精餾塔類型有哪些

精餾塔類型有哪些

精餾塔是化工、石化、制藥等行業(yè)中進(jìn)行分離和提純的核心設(shè)備。其類型的劃分有多種方式，主要可以從內(nèi)部結(jié)構(gòu)、操作方式和應(yīng)用領(lǐng)域等角度進(jìn)行。
一、 按塔內(nèi)部構(gòu)件分類
這是常用和重要的分類方法，直接決定了塔的分離效率、處理能力和操作特性。
1、板式塔
塔內(nèi)裝有多層塔板，氣液兩相在塔板上進(jìn)行分級(jí)接觸傳質(zhì)。像是一層一層的“篩子"，蒸汽從下往上穿過，液體從上往下流動(dòng)，在每一層塔板上進(jìn)行熱質(zhì)交換。
泡罩塔：
結(jié)構(gòu)：每塊塔板上裝有多個(gè)泡罩（像一個(gè)倒置的杯子），蒸汽通過升氣管上升，然后折返向下通過泡罩的齒縫分散成氣泡進(jìn)入液層。
優(yōu)點(diǎn)：操作彈性大，在低氣速下仍能保持穩(wěn)定的液封，效率穩(wěn)定。
缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高、阻力大、液面落差大。
應(yīng)用：早期應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在多被其他塔型取代，但在要求操作彈性極大的場(chǎng)合仍有使用。
篩板塔：
結(jié)構(gòu)：塔板上開有大量均勻的小孔（篩孔）。蒸汽直接穿過篩孔，在塔板上液層中鼓泡傳質(zhì)。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、阻力小、效率高。
缺點(diǎn)：操作彈性較小，篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、有固體的物料。
應(yīng)用：目前應(yīng)用板式塔之一。
浮閥塔：
結(jié)構(gòu)：在塔板上開有較大的孔，每個(gè)孔上裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片（浮閥）。隨著氣速的變化，浮閥的開度自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而改變氣流通道面積。
優(yōu)點(diǎn)：操作彈性非常大、效率高、處理能力大、泄漏量小。
缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)比篩板塔復(fù)雜，造價(jià)稍高。
應(yīng)用：應(yīng)用極其廣泛，尤其是在操作負(fù)荷波動(dòng)較大的場(chǎng)合，是綜合性能的板式塔之一。
2、填料塔
塔內(nèi)裝填有特定形狀的填料（作為傳質(zhì)元件），氣液兩相在填料表面進(jìn)行連續(xù)逆流接觸傳質(zhì)。
散裝填料塔：
結(jié)構(gòu)：填料為無規(guī)則堆積的個(gè)體，如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、矩鞍環(huán)等。
優(yōu)點(diǎn)：阻力小，壓降低，特別適用于真空精餾。
缺點(diǎn)：可能存在液體分布不均（壁流）現(xiàn)象，對(duì)液體分布器要求高。
規(guī)整填料塔：
結(jié)構(gòu)：填料是按均勻幾何圖形規(guī)則排列的，如波紋板（絲網(wǎng)波紋板、孔板波紋板）。
優(yōu)點(diǎn)：阻力極小、分離效率非常高、通量大、持液量小。
缺點(diǎn)：造價(jià)高、易堵塞、對(duì)安裝要求高。
應(yīng)用：適用于高純度分離、熱敏性物料、節(jié)能要求高的場(chǎng)合。
二、按操作方式分類
、間歇精餾塔（分批精餾塔）
特點(diǎn)：原料一次性加入釜中，操作過程中塔頂和塔釜產(chǎn)品的組成隨時(shí)間不斷變化。通常只有精餾段，沒有提餾段。
優(yōu)點(diǎn)：靈活，適用于小批量、多品種的生產(chǎn)。
缺點(diǎn)：操作不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量有波動(dòng)，能耗相對(duì)較高。
應(yīng)用：精細(xì)化工、制藥、實(shí)驗(yàn)室研究。
2、連續(xù)精餾塔
特點(diǎn)：原料連續(xù)穩(wěn)定地加入塔中，塔頂和塔釜連續(xù)穩(wěn)定地排出產(chǎn)品，操作狀態(tài)穩(wěn)定。
優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、處理能力大、能耗低、易于自動(dòng)化控制。
缺點(diǎn)：靈活性差，不適合小批量生產(chǎn)。
應(yīng)用：大型石化、化工裝置，如原油常減壓蒸餾、乙烯裝置等
三、 按物系或工藝要求分類
根據(jù)待分離物料的特殊性質(zhì)或工藝的特殊要求而設(shè)計(jì)。
1、常壓精餾塔：
在接近大氣壓下操作，是常見的精餾方式。
2、減壓精餾塔（真空精餾塔）：
在負(fù)壓下操作，用于分離高沸點(diǎn)、熱敏性物料（如精油、維生素等），以降低其沸點(diǎn)，防止分解。
3、加壓精餾塔：
在高于大氣壓下操作，用于分離沸點(diǎn)很低的物料（如空氣分離中的氮、氧），使其在常溫下能冷凝。
4、共沸精餾塔：
加入第三組分（共沸劑），與原料中的某一組分形成共沸物，從而改變其相對(duì)揮發(fā)度，實(shí)現(xiàn)分離。
5、萃取精餾塔：
加入第三組分（萃取劑），其揮發(fā)性很小，能顯著改變?cè)辖M分的相對(duì)揮發(fā)度，但不形成共沸物。
6、反應(yīng)精餾塔：
將化學(xué)反應(yīng)和精餾分離耦合在一個(gè)塔內(nèi)進(jìn)行，利用精餾移走反應(yīng)產(chǎn)物，打破化學(xué)平衡，提高轉(zhuǎn)化率。
三、其他特殊類型
1、復(fù)合精餾塔
一座塔內(nèi)同時(shí)包含板式段和填料段，以結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，滿足特定分離要求。
2、多效精餾
將多個(gè)精餾塔串聯(lián)，利用前一級(jí)塔頂蒸汽的冷凝熱作為后一級(jí)塔釜的加熱源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能。類似于多效蒸發(fā)。
總結(jié)與選擇
在實(shí)際工程中，選擇哪種類型的精餾塔是一個(gè)復(fù)雜的優(yōu)化過程，需要綜合考慮分離物系的特性（粘度、腐蝕性、熱敏性、是否含固體）、處理量、分離要求、操作彈性、設(shè)備投資和運(yùn)行成本（能耗） 等多種因素。