提馏段

能源化工领域术语

通常，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。

步骤简介

精馏塔在加料板以下的部分（不包括加料板本身），称为提馏段。此段的作用在于将物料中的易挥发组分尽量提出，使液体愈下流其中的难挥发组分逐渐增浓。

例如：双级精馏塔包括下塔（压力塔）、冷凝蒸发器和上塔（低压塔）。空气先在下塔初步分离，然后在上塔作最终分离。上塔又分精馏段与提馏段。通常以塔中液空进料口为界，在加料口以上的部分是用来不断提高蒸汽中的氮浓度的称为精馏段；在加料口以下的部分是用来将液体中的氮分离出来的称为提馏段。因此，上塔液空进料口以上至塔顶为精馏段，液空进料口以下至冷凝蒸发器为提馏段。

工业选型

常压塔提馏段液流强度大，气量小，液体含有杂质，易堵塞，液体粘度较大。由于闪蒸主要受温度、压力和时间的影响，难以保证闪蒸效率达到100%，原油在常压塔最佳闪蒸条件下闪蒸效率最高仅75%，大量轻组分混杂在液相中，需要在提馏段拔出。

常压塔提馏段塔内件选型

现有塔内件主要分为塔板和填料，它们各有优缺点，适用范围各不相同。针对常压塔提馏段（下称提馏段）的特定操作状况和分离要求，塔内件选型应从分离效率，配套塔内件，经济性，操作安全性等方面考虑。

（1）分离效率

塔内件的分离效率决定于被分离物系的性质，操作状态（压力，温度，流量等）以及塔内件的类型及性能。塔的操作处于真空或低液量下时，填料的分离效率明显高于塔板。塔的操作处于高压或高液量下时，塔板占有一定的优势，分离效率较高。另外提馏段操作属于液膜阻力控制，因此从分离效率方面考虑最好是选用塔板。

（2）配套塔内件

提馏段一般分离空间小，大多只有2~5层塔板的高度。若选用填料，安装液体收集再分布器和气体分布器难度较大且填料对汽液的分布要求很高。而塔板对液体和汽体的初始分布的要求不那么高，闪蒸段流下来的液体很容易被提馏段最上层塔板收集和分布。因此从配套塔内件方面考虑提馏段塔内件选用塔板。

（3）经济性

填料及其配套内件的成本远高于塔板，因此，在工艺条件许可时，选用塔板更为经济合理。

（4）操作安全性

一般填料抗堵塞性能较差，难以满足提馏段的苛刻要求，而塔板抗堵塞性能较好，可以保证长周期安全运行。

综合考虑上述四方面，提馏塔内件选用塔板较好。

提馏塔板的选择

尽管精馏塔板有多种性能评价方法，如操作性能图、多因素比较法、模糊综合评价法等，可供借鉴。但由于提馏段操作状况和要求不同于精馏段，为工业选型提供理论依据的综合评判因素也不同于精馏段，为此提出了提馏塔板工业选型的基本思路和工业四因素模糊综合评价法。

提馏塔板的工业选型

提馏塔板的结构应该尽量利用气体上升时的动能推动液体前进，设法使气液在板上同向流动，以便减小液面落差；同时尽量提高气速和气体吹出分布点数，提高液体表面积，增大轻组分逸出机率，提高提馏效率，降低汽提蒸汽用量或再沸汽量，减少能耗；在保证较大的气速和液体充分分散的前提下，降低塔板压力降、雾沫夹带和泄露，提高液体界面更新机率，达到较高的提馏板效率；另外还应简化结构，提高板强度，保证长周期运行。

提馏塔板工业四因素模糊综合评价法

塔板冷模开发研究中，可利用塔板流体力学参数（如干板压力降、湿板压力降、板面流动状况、泄露、雾沫夹带、处理能力、操作弹性、操作难度以及空间利用率等）和传质参数（塔板冷模效率和气液相介质适应性等）对其进行评判，根据评判结果确定实验室开发是否成功，为工业中试提供参考。由于实验室数据不同于工业数据，提馏塔板性能评价还受原料的性质、塔的整体操作适应性、投资、收益以及计量、仪表和使用系统稳定性等各方面因素影响。为了使提馏塔板的工业评价客观、简单、准确,对提馏塔板评价有关因素进行分析，后选用易于从工业塔设备中准确得到且能全面反映提馏塔性能的四个因素：

（1）塔底蒸出物残余量：它是提馏段操作状况好坏的标志，综合反映了提馏塔板的干板压力降、湿板压力降、板面流动状况、泄露、雾沫夹带等流体力学性能和提馏板传质性能及提馏效率等。塔底蒸出物残余量越少，表明塔板的流体力学、传质和提馏效果越好。

塔底蒸出物残余数=某提馏板塔底馏出物残余量/F1浮阀塔底馏出物残余量。

（2）提馏操作成本：它是以进料温度和汽提蒸汽用量或再沸器再沸温度为指标，反映了提馏段塔板的汽液两相接触状况和汽相动能使用情况。提馏段汽提蒸汽用量越少或再沸器再沸温度越低，则提馏操作成本越低，说明提馏段塔板的汽液两相接触状况良好，汽相动能利用充分。

提馏操作成本数=某提馏塔板操作成本/F1浮阀塔板操作成本或某提馏塔板汽提蒸汽用量/F1浮阀塔板汽提蒸汽用量或某提馏塔板再沸温度差/F1浮阀塔板再沸温度差。

（3）比塔价：它是利用提馏段塔板与某标准塔板（如F1浮阀塔板）投资比值来反映提馏段设备的相对成本，包括提馏段塔板的设备费、技术使用费、专利费、设计费等。比塔价越少，说明投资越少。由于塔板投资相对于所获经济效益很低，即使比塔价很高，对提馏塔板整体性能影响相对较小。

比塔价=某提馏塔板投资/F1浮阀塔板投资。

（4）系统适应性：它包括提馏塔板的操作弹性与整个塔和整个系统的操作弹性是否适合，提馏塔板抗堵性，汽液流动方向性，对提馏段物料的适应性等。

上述四个因素基本体现了“高拔出、低能耗、低成本、长周期”的生产要求。

提馏塔板工业四因素模糊综合评价的工业应用

F1浮阀塔板是目前提馏段最常用的塔板之一，导向浮阀塔板是比较适合提馏段操作状态和物性的塔板之一，NS导向提馏塔板是针对提馏段大液量、小气量、易堵塞和不同于精馏段的分离要求所研制开发的新型高性能塔板。用提馏塔板工业四因素模糊工业评价法可对这三种塔板在0.25Mt/a常压塔应用结果进行工业性能评价。

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