精馏塔工作原理及动图

精馏塔是进行精馏的一种塔式气液接触装置，也是石油化工生产中应用极为广泛的一种传质传热装置。在石油化工生产中常常要求获得纯度很高的产品，通过精馏过程可以获得这种高纯度的产品。

01 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。

02 精馏塔主要结构

精馏塔主要包括：再沸器、冷凝器、精馏塔。

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。

03 精馏塔分类

1、板式塔：筛板塔、泡罩塔、浮阀塔

在圆柱形壳体内按一定间距水平设置若干层塔板，液体靠重力作用自上而下流经各层板后从塔底排出，各层塔板上保持有一定厚度的流动液层；气体则在压强差的推动下，自塔底向上依次穿过各塔板上的液层上升至塔顶排出。气、液在塔内逐板接触进行质、热交换，故两相的组成沿塔高呈阶跃式变化。

1）筛板塔结构

结构特点：塔板上有许多均匀小孔，孔径3-8mm（10-25mm），筛孔呈△排列，塔板上设溢流堰。操作时气体通过筛孔分散成细小气流，鼓泡通过液层。正常操作时，上升气流能阻止液体液体经筛孔向下漏液。优点：结构简单，造价低；塔板液面落差小，流动阻力小，气体压降低；生产能力大，塔板效率高（与泡罩塔比，气体分散好，气液接触充分）。缺点：操作弹性小（气道面积固定，不能调节）；筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、粘度大的物料。

2）泡罩塔结构

结构特点：升气管+泡罩（带齿缝），操作时，液体横向流过塔板，溢流堰保持一定液层厚度，沿升气管上升气体折流经过齿缝进入液层，被分散成细小的气泡或流股，在板上形成鼓泡层和泡沫层。优点：不易漏液，操作弹性大（维持塔板效率基本不变，气流负荷允许波动的范围）；塔板不易堵塞（齿孔较大）缺点：结构复杂，造价高；塔板压降大，流体阻力大；雾沫夹带严重；生产能力及塔板效率较低（气液接触越充分效率越高）。泡罩塔已经逐渐被筛板、浮阀塔取代，很少使用。

3）浮阀塔结构

结构特点：开孔+可浮动阀片，操作时，由阀孔上升的气流经阀片与塔板间隙沿水平方向进入液层，增加气液接触时间，浮阀开度随气体负荷可变，当气量低时，气体可通过静止开度的缝隙而鼓泡；高气量时，阀片浮起，开度增大。优点：结构简单，造价低；生产能力达（较大开孔率，大于泡罩20%-40%，接近筛板）；操作弹性大（阀片可升降，容许的气速波动范围比泡罩或筛板要宽）；塔板效率较高（气体水平吹入液层，气液接触时间长）；气体压降及液面落差小（气、液经过阀片时阻力小）缺点：处理易结焦、高粘度的物料时，阀片易与塔板粘结；操作时阀片易脱落或卡死，造成塔板效率和操作弹性下降。

2、填料塔

在圆柱形壳体内装填一定高度的填料，液体经塔顶喷淋装置均匀分布于填料层顶部上，依靠重力作用沿填料表面自上而下流经填料层后自塔底排出；气体则在压强差推动下穿过填料层的空隙，由塔的一端流向另一端。气液在填料表面接触进行质、热交换，两相的组成沿塔高连续变化。

1）填料类型

04 板式塔与填料塔比较