在制藥，生物、精細(xì)化工等生產(chǎn)中，常常會(huì)有很多液相或汽相混合物中需要分離或提純，因此精餾技術(shù)便得以廣泛應(yīng)用，適合各類溶劑濃縮回收：醇類、無水醇類、醋酸類回收系統(tǒng)、生物柴油脫色+除渣系統(tǒng)等等！

一、工作原理

精餾就是在一定壓力下，利用互溶液體混合物各組分的沸點(diǎn)或飽和蒸汽壓不同，使輕組分(沸點(diǎn)較低或飽和蒸汽壓較高的組分)汽化，經(jīng)多次部分液相汽化和部分氣相冷凝，使氣相中的輕組分和液相中的重組分濃度逐漸升高，從而實(shí)現(xiàn)分離。  

二、精餾單元主要設(shè)備組成及工藝流程

精餾過程的主要設(shè)備有：精餾塔、再沸器、冷凝器、回流罐和輸送設(shè)備等。精餾塔以進(jìn)料板為界，上部為精餾段，下部為提餾段。一定溫度和壓力的混合料液進(jìn)入精餾塔后，輕組分在精餾段向上逐漸濃縮，離開塔頂后全部冷凝進(jìn)入回流罐，一部分作為塔頂產(chǎn)品(也叫餾出液)，另一部分被送入塔內(nèi)作為回流液。回流液的目的是補(bǔ)充塔板上的輕組分，使塔板上的液體組成保持穩(wěn)定，保證精餾操作連續(xù)穩(wěn)定地進(jìn)行。而重組分在提餾段中向下濃縮后，一部分作為塔釜產(chǎn)品(也叫殘液)，一部分則經(jīng)再沸器加熱后送回塔中，為精餾操作提供定量連續(xù)上升的蒸氣氣流。 

三、精餾塔操作的三大平衡是什么？

精餾塔的操作應(yīng)掌握三大平衡，即：物料平衡、氣液相平衡和熱量平衡。

1、物料平衡：指的是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)塔的物料量應(yīng)等于離開塔的諸物料量之和。物料平衡體現(xiàn)了塔的生產(chǎn)能力，它主要是靠進(jìn)料量和塔頂、塔底出料量來調(diào)節(jié)的。操作中，物料平衡的變化具體反應(yīng)在塔底液面上。當(dāng)塔的操作不符合總的物料平衡時(shí)，可以從塔壓差的變化上反映出來。

例如，進(jìn)得多，出得少，則塔壓差上升。對(duì)于一個(gè)固定的精餾塔來講，塔壓差應(yīng)在一定的范圍內(nèi)，塔壓差過大，塔內(nèi)上升蒸氣的速度過大，霧沫夾帶嚴(yán)重，甚至發(fā)生液泛而破壞正常的操作；塔壓差過小，塔內(nèi)上升蒸氣的速度過小，塔板上氣液兩相傳質(zhì)效果降低，甚至發(fā)生漏液，大大降低了 塔板效率。物料平衡掌握不好，會(huì)使整個(gè)塔的操作處于混亂狀態(tài)，掌握物料平衡是塔操作中的一個(gè)關(guān)鍵。如果正常的物料平衡受到破壞，它將影響另兩個(gè)平衡，即氣液相平衡達(dá)不到預(yù)期的效果，熱平衡也被破壞而需重新予以調(diào)整。

2、氣液相平衡：主要體現(xiàn)了產(chǎn)品的質(zhì)量及損失情況。它是靠調(diào)節(jié)塔的操作條件(溫度、壓力)及塔板上氣液接觸的情況來達(dá)到的。只有在溫度、壓力固定時(shí)，才有確定的氣液相平衡組成，當(dāng)溫度、壓力發(fā)生變化時(shí)，氣液相平衡所決定的組成就發(fā)生變化，產(chǎn)品的質(zhì)量和損失情況隨之發(fā)生變化。

氣液相平衡與物料平衡密切相關(guān)，物料平衡掌握好了，塔內(nèi)上升蒸氣速度合適，氣液接觸良好，則傳熱傳質(zhì)效率高，塔板效率亦高。當(dāng)然溫度、壓力也會(huì)隨著物料平衡的變化而改變。

3、熱量平衡：是指進(jìn)塔熱量和出塔熱量的平衡，具體反應(yīng)在塔頂溫度上。熱量平衡是物料平衡和氣液相平衡得以實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，反過來又依附于它們。沒有熱的氣相和冷的回流，整個(gè)精餾過程就無法實(shí)現(xiàn)；而塔的操作壓力、溫度的改變(即氣液相平衡組成改變)，則每塊塔板上氣相冷凝的放熱量和液體汽化的吸熱量也會(huì)隨之改變，體現(xiàn)在進(jìn)料供熱和塔頂取熱發(fā)生的變化上。

四、再沸器的疏水系統(tǒng)和加熱控制系統(tǒng)：

再沸器能使液體再一次汽化，是一個(gè)能夠交換熱量，同時(shí)有汽化空間的一種特殊換熱器。再沸器有好幾種類型，包括釜式再沸器、立式和臥式熱虹吸再沸器、內(nèi)置式再沸器、強(qiáng)制循環(huán)式再沸器和降膜式再沸器五大類，這里以比較常用的釜式再沸器為例來說明。

1、疏水閥的選擇：

再沸器的加熱蒸汽走殼程，料液走管程。另外殼程（走蒸汽）必須有積液，否則蒸汽就從再沸器中直接貫通了，這會(huì)造成凝液罐嚴(yán)重水錘；并且再沸器中沒有建立一定的凝液說明再沸器沒有產(chǎn)生蒸汽相變，即沒有實(shí)現(xiàn)最高加熱效率！沒有積液反而導(dǎo)致再沸器效率降低！

精餾塔其實(shí)很嬌氣，當(dāng)有不該進(jìn)入的物料如不凝氣體被加入，或者較重組分進(jìn)入都會(huì)讓塔不舒服。所以嚴(yán)格控制精餾塔的菜單是精餾塔操作平穩(wěn)的至關(guān)重要的條件，輕重組分物料不能隨便改，如果有不凝氣體進(jìn)入系統(tǒng)，必須立即排掉它，因此操作時(shí)需要手動(dòng)排氣！也非常有必要加裝自動(dòng)排氣閥，可以與疏水閥并聯(lián)安裝；另外，這個(gè)工況和容易產(chǎn)生“蒸汽綁”，因此疏水閥需要選用自帶熱靜力排空膜盒和破除“蒸汽綁”裝置的自由浮球疏水閥，比如廣州維遠(yuǎn)way’s破汽綁自由浮球疏水閥，型號(hào)BFT45F，DN40~50；BFT18F，DN32~40。

2、精餾塔自動(dòng)控制系統(tǒng)的選擇：

因?yàn)榫s塔的三個(gè)平衡之間相互影響、相互制約。在操作中通常是以控制物料平衡為主，相應(yīng)調(diào)節(jié)熱量平衡，最終達(dá)到氣液相平衡，才能按要求產(chǎn)出合格產(chǎn)品。

(1)、要保持塔底液面穩(wěn)定平衡，必需穩(wěn)定：

①進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；②塔頂、側(cè)線及塔底抽出量；③塔頂壓力。

(2)、要保持穩(wěn)定的塔頂溫度，必需穩(wěn)定：

①進(jìn)料量和進(jìn)料溫度；②頂回流、循環(huán)回流各中段回流量及溫度；

③塔頂壓力； ④汽提蒸汽量；⑤原料及回流不帶水。

只要密切注意塔頂溫度、塔底液面，分析波動(dòng)原因，及時(shí)加以調(diào)節(jié)，就能掌握塔的三個(gè)平衡，保證塔的正常操作。

為了保證精餾塔正常操作，塔底再沸器的液位不能過低，塔頂回流液的量不能太小。

（3）以下是幾種常見的控制方式：

對(duì)于二級(jí)或多級(jí)精餾塔，當(dāng)塔壓恒定時(shí)，溫度與料液組分之間有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，因此，溫度常常作為被控變量和間接質(zhì)量指標(biāo)。溫度監(jiān)測(cè)點(diǎn)的位置有塔頂溫度、靈敏板溫度和中段溫度。蒸汽進(jìn)汽管道上的氣動(dòng)控制閥，塔釜溫度調(diào)節(jié)與蒸汽流量調(diào)節(jié)形成串級(jí)控制。同時(shí)利用疏水閥及時(shí)排放冷凝水，防止蒸汽泄漏。由于蒸汽壓力容易調(diào)節(jié)，通過減壓閥后壓力一般都會(huì)很穩(wěn)定，因此這種調(diào)節(jié)蒸汽流量的控制方式最為直接、靈敏、可靠、穩(wěn)定，換熱器也不需要很大的余量，且反應(yīng)迅速、調(diào)節(jié)及時(shí)，還能避免水錘，能使精餾系統(tǒng)平穩(wěn)和連續(xù)運(yùn)行。這是最傳統(tǒng)也是最可靠的方式。

（4）控制閥的正反作用選擇：一般來說，加熱蒸汽和進(jìn)料管道選用氣開式的（失效關(guān)），回流或循環(huán)水管道選用氣關(guān)式的（失效開）。

（5）控制閥的材料選擇：一般蒸汽管道和循環(huán)水選用鑄鋼材質(zhì)，其他物料管道和空氣管道選用不銹鋼材質(zhì)。

（6）氣動(dòng)控制閥選型：

根據(jù)一次壓力、二次壓力和蒸汽流量等參數(shù)計(jì)算Kv值，然后嚴(yán)格選型。

比如廣州維遠(yuǎn)way’s波紋管密封氣動(dòng)控制閥就非常合適，型號(hào)為PCV3000-B1或PCV3000-BU1。

此型號(hào)控制閥優(yōu)勢(shì)（相比傳統(tǒng)填料密封控制閥）：波紋管密封結(jié)構(gòu)，確保零外漏；因?yàn)闆]有填料的摩擦阻力作用，反應(yīng)速度更快，控制精度更高；內(nèi)密封面堆焊司太立合金，更耐沖蝕汽蝕，關(guān)閉時(shí)采用平面密封，關(guān)閉更嚴(yán)密，使用壽命更長。

Kv值選型過大或閥門選型過大：造成控制精度降低，壽命縮短；

選型過小：即使閥門全部打開，流量也不夠，物料無法升溫。