連續精餾裝置實驗室

A. 精餾塔的工作原理

精餾塔主要分為兩種類型：填料塔和板式塔，其中板式塔包括篩板塔、浮閥塔、泡罩塔等。實驗室中最常用的精餾塔是玻璃製成的，它們由塔釜、玻璃精餾柱、玻璃精餾頭和冷凝器構成。

精餾塔的主體部分是精餾柱。若採用填料塔，精餾柱內部堆有不規則填料，使得氣液兩相實現良好的傳質。填料層的高度決定了精餾柱的有效分離長度。為了防止漏流和溝流現象，可以將填料層分為多個段落，並將迴流液收集起來，重新分配到柱的中心。對於需要絕熱精餾的過程，可以將填料柱製成真空夾套以保溫。精餾柱的尺寸根據處理物料量及分離效率來確定，實驗常用直徑為700毫米、1000毫米和1300毫米的精餾柱，高度限制在500毫米和1500毫米之間。

影響分離能力的因素很多，其中填料層的影響尤為重要。在一定的填料層高度內，填料的總表面積與填料的類型、規格、材質及填料的裝填方法有關，這些因素影響液膜厚度、壓降及分離效率。一般規定填料尺寸應小於柱徑的1/10，且柱徑與填料尺寸之比保持在10:1到12:1為宜。現在已有許多高效填料品種，如不銹鋼θ環填料和不銹鋼三角螺旋填料。所選填料應能保持適當的持液量，使液體能完全潤濕填料，以確保汽液充分接觸進行質的交換，這與填料的比表面及填料可潤濕性有關。填料的分離效率常用等板高度表示。

實驗室中的塔釜通常採用平底燒瓶或圓底燒瓶。一般使用標准化的帶有磨口接頭的圓底燒瓶，最好採用短頸的三頸燒瓶。其兩根支頸與瓶中心的頸的軸線在瓶底相交，這兩根帶有磨口的支頸用於安裝溫度計、加料或出料、氣體或蒸氣引入管及取樣管。瓶中放置待分離的物質，其裝料量最多為容積的三分之二，而真空精餾時不超過二分之一。塔釜液可以直接用電加熱或間接用熱載體加熱，用電加熱具有易於調節和控制的優點。

精餾頭是連接精餾柱和冷凝器的部件，帶有調節和測量迴流比的裝置。根據塔頂迴流的方式，精餾頭分為部分冷凝和全冷凝兩種類型。內迴流控制時，塔頂產物以氣態取出，通常採用分凝形式。工業上常使用一個分凝器來產生迴流，而將取出的餾出物在產物冷凝器中冷凝。使用分凝器時，需控制一定的迴流比以適應蒸氣組分和量的變化。實驗室中最常用和最可靠的方法是全冷凝，即將塔頂的蒸氣採用全凝形式，以液態出料，凝液通過精餾頭自流進入塔內，方便地根據迴流比分配凝液。特別是在需要保持高迴流比的情況下更為適用。

B. 原油蒸餾是什麼

一、原油蒸餾原理

原油煉制的基本途徑是將原油分割為幾個不同沸點范圍的餾分，然後按照石油產品的使用要求，分離除去這些餾分中的有害組分，或是經過化學反應轉化成所需要的組分，從而獲得合格的石油產品。原油的分割和石油餾分在加工過程中的分離常常採用蒸餾的手段。原油常減壓蒸餾是原油加工中的第一道工序，常減壓蒸餾裝置是煉油廠的龍頭裝置。

（一）精餾

蒸餾是按原油中所含組分的沸點（揮發度）不同，加熱原油使其汽化冷凝，將其分割為幾個不同的沸點范圍（即餾分）的方法。由於原油成分十分復雜，沸點相近，採用一次汽化和一次冷凝的蒸餾方法，分離效果差，因此在煉油廠採用多次汽化、多次冷凝的復雜的蒸餾過程，稱為精餾。精餾按操作方式分為連續和間歇式兩種。

圖8-2原油常壓塔

原油減壓塔常採用減壓和塔底通入水蒸氣汽提「雙管齊下」的方法，蒸餾重質油品效果較好。採用塔底水蒸氣汽提可減少塔底排出的減壓渣油中輕餾分的含量。

二、原油蒸餾流程

一個完整的原油蒸餾過程，除了精餾塔外，還配置了加熱爐、換熱器、冷凝器、冷卻器、機泵等設備。這些設備按一定的關系用工藝管線連接起來，同時還配有自動檢測和控制儀表，組成了一個有機的整體，這就形成了原油蒸餾裝置的工藝流程。

圖8-3是典型的原油常減壓蒸餾原理流程圖，主要由加熱爐（常壓爐、減壓爐）、常壓塔和減壓塔三部分組成。其工藝過程為：

（1）原油換熱。原油經原油泵加壓後，在換熱器內換熱至130℃進入脫鹽罐，在破乳劑、注水、電場的作用下脫去攜帶的水分和部分鹽類；經脫鹽、脫水的原油繼續與各種餾分在換熱器內換熱，原油被加熱到230℃進入初餾塔。在初餾塔塔頂蒸出一部分初頂汽油餾分，初餾塔塔底油經初底泵抽出後繼續換熱至270～300℃進入常壓爐，加熱至約360℃進入常壓塔。

（2）常壓蒸餾。原油經加熱送入常壓塔後，在塔頂分出汽油餾分或重整原料油，經換熱、冷凝，冷卻到30～40℃，一部分作塔頂迴流，一部分作汽油產品流出裝置。常壓塔設有三個側線，分別進入三個汽提段構成一個汽提塔，汽提出煤油、輕柴油和重柴油等餾分。

（3）減壓蒸餾。用常底泵將常壓塔底抽出常壓重油（約358℃）通到減壓加熱爐加熱到約390℃，進入減壓塔，真空泵抽至塔內壓力為3.0kPa左右或更低。減壓塔頂不出產品，塔頂管線是供抽真空設備抽出不凝氣之用。從減壓塔側抽出的幾個側線原料（減壓一線、減壓二線、減壓三線等）和減壓塔底抽出沸點很高（＞550℃）的減壓渣油，可進行二次加工。

圖8-3典型的原油常減壓蒸餾原理流程圖

C. 實驗室製取蒸餾水的裝置

冷水從下部流入冷凝管，可以使管內充滿冷水且停留較長時間，然後從上面流出，讓熱的水蒸氣得到充分冷凝