蒸餾過(guò)程與課件

第十章蒸餾過(guò)程與設(shè)備蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。這種操作是將液體混合物部分氣化，利用其中各組分揮發(fā)度不同的特性以實(shí)現(xiàn)分離的目的。它是通過(guò)液相和氣相間的質(zhì)量傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

第十章蒸餾過(guò)程與設(shè)備蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。1第一節(jié)酒精蒸餾

揮發(fā)系數(shù)：酒精的揮發(fā)系數(shù)K酒＝A/QQ—混合液中的酒精含量（V﹪）A—該混合液沸騰時(shí)蒸汽中的酒精含量（V﹪）雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)Kc＝α/βα—雜質(zhì)在氣相中的含量（V﹪）

β—雜質(zhì)在液相中的含量（V﹪）雜質(zhì)的精餾系數(shù)：K’=Kc/K酒

K’﹥1頭級(jí)雜質(zhì)K’﹤1尾級(jí)雜質(zhì)K’﹦1中級(jí)雜質(zhì)第一節(jié)酒精蒸餾揮發(fā)系數(shù)：2一、兩塔式流程1．氣相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程一、兩塔式流程1．氣相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程32．液相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程2．液相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程4二、三塔式蒸餾

三塔式蒸餾流程是由粗餾塔（醪塔）、排醛塔、精餾塔3個(gè)塔組成。根據(jù)排醛塔和精餾塔的進(jìn)料情況，可分為直接式、半直接式和間接式三類。另外有一類是在兩塔式蒸餾的基礎(chǔ)上，精餾塔后再增加一個(gè)排醛塔，也組成三塔蒸餾。二、三塔式蒸餾三塔式蒸餾流程是由粗餾塔（醪塔）51．直接式

粗酒精由醪塔進(jìn)入排醛塔以及脫醛酒進(jìn)入酒精塔都是氣相塔。該流程雖然蒸汽消耗量較低，但排除雜質(zhì)的效率不高，酒精的質(zhì)量不易保證，且操作不穩(wěn)定，廢氣與酒精糟一起排放，增加了酒精處理的難度。因此工廠不再采用。1．直接式62．半直接式

粗酒精由粗餾塔進(jìn)入排醛塔是氣相過(guò)塔，而脫醛酒進(jìn)入酒精塔是液相進(jìn)。2．半直接式73．間接式

粗酒精進(jìn)入排醛塔以及脫醛酒進(jìn)入精餾塔都是液相進(jìn)塔?？梢暂^半直接式多一次驅(qū)除頭級(jí)雜質(zhì)的機(jī)會(huì)。因此可以產(chǎn)出高純度的酒精。

3．間接式8三、多塔蒸餾

多塔式酒精連續(xù)精餾是有3個(gè)以上的塔。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的特殊要求而增加一個(gè)或數(shù)個(gè)蒸餾塔。如為了加強(qiáng)雜醇油的提取，則在精餾塔后增加一個(gè)除雜醇油的塔；為了排除甲醇，有單獨(dú)增設(shè)甲醇塔的。試劑廠生產(chǎn)試劑用酒精采用六塔蒸餾。但一般工廠不超過(guò)四塔為宜。各個(gè)塔的任務(wù)和要求不同，因此，各塔的塔板類型和板間距都有差異。三、多塔蒸餾9

氣液傳質(zhì)設(shè)備的種類很多，按接觸方式可分為連續(xù)（微分）接觸式（填料塔）和逐級(jí)接觸式（板式塔）兩大類，在吸收和蒸餾操作中應(yīng)用極廣。在淀粉質(zhì)原料的酒精廠中，由于處理的對(duì)象是含淀粉質(zhì)成熟發(fā)酵醪，原料(如薯干、木薯片、玉米)，由于曬制、運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娴脑颍鄷?huì)伴有纖維物、泥沙等雜物，它們易在塔內(nèi)沉積、勾掛，致使塔板堵塞。對(duì)于一些用糖質(zhì)為原料生成的發(fā)酵醪，也會(huì)由于內(nèi)含灰分多，酯醛類頭級(jí)雜質(zhì)和雜醇油較多，使塔內(nèi)易產(chǎn)生泡沫和易發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。因此，在選擇粗餾塔時(shí)，應(yīng)選用排污去雜能力較好的，有自凈作用的板式塔。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為，以淀粉質(zhì)為原料的酒精廠，最好選用泡罩板、S型板、斜孔板和導(dǎo)向篩板。以糖質(zhì)為原料的酒精廠，最好選用有破泡和自凈作用的浮閥波紋篩板，或者s型及泡罩板。為了減少酸性物料對(duì)塔件腐蝕，塔體和塔板盡量采用抗腐蝕性較好的材料。氣液傳質(zhì)設(shè)備的種類很多，按接觸方式可分為連續(xù)（微10第十章蒸餾過(guò)程與課件11第十章蒸餾過(guò)程與課件12第十章蒸餾過(guò)程與課件13四塔蒸餾流程1、粗餾塔；2、排醛塔；3、精餾塔；4、脫甲醇塔；5、冷凝器；6、再沸器；1蒸氣廢水發(fā)酵醪冷凝水634次酒精次酒精蒸氣蒸氣雜醇油廢水成品酒精5552四塔蒸餾流程1、粗餾塔；2、排醛塔；3、精餾塔；4、脫甲醇14粗餾塔粗餾塔的主要作用是從發(fā)酵成熟醪中將酒精成分提取出來(lái)。粗餾塔的選用條件：（1）處理能力大；（2）塔板效率高；（3）塔板壓降低；（4）操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低;（6）能夠滿足工藝上的特定要求，如不易堵塞，抗腐蝕等。粗餾塔粗餾塔的主要作用是從發(fā)酵成熟醪中將酒精成分提取出來(lái)。15板式塔結(jié)構(gòu)進(jìn)料回流液塔頂氣相塔底液相功能：為混合物的氣、液兩相提供多級(jí)的充分、有效的接觸與及時(shí)、完全分離的條件。汽、液兩相接觸方式

兩相流動(dòng)的推動(dòng)力

液體：重力氣體：壓力差全塔：逆流接觸塔板上：錯(cuò)流接觸板式塔結(jié)構(gòu)進(jìn)料回流液塔頂氣相塔底液相功能：為混合物的氣、液兩16泡罩塔板的單個(gè)泡罩大型泡罩塔板

泡罩塔板泡罩塔板的單個(gè)泡罩大型泡罩塔板泡罩塔板17S(SD)形塔板由數(shù)個(gè)S形的泡罩互相搭接而成。S形塔板（條形泡罩）S(SD)形塔板由數(shù)個(gè)S形的泡罩互相搭接而成。S形塔板（條形18導(dǎo)向篩板（林德篩板）應(yīng)用：用于減壓塔的低阻力、高效率塔板。

斜臺(tái)：抵消液面落差的影響。

導(dǎo)向孔：使氣、液流向一致，減小液面落差。液流(a)斜臺(tái)裝置液流液流(b)導(dǎo)向孔

林德篩板導(dǎo)向篩板（林德篩板）應(yīng)用：用于減壓塔的低阻力、高效率塔板。液19浮閥塔板

浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率較高。其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高粘度的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。雙流噴射浮閥塔板

浮閥塔盤圓形浮閥方形浮閥條形浮閥JCV浮閥

浮閥塔板浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生20精餾塔精餾塔的作用：

1、把從粗餾塔過(guò)來(lái)的酒精氣體或液體提濃到產(chǎn)品要求的濃度；2、分離凈化其雜質(zhì)，使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到所要求的標(biāo)準(zhǔn)。精餾塔的組成精餾段脫水段{(以粗餾酒精蒸汽或其液體的進(jìn)口為界)精餾塔精餾塔的作用：精餾段脫水段{(以粗餾酒精蒸汽或其液體的21精餾塔的塔板類型及結(jié)構(gòu)浮閥塔板F1型浮閥塔盤

F1型浮閥精餾塔的塔板類型及結(jié)構(gòu)浮閥塔板F1型浮閥塔盤F1型浮閥22篩孔塔板篩孔塔板示意圖篩板結(jié)構(gòu)和操作示意篩孔塔板篩孔塔板示意圖篩板結(jié)構(gòu)和操作示意23填料塔填料塔24第十章蒸餾過(guò)程與課件25第二節(jié)分子蒸餾分子蒸餾技術(shù)是在很高的真空條件下，對(duì)物料在極短的時(shí)間里加熱、氣化、分離，以達(dá)到提純的目的，分離的對(duì)象都是沸點(diǎn)高，而又不耐高溫、受熱容易分解的物質(zhì)。系統(tǒng)壓力一般在0.133-1.33Pa范圍內(nèi)，物料受熱時(shí)間僅為0.05s左右。第二節(jié)分子蒸餾分子蒸餾技術(shù)是在很高的真空條件下，對(duì)物料在26一、分子蒸餾的原理

一、分子蒸餾的原理27二、分子蒸餾器的種類與特征二、分子蒸餾器的種類與特征28第十章蒸餾過(guò)程與課件29第十章蒸餾過(guò)程與課件30第三節(jié)水蒸汽蒸餾第三節(jié)水蒸汽蒸餾31第十章蒸餾過(guò)程與課件32第十章蒸餾過(guò)程與課件33第十章蒸餾過(guò)程與課件34第十章蒸餾過(guò)程與課件35第十章蒸餾過(guò)程與課件36第十章蒸餾過(guò)程與課件37第十章蒸餾過(guò)程與課件38第十章蒸餾過(guò)程與課件39第十章蒸餾過(guò)程與設(shè)備蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。這種操作是將液體混合物部分氣化，利用其中各組分揮發(fā)度不同的特性以實(shí)現(xiàn)分離的目的。它是通過(guò)液相和氣相間的質(zhì)量傳遞來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

第十章蒸餾過(guò)程與設(shè)備蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。40第一節(jié)酒精蒸餾

揮發(fā)系數(shù)：酒精的揮發(fā)系數(shù)K酒＝A/QQ—混合液中的酒精含量（V﹪）A—該混合液沸騰時(shí)蒸汽中的酒精含量（V﹪）雜質(zhì)的揮發(fā)系數(shù)Kc＝α/βα—雜質(zhì)在氣相中的含量（V﹪）

β—雜質(zhì)在液相中的含量（V﹪）雜質(zhì)的精餾系數(shù)：K’=Kc/K酒

K’﹥1頭級(jí)雜質(zhì)K’﹤1尾級(jí)雜質(zhì)K’﹦1中級(jí)雜質(zhì)第一節(jié)酒精蒸餾揮發(fā)系數(shù)：41一、兩塔式流程1．氣相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程一、兩塔式流程1．氣相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程422．液相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程2．液相過(guò)塔的兩塔蒸餾流程43二、三塔式蒸餾

三塔式蒸餾流程是由粗餾塔（醪塔）、排醛塔、精餾塔3個(gè)塔組成。根據(jù)排醛塔和精餾塔的進(jìn)料情況，可分為直接式、半直接式和間接式三類。另外有一類是在兩塔式蒸餾的基礎(chǔ)上，精餾塔后再增加一個(gè)排醛塔，也組成三塔蒸餾。二、三塔式蒸餾三塔式蒸餾流程是由粗餾塔（醪塔）441．直接式

粗酒精由醪塔進(jìn)入排醛塔以及脫醛酒進(jìn)入酒精塔都是氣相塔。該流程雖然蒸汽消耗量較低，但排除雜質(zhì)的效率不高，酒精的質(zhì)量不易保證，且操作不穩(wěn)定，廢氣與酒精糟一起排放，增加了酒精處理的難度。因此工廠不再采用。1．直接式452．半直接式

粗酒精由粗餾塔進(jìn)入排醛塔是氣相過(guò)塔，而脫醛酒進(jìn)入酒精塔是液相進(jìn)。2．半直接式463．間接式

粗酒精進(jìn)入排醛塔以及脫醛酒進(jìn)入精餾塔都是液相進(jìn)塔?？梢暂^半直接式多一次驅(qū)除頭級(jí)雜質(zhì)的機(jī)會(huì)。因此可以產(chǎn)出高純度的酒精。

3．間接式47三、多塔蒸餾

多塔式酒精連續(xù)精餾是有3個(gè)以上的塔。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量的特殊要求而增加一個(gè)或數(shù)個(gè)蒸餾塔。如為了加強(qiáng)雜醇油的提取，則在精餾塔后增加一個(gè)除雜醇油的塔；為了排除甲醇，有單獨(dú)增設(shè)甲醇塔的。試劑廠生產(chǎn)試劑用酒精采用六塔蒸餾。但一般工廠不超過(guò)四塔為宜。各個(gè)塔的任務(wù)和要求不同，因此，各塔的塔板類型和板間距都有差異。三、多塔蒸餾48

氣液傳質(zhì)設(shè)備的種類很多，按接觸方式可分為連續(xù)（微分）接觸式（填料塔）和逐級(jí)接觸式（板式塔）兩大類，在吸收和蒸餾操作中應(yīng)用極廣。在淀粉質(zhì)原料的酒精廠中，由于處理的對(duì)象是含淀粉質(zhì)成熟發(fā)酵醪，原料(如薯干、木薯片、玉米)，由于曬制、運(yùn)輸?shù)雀鞣矫娴脑?，多?huì)伴有纖維物、泥沙等雜物，它們易在塔內(nèi)沉積、勾掛，致使塔板堵塞。對(duì)于一些用糖質(zhì)為原料生成的發(fā)酵醪，也會(huì)由于內(nèi)含灰分多，酯醛類頭級(jí)雜質(zhì)和雜醇油較多，使塔內(nèi)易產(chǎn)生泡沫和易發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象。因此，在選擇粗餾塔時(shí)，應(yīng)選用排污去雜能力較好的，有自凈作用的板式塔。根據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)為，以淀粉質(zhì)為原料的酒精廠，最好選用泡罩板、S型板、斜孔板和導(dǎo)向篩板。以糖質(zhì)為原料的酒精廠，最好選用有破泡和自凈作用的浮閥波紋篩板，或者s型及泡罩板。為了減少酸性物料對(duì)塔件腐蝕，塔體和塔板盡量采用抗腐蝕性較好的材料。氣液傳質(zhì)設(shè)備的種類很多，按接觸方式可分為連續(xù)（微49第十章蒸餾過(guò)程與課件50第十章蒸餾過(guò)程與課件51第十章蒸餾過(guò)程與課件52四塔蒸餾流程1、粗餾塔；2、排醛塔；3、精餾塔；4、脫甲醇塔；5、冷凝器；6、再沸器；1蒸氣廢水發(fā)酵醪冷凝水634次酒精次酒精蒸氣蒸氣雜醇油廢水成品酒精5552四塔蒸餾流程1、粗餾塔；2、排醛塔；3、精餾塔；4、脫甲醇53粗餾塔粗餾塔的主要作用是從發(fā)酵成熟醪中將酒精成分提取出來(lái)。粗餾塔的選用條件：（1）處理能力大；（2）塔板效率高；（3）塔板壓降低；（4）操作彈性大；（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低;（6）能夠滿足工藝上的特定要求，如不易堵塞，抗腐蝕等。粗餾塔粗餾塔的主要作用是從發(fā)酵成熟醪中將酒精成分提取出來(lái)。54板式塔結(jié)構(gòu)進(jìn)料回流液塔頂氣相塔底液相功能：為混合物的氣、液兩相提供多級(jí)的充分、有效的接觸與及時(shí)、完全分離的條件。汽、液兩相接觸方式

兩相流動(dòng)的推動(dòng)力

液體：重力氣體：壓力差全塔：逆流接觸塔板上：錯(cuò)流接觸板式塔結(jié)構(gòu)進(jìn)料回流液塔頂氣相塔底液相功能：為混合物的氣、液兩55泡罩塔板的單個(gè)泡罩大型泡罩塔板

泡罩塔板泡罩塔板的單個(gè)泡罩大型泡罩塔板泡罩塔板56S(SD)形塔板由數(shù)個(gè)S形的泡罩互相搭接而成。S形塔板（條形泡罩）S(SD)形塔板由數(shù)個(gè)S形的泡罩互相搭接而成。S形塔板（條形57導(dǎo)向篩板（林德篩板）應(yīng)用：用于減壓塔的低阻力、高效率塔板。

斜臺(tái)：抵消液面落差的影響。

導(dǎo)向孔：使氣、液流向一致，減小液面落差。液流(a)斜臺(tái)裝置液流液流(b)導(dǎo)向孔

林德篩板導(dǎo)向篩板（林德篩板）應(yīng)用：用于減壓塔的低阻力、高效率塔板。液58浮閥塔板

浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率較高。其缺點(diǎn)是處理易結(jié)焦、高粘度的物料時(shí)，閥片易與塔板粘結(jié)；在操作過(guò)程中有時(shí)會(huì)發(fā)生閥片脫落或卡死等現(xiàn)象，使塔板效率和操作彈性下降。雙流噴射浮閥塔板

浮閥塔盤圓形浮閥方形浮閥條形浮閥JCV浮閥

浮閥塔板浮閥塔板的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生59精餾塔精餾塔的作用：

1、把從粗餾塔過(guò)來(lái)的酒精氣體或液體提濃到產(chǎn)品要求的濃度；