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简介

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。利用混合物中各组分具有不同的挥发度，即在同一温度下各组分的蒸气压不同这一性质，使液相中的轻组分(低沸物)转移到气相中，而气相中的重组分(高沸物)转移到液相中，从而实现分离的目的。精馏塔也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。

基本功能

形成气液两相充分接触的相界面，使质、热的传递快速有效地进行，接触混合与传质后的气、液两相能及时分开，互不夹带。

精馏原理

精馏是利用混合液中各组分的沸点或挥发性差异，经过连续多次部分气化、多次部分冷凝，使轻重组分完全分离的单元操作。

精馏塔主要结构

一般的精馏装置由精馏塔塔身、冷凝器、回流罐，以及再沸器等设备组成。进料从精馏塔中某段塔板上进人塔内，这块塔板称为进料板。进料板将精馏塔分为上下两段，进料板以上部分称为精馏段，进料板以下部分称为提馏段。

再沸器：再沸器对釜液加热至沸腾，提供一定流量的上升蒸汽，同时部分釜液作为塔釜产品采出。

塔顶冷凝器：将进入塔顶的上升蒸汽冷凝，冷凝液一部分流入塔内为回流液、一部分采出为塔顶产品。

塔板：塔板上液相和气相充分接触混合，进行传热传质，每一块塔板气相和液相双向传质，上升蒸汽部分冷凝，下降回流液部分气化，逐级使轻、重组分进一步分离。每一块塔板相当于进行一次蒸馏。 

精馏塔分类

精馏塔的种类很多，按接触方式可分为逐级接触式（板式塔）和连续接触式（填料塔）两大类，在吸收和蒸馏操作中应用极广。

板式塔

板式塔是一类用于气液或液液系统的分级接触传质设备，由圆筒形塔体和按一定间距水平装置在塔内的若干塔板组成。广泛应用于精馏和吸收，有些类型(如筛板塔)也用于萃取，还可作为反应器用于气液相反应过程。操作时(以气液系统为例)，液体在重力作用下，自上而下依次流过各层塔板，至塔底排出;气体在压力差推动下，自下而上依次穿过各层塔板，至塔顶排出。每块塔板上保持着一定深度的液层，气体通过塔板分散到液层中去，进行相际接触传质。

塔板上的气液接触状态：

塔板上的气液接触状态有三种：

评价塔板的综合指标是：①高负荷；②高效率；③板压降；④大弹性；⑤结构简单，成本低。由于还没有能满足上述五点要求的塔板，所以在应用时，主要在效率、负荷、压降三者之间选择。效率和负荷要根据物系和分离要求综合考虑；压降主要对真空精馏。真空精馏时要求每板低压降，在满足低压降时考虑效率。

泡沫接触状态

也称蜂巢状接触，此时气速较高，气泡表面连成一片，并不断发生合并和破裂，板上液体大部分以液膜状态存在于气泡之间，此即称泡沫接触或蜂巢状接触。在此状态下，液相仍为连续相，气相为分散相，并且接触面积为液膜面积。筛孔塔板的正常操作工况都应在此种接触工况下操作。

喷射形接触状态

气速进一步增加，液体被气体流破碎成液滴，并抛向空间，液滴下落到板上又被抛起，此种接触称为喷射形接触。在此种接触状态下，气相为连续相，液相为分散相，接触面积为液滴表面积。由泡沫状转到喷射状的临界点称为转相点。在工业中经常采用泡沫或喷射接触状态，但对鼓泡形塔板，主要是泡沫形接触。

鼓泡接触状态

低气速时，气体以鼓泡状态通过液层，此时液相为连续相，气相为分散相，两相接触表面为气泡表面。此时湍动程度小，传质阻力大。

几种常用塔板的比较:

填料塔：

填料塔是指流体阻力小，适用于气体处理量大而液体量小的过程。液体沿填料表面自上向下流动，气体与液体成逆流或并流，视具体反应而定。填料塔内存液量较小。无论气相或液相，其在塔内的流动型式均接近于活塞流。若反应过程中有固相生成，不宜采用填料塔。填料塔在塔内充填各种形状的填充物(称为填料)，使液体沿填料表面流动形成液膜，分散在连续流动的气体之中，气液两相接触面在填料的液膜表面上。它属膜状接触设备 。

填料材质：陶瓷，金属，塑料，合成材料

要求：液体润湿表面

填料层堆放方式：

①乱堆填料：有液体均布能力，

有液体向壁偏流现象，要有再分布器

②整砌填料：无液体均布能力，

无偏流现象，要有严格的预分布器 

板式塔与填料塔的比较：

在设计中选用板式塔还是填料塔要根据具体情况定，定性的比较作为选择时的参考。

1、操作负荷波动大，宜采用板式塔。

2、易堵塞物系用板式塔。

3、移除热或侧线出料用板式塔。

4、板式塔径不小于0.6m。

5、起泡、腐蚀、热敏性物系宜用填料塔。

6、填料塔压降小，宜用于真空操作。

7、处理量小时宜用填料塔。

8、常要清洗的情况用板式塔。

评价塔设备的基本指标主要包括：

1、生产能力：即单位塔截面上单位时间的物料处理量；

2、分离效率：对板式塔是指每层塔板可达到的分离程度；对填料塔是指单位高度填料层所能达到的分离程度；

3、适应能力及操作弹性：指对各种物料性质的适应性以及在负荷波动时维持稳定操作而且保持较高分离效率的能力；

4、流动阻力：即气相通过每层塔板或单位高度填料层的压强降：

5、造价和安装、维修的难易。

在实际生产中，一个塔的性能不仅与其结构因素有关，还与设计是否合理、使用是否得当、操作范围是否在适宜范围之内等因素有关。