低温精馏原理与精馏塔课件.pptVIP

低温精馏原理及精馏塔;1.概述 ; 对两种沸点不同的物质（例如氧与氮）组成 的混合液体，在吸收热量而部分蒸发时，易挥发 组分氮将较多地蒸发；而混合蒸气在放出热量而 部分冷凝时，难挥发组分氧将较多地冷凝。如果 将温度较高的饱和蒸气与温度较低的饱和液体接 触，则蒸气将放出热量给饱和液体。蒸气放出热 量将部分冷凝，液体将吸收热量而部分蒸发。蒸 气在部分冷凝时，由于氧冷凝得较多，所以蒸气 中的低沸点组分（氮）的浓度有所提高。如果进 行了一次部分蒸发和部分冷凝后，氮浓度较高的 蒸气及氧浓度较高的液体，再分别与温度不同的 液体及蒸气进行接触，再次发生部分冷凝及部分 蒸发，使得蒸气中的氮浓度及液体中的氧浓度将 进一步提高，这样的过程进行多次，蒸气中的氮 浓度越来越高，液体中的氧浓度越来越高，最终 达到氧、氮的分离。这个过程就叫精馏。;精馏塔内的空气是怎样被分离成氧和氮的; 然后将液空经节流降压后送到上塔中部，作为进一步精馏的原料。与下塔精馏的原理相同，液体下流时，经多次部分蒸发，氮较多地蒸发出来，于是下流液体中的含氧浓度不断提升，达到上塔底部可得到含氧99.2％～99.6％的液氧。从液空进料口至上塔底部塔板上的精馏是提高难挥发组分的浓度，叫提馏段。这部分液氧在冷凝蒸发器中吸热而蒸发成气氧，在0.14Mpa下它的温度为93.7K左右。一部分气氧作为产品引出，大部分作为上塔的上升气。在上升过程中，部分蒸气冷凝，蒸气中的氮含量不断增加。由于上塔中部液空入口处的上升气中还有较多的氧组分，如果将它放掉，氧的损失太大，所以应再进行精馏。从冷凝蒸发器中引出部分含氮99%以上的液氮节流后送至上塔顶部，作为回流液，蒸气再进行多次部分冷凝，同时回流液多次部分蒸发。其中氧较多地留在液相里，氮较多地蒸发到气相中，到了上塔顶，便可得到含氮99%以上的氮气。从液氮进料口到液空进料口是为了进一步提高蒸气中低沸点组分（氮）的浓度，叫精馏段。如果需要纯氮产品还需要再次精馏，才能得到含氮99.99%的纯氮产品。这就是精馏塔内将空气分离成氧、氮的过程。 ;双级精馏塔内温度、压力确定;2)上塔底部压力和温度的确定。 上塔底部压力是指上塔最后一块塔板下面，液氧面上压力。等于上塔顶部加上塔塔板总阻力。 P上塔底=△P上塔板+P上塔顶=0.015+0.12=0.135MPa 上塔底部的温度是液氧面上氧气的饱和温度,它由氧纯度和压力决定。根据底部压力和氧气浓度查气、液平衡图得上塔低部温度。 T上塔顶=92.8K ;3）冷凝蒸发器中液氧的平均压力和平均温度的确定。 冷凝蒸发器液氧面上的压力即为上塔底部压力。液氧底部压力等于液氧面上的压力加上液氧柱产生静压。 P液氧底=P上塔底+ h液氧*液氧密度 T液氧平均= （ T液氧面+ T液氧底）/2 ;4）下塔顶部压力和温度确定 △ T主冷= T氮冷凝- T液氧平均 下塔顶部压力和氮气浓度及氮冷凝温度有关，根据冷凝温度和氮气浓度查气、液平衡图得下塔顶部压力。 ;5）下塔底部压力的确定 下塔底部压力等于下塔顶部加上塔塔板总阻力。 P下塔底=△P下塔板+P下塔顶 温度为进下塔饱和空气温度;双级精馏塔的物料平衡和能量平衡;下塔的物料平衡和能量平衡;上塔的物料平衡和能量平衡;全塔的物料平衡与热量平衡;回流比;回流比对精馏的影响;调整下塔纯度是调整上塔纯度的基础;为什么全低压空分设备能将膨胀空气直接送入上塔;进上塔的膨胀空气量受什么条件限制;哪些因素会影响塔板阻力的变化，观察塔板阻力对操作有何实际意义？;上塔压力低些有什么好处;为什么说主冷液氧的变化是判断制氧机冷量是否充足的主要标志？;增加加工空气量对精馏工况有什么影响，需要采取哪些相应的措施？;过冷器的作用;.氧气产量不足的原因及处理;处理的方法，尽可能减少空气损失，降低设备阻力，以增加空气量；尽可能减少跑冷损失、热交换不完全损失和漏损，减少膨胀空气量。下面详细从精馏角度分析一下调整产量的方法： 液面要稳定。液氧液面稳定标志着设备的冷量平衡。如果液面忽高忽低，调整纯度就十分困难。合理调节膨胀量和液空、液氧调节阀开度，使液氧面稳定。 调节好液空、液氮纯度。下塔精馏是上塔的基础。液空、液氮取出量的变化，将影响到液空、液氮的纯度，并影响到上塔精馏段的回流比。如果液氮取出量过小，虽然氮纯度很高，但是，给精馏段提供的回流液过少，将使氮气纯度降低。此时，由于液空中的氧浓度低，将造成氧纯度下降，氧产量减少。因此，下塔的最佳精馏工况应是在液氮纯度合乎要求的情况下，尽可能加大取出量。一方面为上塔精馏段提供更多的回流液；另一方面使液空的氧浓度提高，减轻上塔的精馏负担，这样才有可能提高氧产量。这里需要说明的是，液氮纯度的调节要用液氮调节阀，不能用下塔的液氮回流阀。回流阀正常情况下应全开