餾分的量。每一次循環(huán)中全回流濃縮和無回流充液交替進行，因而充分利用了精餾塔內(nèi)傳質(zhì)單元的分離效率和系統(tǒng)的動態(tài)特性，不僅效率高，而且操作簡便，不需要回流比的調(diào)節(jié)和控制。
1.2.2 反向間歇精餾塔操作 在分批精餾中，當某些重組分是被提取的主要對象，且該組分還有一定的熱敏性，經(jīng)不起長時間的高溫煮沸，此種情況下采用反向間歇精餾塔比較合適。這種塔與常規(guī)間歇塔的不同之處在于被處理物料存于塔頂，產(chǎn)品從塔底餾出，首先餾出的是重組分。反向間歇精餾塔相當于連續(xù)塔中的提餾段，具有開工過程所需時間短，操作周期短，能耗低等特點，且當進料混合物中重組分含量較高時，使用反向間歇塔將具有明顯的優(yōu)越性。 1.2.3
中間罐間歇精餾塔操作 中間罐間歇精餾塔也叫復(fù)合間歇精餾塔，這種塔同連續(xù)精餾塔相似之處是同時具有精餾段和提餾段，可同時得到塔底和塔頂產(chǎn)品，中間罐相當于連續(xù)塔中的進料板。這種塔比較適合于中間組分的提純，當重組分雜質(zhì)更易除去時，這種塔即顯示出明顯的優(yōu)越性，輕重組分分別從塔頂和塔底餾出，當貯罐（未完，下一頁）
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