精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(ppt共106張)

1、精餾技術(shù)培訓(xùn) 基礎(chǔ)理論及操作實踐目錄精餾基礎(chǔ)理論板式塔簡介及發(fā)展趨勢填料塔簡介及發(fā)展趨勢精餾塔操作策略及控制方案1.1.1 蒸餾的應(yīng)用 液體產(chǎn)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：對液體混合物的分離，提取或回收有用組分。依據(jù)：液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異。1.1.2 蒸餾分離的目的和依據(jù)乙醇水加熱汽相:醇富集液相:水富集冷凝冷卻乙醇產(chǎn)品廢水乙醇水體系的蒸餾分離揮發(fā)性高（乙醇），稱為易揮發(fā)組分或輕組分（A）揮發(fā)性低（水） ， 稱為難揮發(fā)組分或重組分（B）二元蒸餾液體混合物：(酒精水溶液) 液體混合物 加熱部分汽化 氣相：yA, yB 液相：xA, xB 液相冷凝必有： yA

2、 xA, yB x ，故平衡曲線在對角線的上方； 平衡線離對角線越遠，揮發(fā)性差異越大，物系越易分離。精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)1.3.1 簡單蒸餾和平衡蒸餾 簡單蒸餾又稱為微分蒸餾，瑞利（Rayleigh)1902年提出了該過程數(shù)學(xué)描述方法，故該蒸餾又稱之為瑞利蒸餾。 1. 裝置2. 特點：間歇非定態(tài)。一次進料。xD, xW不是一對平衡組成。適合于大的組分。一 、 簡單蒸餾精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)二、平衡蒸餾(又叫閃蒸)1. 流程2. 特點:一次進料，粗分xi, yi是一對平衡組成W(液)、xD( 氣)、y精

3、餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)1.3.2 精餾原理精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)1、多次部分汽化和多次部分冷凝 1.3.2 精餾原理通過多次部分氣化和多次部分冷凝，最終可以獲得幾乎純態(tài)的易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分，但得到的氣相量和液相量卻越來越少。 精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)2. 有回流的多次部分汽化和多次部分冷凝 精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)缺點：1.收率低；2.設(shè)備重復(fù)量大，設(shè)備投資大；3.能耗大，過程有相變。問題：工業(yè)上如何實現(xiàn)？精餾技術(shù)

4、培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)進料板：原料液進入的那層塔板。精餾段：進料板以上的塔段。提餾段：進料板以下（包括進料板）的塔段。1.3.3 連續(xù)精餾裝置流程. 連續(xù)精餾裝置精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)目錄精餾基礎(chǔ)理論板式塔簡介及發(fā)展趨勢填料塔簡介及發(fā)展趨勢精餾塔操作策略及控制方案精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)塔盤主要結(jié)構(gòu)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精

5、餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)塔板流動狀態(tài)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖邊緣固定區(qū)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)二、氣液兩相接觸狀態(tài)鼓泡接觸狀態(tài)穩(wěn)定的氣泡表面泡沫接觸狀態(tài)更新的液膜表面噴射接觸狀態(tài)更新的液滴表面精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁) 生產(chǎn)上對塔器的要求生產(chǎn)上對塔器在工藝上及結(jié)構(gòu)上提出的要求有下列幾方面： 1 分離效率高-達到一定分離程度所需塔的高度低。 2 生產(chǎn)能力大-單位塔截面積處理量大。3 操作彈性（flexibility）大-對一

6、定的塔器，操作時氣液流量（亦稱氣液負荷）的變化會影響分離效率。若分離效率最高時的氣液負荷作為最佳負荷點，可把分離效率比最高效率下降15%的最大負荷與最小負荷之比稱為操作彈性。工程上常用的是液、氣負荷比, 作為氣相與液相的操作彈性。操作彈性大的塔必然適應(yīng)性強，易于穩(wěn)定操作。 精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)4 氣體阻力小-氣體阻力小可使氣體輸送的功率消耗小。對真空精餾來說，降低塔器對氣流的阻力可減小塔頂，底間的壓差，降低塔的操作壓強，從而可降低塔底溶液泡點，降低對塔釜加熱劑的要求，還可防止塔底物料的分解。 5 結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備取材面廣-便于加工制造與維修，價格低

7、廉，使用面廣。 精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)精餾技術(shù)培訓(xùn)課件(PPT106頁)對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型： 錯流式 液體沿水平方向橫過塔板，氣體則沿與塔板垂直方向由下而上穿過板上的孔通過塔板，氣液呈錯流。篩板塔、浮閥塔及泡罩塔等的操作均屬此類型。這種類型塔的結(jié)構(gòu)特點是具有降液管。降液管提供了液體從一塊塔板流至其下一塊塔板的通道。 逆流式 氣液皆沿與水平塔板相垂直的方向穿過板上的孔通過塔板。氣體由下而上，液體由上而下，氣液呈逆流。淋降篩板塔即屬此類型。此類型塔板沒有降液管。 4.1.2 板式塔的類型 這兩種類型的塔，就全塔而言，氣液皆呈逆流。兩種類型的塔在操作時板上都有積液，

8、氣體穿過板上小孔后在液層內(nèi)生成氣泡。板上泡沫層便是氣液接觸傳質(zhì)的區(qū)域。板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年提出的最早工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的板式塔型式 。二、篩板塔（篩板塔約于1832年開始用于工業(yè)生產(chǎn)）篩板塔的主要結(jié)構(gòu)及功能：篩孔 提供氣體上升的通道；2. 溢流堰 維持塔板上一定高度的液層，以保證在 塔板上氣液兩相有足夠的接觸面積；3. 降液管 作為液體從上層塔板流至下層塔板的通道。生產(chǎn)實踐說明：1、只要篩板塔設(shè)計合理，操作得當(dāng)，篩板塔不僅可穩(wěn)定操作，而且操作彈性可達23，能滿足生產(chǎn)要求。 2、篩板塔比起泡罩塔，生產(chǎn)能力可增大10%15%，板效率約提高15%，單板壓降可降低30

9、%左右，造價可降低20%50%。 三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀五十年代初開發(fā)的一 種新塔型。 閥片上各部件的作用：閥腳：浮閥有三條帶鉤的腿。將浮閥放進篩孔后，將其腿上的鉤扳轉(zhuǎn)，可防止操作時氣速過大將浮閥吹脫。 定距片：浮閥邊沿沖壓出三塊向下微彎的“腳”。當(dāng)篩孔氣速降低浮閥降至塔板時，靠這三只“腳”使閥片與塔板間保持2.5mm左右的間隙；在浮閥再次升起時，浮閥不會被粘住，可平穩(wěn)上升。 能力比較：浮閥塔的生產(chǎn)能力比泡罩塔約大20%40%，操作彈性可達49，板效率比泡罩塔約高15%，制造費用為泡罩塔的60%80%，為篩板塔的120%130%。 三種常用浮閥的主要尺寸 閥型主要尺寸F1型（重閥）V-4型

10、T型篩孔直徑，mm閥片直徑，mm閥片厚度，mm最大開度，mm靜止開度，mm閥片質(zhì)量，g394828.52.5323439425263950281.02.03032三種塔板的比較:1. 生產(chǎn)能力： 篩板 浮閥 泡罩；2. 壓降： 泡罩 浮閥 篩板；3. 操作彈性： 浮閥 泡罩 篩板；4. 造價： 泡罩 浮閥 篩板；5. 板效率： 浮閥、篩板相當(dāng) 泡罩。 四、其他類型塔板1. 舌形塔板與浮動舌形塔板2. 導(dǎo)向篩板3. ADV浮閥塔板ADV塔盤的鼓泡狀態(tài)2）負荷性能圖的分析 VC操作點操作線操作極限目錄精餾基礎(chǔ)理論板式塔簡介及發(fā)展趨勢填料塔簡介及發(fā)展趨勢精餾塔操作策略及控制方案填

11、料 vs 塔板塔板 持液量大 壓降大填料 持液量小壓降小填料適合減壓塔（壓降?。┥⒍烟盍线m合小塔徑散堆填料材質(zhì)選擇面寬散堆填料更適合易發(fā)泡體系散堆填料 vs 規(guī)整填料對于運行于液體噴淋密度的低壓力體系，規(guī)整填料表現(xiàn)優(yōu)于散堆填料 ( 5m 的液滴除霧率達到99.8%以上，對 840m 的液滴，除霧效率可達100%。TJCW型除霧器除霧機理各種形式TJCW型除霧器5400 TJCW型除霧器防 壁 流 圈在填料安裝過程中，填料與塔壁之間存在一定的縫隙，為防止產(chǎn)生氣液因壁流而短路，需在此間隙加防壁流圈。防壁流圈可與填料做成一體，也可分開到塔內(nèi)組裝。小直徑整圓盤填料的防壁流圈常與填料做成一體，有時身兼兩

12、職，既做防壁流圈，又起捆綁填料的作用；300板波紋填料防壁流圈分塊式防壁流圈對于大直徑的塔，可采用分塊的防壁流圈。催化蒸餾技術(shù)將催化反應(yīng)過程和蒸餾分離過程合為一體反應(yīng)工程方法，在同一個催化蒸餾塔反應(yīng)器中同時進行反應(yīng)和分離的操作。該過程可以不斷地將反應(yīng)活性中心上生成的反應(yīng)產(chǎn)物及時轉(zhuǎn)移離開反應(yīng)區(qū)，使反應(yīng)平衡向生成目的產(chǎn)物的方向移動，反應(yīng)熱也可以同時用來作為蒸餾過程所需的氣化熱。優(yōu)點：轉(zhuǎn)化率高、選擇性好、產(chǎn)品純度高、能耗低、投資省板式催化蒸餾塔1 - 升氣孔2 - 塔板3 - 底隙4 - 催化劑筐5 - 集液板6 - 催化劑4 - 提液管8 - 填料9 - 填料筐10 - 塔板液層(1)在塔板的進口

13、堰、出口堰附近規(guī)則排列裝有催化劑包的多孔盒，利用塔板上液體的自然流動，在催化劑表面進行反應(yīng)，再利用塔板進行分離；(2)將催化劑置于降液管底部，利用塔板的自然降液，在催化劑表面進行反應(yīng)，再利用塔板進行分離。(3)采用活性材料載體與催化劑制成一體化塔板。這種塔板的造價較高，塔板強度較差，較難大規(guī)模應(yīng)用。填料催化蒸餾塔1 - 波紋規(guī)整填2 - 催化劑單元由于催化劑位于支承件的波紋或縫隙中，外表面完全暴露于氣液相中，氣液兩相在催化劑表面高速湍動更新，很好地解決了催化精餾反應(yīng)中的外擴散問題，可減少催化劑用量。一般是采用絲網(wǎng)或多孔材料將催化劑包裹起來卷成一定形狀的單元，再堆積成催化反應(yīng)精餾床層。 檢驗全電

14、腦控制的國內(nèi)最大的12m液體分布器水力學(xué)實驗平臺。 水 力 學(xué) 實 驗 平 臺 檢驗 研發(fā)精餾實驗室，其中冷模：600 mm。熱模：400 mm可以測試填料和塔盤的壓降、通量、泛點、載點、效率等數(shù)值。為研發(fā)和設(shè)計提供了有效地保證。 塔內(nèi)件 塔內(nèi)件 高性能分布器 塔內(nèi)件 塔內(nèi)件 分布器 塔內(nèi)件 槽盤式氣液收集分布器 槽桶式氣液收集分布器 升氣管式液體收集分布器 槽式液體分布器 分布器塔內(nèi)件 管式液體分布器 噴射式液體分布器 塑料管式液體分布器 箱式分布器 塔內(nèi)件 塔內(nèi)件 填料壓圈/支承 遮板式液體收集器 駝峰支承 雙切環(huán)流式進氣初始分布器 塔內(nèi)件除沫器 抽屜式絲網(wǎng)除沫器 絲網(wǎng)除沫器 塔內(nèi)件塔盤

15、泡罩塔盤 垂直塔盤 梯形浮閥 F1型浮閥 塔內(nèi)件導(dǎo)向梯型浮閥塔盤 塔內(nèi)件C276 材質(zhì)固閥塔盤目錄精餾基礎(chǔ)理論板式塔簡介及發(fā)展趨勢填料塔簡介及發(fā)展趨勢精餾塔操作策略及控制方案與傳統(tǒng)的方法相比較PCACFCdPCFCACTCTC動態(tài)矩陣控制方法有約束多目標多自由度多變量PCAIFCdPIAITCTCDMCFC工程案例：加氫裂化煉油過程單元進料 重瓦斯油1段反應(yīng)器轉(zhuǎn)化:氮 - NH3硫 - H2S2段反應(yīng)器將60%的重油裂解為汽油和其他輕組分精餾預(yù)閃蒸: 移出 C4、s和一些輕餾分主分餾器: 分離汽油、石腦油、循環(huán)油加氫裂化流程圖HydrotreaterReactor Fresh FeedHydr

16、ocrackerReactorRecycle GasHeaterFuel GasMainFractionatorRecycleOilNaphthaPreflashTo GasPlantGasolineSeparatorMake-upHydrogenRecycleCompressor預(yù)閃蒸塔控制器配置 To Main FractionatorTR-02WABTFeed fromHydrocrackerValvePositionFuel GasSetpointMultivariablePredictiveController ControllerSetpoints& LimitsFeedforwa

17、rdVariablesFin FansSetpointO/H ACCUMULATORSetpointControlledVariablesTo Gas PlantControlledVariableManipulated VariablesManipulated VariablesPREFLASHFTPFTPFL預(yù)閃蒸塔控制模型OverheadDrumLevelOverheadFanPositionTray 32TemperatureBottomTemperatureHydrocrackerWABTFeed toColumnOverhead CondenserTemperatureRefluxFlowFuel Flow toReboil FurnaceValve PositionReboil Exchanger項目實施效益分析與初步設(shè)計 (benefit analysis and preliminary design)軟測量儀表開發(fā) (inferential sensors development)預(yù)測試 (pre-test)動