,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,中电投新疆能源有限公,空分实习讲义,之精馏系统,编者：韩腾,王帅,曹威,2021年9月16日,精馏定义：,利用混合物中各组分之间的挥发度差异，通过屡次局部气化，屡次局部冷凝使混合物别离，并获得高纯度产品的一种操作。,精馏原理,1、液体混合物经过屡次部份汽化后可变为高纯度的难挥发组分,2、汽体混和物经过屡次局部泠凝后可变为高纯度的易挥发组分,3、精馏是屡次局部汽化与屡次局部冷凝的联合操作,精馏塔由假设干块塔板构成，每块塔板均为理论板，其上温度为泡点,精馏操作流程和精馏塔,F,x,F,y1,L,x,D,D,x,D,W,x,W,主要设备：精馏塔、塔底再沸器、塔顶冷凝器、原料液预热器、回流液泵等。,再沸器的作用,：提供一定量的上升蒸气流。,冷凝器的作用,：提供塔顶液相产品及保证有适宜的液相回流。,回流的作用,:,（1）提高塔顶产品纯度；,（2）向塔内提供一定量的易挥发组分，以维持精馏塔的正常操作。,精馏操作流程,将原料液进入的层板称为加料板，加料板以上的塔段，作用是把上升蒸气中易挥发组分进一步提浓，称为,精馏段,；加料板以下的塔段（包括加料板），其作用是从下降液体中提取易挥发组分，称为,提馏段,。,空气精馏系统,空气的精馏原理：,利用氧、氮的沸点不同，屡次地进行混合蒸气的局部冷凝和混合液体的局部蒸发的别离过程就叫做精馏。,液体空气精馏的原理：空气的别离时，可以把空气看作氮-氧二元系统。在0.101MPa压力下，氧的沸点为-183，氮的沸点为-195.8，两者相比，氮是易挥发的组分。,由氮、氧组成的混合液体在吸收热量而局部蒸发时，易挥发组分氮将较多的蒸发；而混合蒸汽在放出热量局部冷凝时，难挥发组分氧将较多地冷凝。所以当混合液体局部蒸发或混合蒸气局部冷凝后，液相中氧的含量总是大于气相中氧的含量，而气相中氮的含量总是大于液相中氮的含量。,空气精馏系统,分馏塔系统是空分装置的核心系统，其作用是利用低温精馏法(空气别离方法：精馏法，分凝法，吸附法，模式渗透法)将原料空气别离为氧、氮产品。,分馏塔系统上塔采用规整填料塔技术，具有氧提取率高，能耗低；下塔采用专用于大型空分设备的四溢流塔板技术流程，设置增加粗氩增效塔，提高空分氧提取率，减少原料空压机的排量，降低能耗。,冷凝蒸发器,采用全浸式操作方式，不会产生干蒸发，使单元内部液氧中碳氢化合物不浓缩。当液氧操作液位低于主冷凝蒸发器板式单元高度的80%时，报警系统立即报警C2H2=0.1ppm。,采用截距较大的翅片，使液氧流动更通畅不易堵塞通道，并降卑微小颗粒所产生的静电，从结构上根本解决了主冷内部的平安防爆问题。在液氧侧设有接地保护装置。,在整个液氧大池中，保持液氧侧较高的循环倍率，并通过加大液氧排放量使液氧底部不会出现易燃化合物的凝结。,下塔液氮的别离,精馏塔下部的上升蒸气温度要比上部下流的液体温度高，所以膨胀空气进入下塔后空气温度会比上塔下流的温度高，当下塔的气体每穿过一块塔板就会遇到比它温度低的液体，这时，气体的温度会下降，并不断的被冷凝成液体，液体被局部气化；由于氧的液化温度最高，所以氧被较多的冷凝下来，剩下的蒸气含氮浓度就会有所提高。就这样，一次，又一次的循环下去，到塔顶后，蒸气中的氧大局部被冷凝到液体中去了；从而得到了蒸气中含氮纯度到达99.99%的高纯氮；这局部气体被引入主冷，被上塔的液氧冷凝成液氮后局部做为回流液回流下塔再次精馏,局部被送往上塔作为上塔的回流液。同时下塔液空纯度也得到了含氧35.7%的液空。,上塔精馏,将下塔液空经节流降压后送到上塔中部，作为上塔精馏原料；而从主冷局部抽出的液氮那么成为上塔的回流液；与下塔精馏原理相同，液体下流时，经屡次局部蒸发和冷凝，氮气较多的蒸发出来，于是下流液体中含氧浓度不断提高，到达上塔底部时，可以获得含氧99.9%的液氧；局部液氧作为产品抽出；由于下塔上升蒸气纯氮气，被引入主冷冷凝，所以它将热量较多的传给了液氧，致使液氧复热蒸发作为上塔的上升气；在上升过程中，一局部蒸气冷凝成液体流下，另一局部蒸气随着不断上升，氮含量不断增加；到塔顶时，可得到99.999%的氮气。,