精馏原理

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1、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,,,,*,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,,,,*,精馏原理,广东中能酒精有限公司,2,有关概念,,蒸馏：在酒精生产中，将酒精和其它所有的挥发性杂质从发酵成熟醪中分离出来的过程。,,精馏：除去粗酒精中杂质，进一步提高酒精浓度过程 。,广东中能酒精有限公司,3,发酵成熟醪的化学组成,,杂质按挥发性不同可分为：,,不挥发性杂质：酵母菌菌体、不溶性淀粉、短纤维等不溶性物质，此外还有未发酵的残糖、糊精、无机盐和甘油、琥珀酸等不挥发性微生物代谢产物。

2、,,挥发性杂质：杂醇（甲醇、异戊醇、异丁醇、正丙醇等）醛（乙醛等）、酸（乙酸、丁酸、乳酸、戊酸等）、酯（乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯和异丁酸乙酯等）。,广东中能酒精有限公司,4,酒精能够分离的原因,,蒸馏过程之所以能将成熟醪中所含的酒精完全分离出，并得到高浓度的酒精，基本原因为：成熟醪所含的各种物质的挥发性不同。将两种或两种以上挥发性不同的物质组成混合溶液，将它加热至沸腾，这时液相组分与气相组分往往不同，气相比液相含有较多的易挥发组分，剩下的液相就含有较多难挥发组分。如加热酒精,-,水溶液至沸腾时，蒸汽中酒精含量就较溶液中的高。,广东中能酒精有限公司,一、工艺原理,1,精馏原理,,化工生产常需

3、将液体混合物分离以达到提纯或回收有用组分的目的。分离互溶液体混合物有许多种方法，蒸馏是广泛应用的一种方法。,,液体具有挥发而成为蒸汽的能力。各种液体的挥发能力不同，因此，液体混合物汽化后所生成的蒸汽组成与原来液体的组成是有差别的，蒸馏就是藉液体混合物中各组分挥发性的差异而进行分离的一种操作。,,蒸馏按操作方式可分为简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏及特殊精馏等多种方法。按操作压力可分为常压蒸馏、加压及减压（真空）蒸馏。按操作是否连续可分为连续精馏和间歇精馏。按原料中所含组分数目可分为双组分（二元）蒸馏及多组分（多元）蒸馏。,,,简单蒸馏：混合液加入蒸馏釜中，加热至沸腾，产生的蒸汽经冷凝后作为顶部产物，在

4、蒸馏过程中釜内液体的易挥发组分浓度将不断下降，相应的蒸汽中的易挥发组分浓度亦随之降低。因此，馏出液通常是按不同组成范围分罐收集的。最终将釜液一次排出。所以简单蒸馏是一个不稳定过程。简单蒸馏只能使混合液部分地分离，故只适用于沸点相差较大而分离要求不高的场合，或者作为初步加工，粗略地分离多组分混合液，例如原油或煤油的初馏,.,,8,简单蒸馏,,用蒸汽加热含有酒精的醪液，当达到该酒精水溶液的沸点时，它们便沸腾汽化，蒸汽中的酒精含量便高于醪液，亦即醪液减少较多的酒精和较少的水分，若将酒汽冷凝而收集，则可得到较高浓度酒精的水溶液，当然醪液中其它挥发性物质亦混杂在其中。,广东中能酒精有限公司,9,蒸馏塔工

5、作原理,,酒精水溶液加热至沸腾时，蒸汽中的酒精含量较溶液中含量高，酒精水溶液的酒精含量愈高，其汽化或升高温度所需的热量越少，沸点也越低，这两个规律，要得到高浓度酒精，就有人设想出一种多次汽化与冷凝的特别的蒸馏设备，以“最经济的方法”蒸馏得到高浓度的酒精。,广东中能酒精有限公司,平衡蒸馏：平衡蒸馏又称为闪蒸，是一连续稳定过程。原料连续进入加热器中，加热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压力，部分料液迅速汽化，汽液两相在分离器中分开，得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品,精馏：若将混合液加热至沸腾但只令其部分汽化，则挥发性高的组分，即沸点低的组分（称为易挥发组分或轻组分）在

6、汽相中的浓度比在液相中的浓度要高，而挥发性低的组分，即沸点较高的组分（称为难挥发组分或重组分）在液相中浓度比在汽相中的要高。同理，混合物的蒸汽部分冷凝，则冷凝液中难挥发组分的浓度要比汽相中的高，反之亦然。多次进行部分汽化或部分冷凝以后，最终可以在汽相中得到较纯的易挥发组分，而在液相中得到较纯的难挥发组分。,,精馏是在塔设备中进行的，可用板式塔亦可用填料塔。汽相和液相在塔板上或填料表面上进行着质量传递过程。易挥发组分从液相转移至汽相，难挥发组分从汽相转移至液相,,塔板结构,,,,酒精精馏塔中回流、再沸器、冷凝的作用,回流的作用,,假若精馏塔没有回流，则精馏塔板上的酒精由于不断蒸发而逐渐减少，因此

7、塔板上的酒精浓度逐渐降低，产出量就会降低。,,在保证产量的情况下，就必须增加热源，那么就会导致上层塔板的温度升高，而酒精浓度是降低的，因为此时得到的水与酒精的共沸物。,,所以增加回流保证上层塔板酒精浓度，可保证塔体的稳定蒸馏状态，保证成品质量,再沸器的作用,,再沸器（也称重沸器）是使液体再一次汽化。它的结构与冷凝器差不多，不过一种是用来降温，而再沸器是用来升温汽化。,,再沸器作用是将塔底液体部分汽化后送回精馏塔，提供上升蒸汽流 。他和从回流罐下来的轻组分液相在塔板或填料层上进行多次部分汽化和部分冷凝，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行，从而使混合物达到高纯度的分离。,,冷凝器的作用,,冷凝器作

8、用是提供回流。,,将塔顶蒸气冷凝成液体，部分冷凝液作塔顶产品，其余作回流液返回塔顶，使塔内汽液两相间的接触传质得以进行。,,一热一冷多次进行传质传热，同时尽可能的达到气液平衡，这样才能对物质进行分离。,,18,精馏原理,3,气相和液相的,部分,回流,,是精馏操作的必要条件。,3,、塔底为什么要有蒸气的回流？,,塔内任一板要进行相际传质、传热，必须有两相，而塔底只有残液，无气相，必须引入蒸气，且满足,y,入,<,y,m,，则釜残液汽化引入最方便（再沸器：,x,w,=,y,入,,),,,,,,,,,,,,,,,,,,料液,,,x,F,,Feed,塔顶产品,,,x,D,,Overhead produ

9、ct,,塔底产品,,,x,W,,Bottoms product,液相回流,,Liquid reflux,气相回流,,Vapor reflux,精馏段,,Rectifying section,提馏段,,Stripping section,再沸器,,Reboiler,冷凝器,condenser,2,、塔顶为什么要有液体的回流？,塔内任一板要进行相际传质、传热，必须有两相，而塔顶只有蒸气，无液相，必须引入液相，且满足,x,入,>,x,1,，则,x,D,引入最方便（全凝器：,x,D,=,y,1,),,,精馏段,提馏段,19,4,、进料为什么从中间，而不从顶部或底部？,,,F,x,F,W,x,W,纯,B,,F,x,F,,D,x,D,纯,A,,原料中液体经过多次部分汽化，可得到纯,B,；但对原料而言，只有一次蒸气的部分冷凝，得不到纯,A,。,塔顶进料,,塔底进料,,,原料中气体经过多次部分冷凝 可得到纯,A,,但对原料而言，只有一次液体的部分汽化，得不到纯,B,。,谢 谢！,广东中能酒精有限公司,