精馏三大平衡指的是哪三种
2025-06-26 [ 99]

精馏三大平衡:物料平衡、汽液相平衡、热量平衡。

01 物料平衡 

将精馏塔看作一个密闭的整体,比如一个水池,在任何一个单位时间内,精馏塔所有进塔的物料量V0,与精馏塔出塔的所有物料量之和V1相等,即V0=V1。

物料平衡体现了塔的生产能力,它主要是靠进料量和塔顶、塔底出料量来调节的。操作中,物料平衡的变化具体反应在塔底液面上。当塔的操作不符合总的物料平衡式时,可以从塔压差的变化上反映处来。例如进的多,出的少,则塔压差上升。对于一个固定的精馏塔来讲,塔压差应在一定的范围内。塔压差过大,塔内上升蒸汽的速度过大,雾沫夹带严重,甚至发生液泛而破坏正常的操作;塔压差过小,塔内上升蒸汽的速度过小,塔板上汽液两相传质效果降低,甚至发生漏液而大大降低塔板效率。物料平衡掌握不好,会使整个塔的操作处于混乱状态,掌握物料平衡是塔操作中的一个关键。如果正常的物料平衡受到破坏,它将影响另两个平衡,即:汽液相平衡达不到预期的效果,热平衡也被破坏而需重新予以调整。


02 汽液相平衡

气液相平衡主要体现了产品的质量及损失情况。它是靠调节塔的操作条件(温度、压力)及塔板上汽液接触的情况来达到的。只有在温度、压力固定时,才有确定的汽液相平衡组成。当温度、压力发生变化时,汽液相平衡所决定的组成就发生变化,产品的质量和损失情况也随之发生变化。汽液相平衡与物料平衡密切相关,物料平衡掌握好了,塔内上升蒸汽速度合适,汽液接触良好,则传热传质效率高,塔板效率亦高。当然,温度、压力也会随着物料平衡的变化而改变。

热量平衡是指进塔热量和出塔热量的平衡,具体反应在塔顶温度上。


03 热量平衡

热量平衡是物料平衡和汽液相平衡得以实现的基础,反过来又依附于它们。没有热的气相和冷的回流,整个精馏过程就无法实现;而塔的操作压力、温度的改变(即汽液相平衡组成改变),则每块塔板上汽相冷凝的放热量和液体汽化的吸热量也会随之改变,体现在进料供热和塔顶取热发生变化上。

掌握好物料平衡、汽液相平衡、和热量平衡是精馏操作的关键所在,三个平衡之间相互影响、相互制约。在操作中通常是以控制物料平衡为主,相应调节热量平衡,终达到汽液相平衡的目的。要保持稳定的塔底液面的平衡必需稳定:①进料量和进料温度;②塔顶、侧线及塔底抽出量;③塔顶压力。要保持稳定的塔顶温度,必需稳定:①进料量和进料温度;②顶回流、循环回流各中段回流量及温度;③塔顶压力;④汽提蒸汽量;⑤原料及回流不带水。只要密切注意塔顶温度、塔底液面,分析波动原因,及时加以调节,就能掌握塔的三个平衡,保证塔的正常操作。

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