分馏塔

分馏塔是进行蒸馏的一种塔式汽液装置，又称为蒸馏塔(distillation column)。分馏塔有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作类型又可分为连续分馏塔与间歇分馏塔两种。

(1)空气分离的基本原理

低温精馏是气体分离的主要方法。它是先将气体混合物冷凝为液体，然后再按各组分沸点的不同将它们分离。

(2)空气的蒸发和冷凝过程

液化空气的蒸发可以得到比液体原含氮量高的气体，也可以得到比液体原含氧量高的富氧液体。

液化空气的蒸发右有两种情况：①蒸发的蒸气在整个过程中小从容器中取出(简单蒸发)，而是同原液体同时存在及相接触;②蒸发的蒸气从容器中部分地放出(分部蒸发)，放出的量可以是无限小。而空气在街闭容器中等压下的简单冷凝过程，是上述蒸发过程的逆过程。

分析这种方式可知：采用简单蒸发(冷凝)的方法是不能实现氧、氮分离的。

(3)空气的分部蒸发(冷凝)过程

所谓分部蒸发是指液化空气在蒸发过程中不断地将蒸发的蒸气引出，最后可获得含氧量较高的液氧，实现空气分离。而分部冷凝是分部蒸发的逆过程。采用这种方法可获得数量极少浓度较高的液氧(气氮)产品。

(4)分凝过程

如上如述，分部蒸发(冷凝)过程可以获得数量很少浓度较高的液氧(气氮)产品。分部蒸发是一个吸热过程。而分部冷凝是一个放热过程。如果把这两个过程结合起来在同一个设备中进行，就可获得高纯度的氧和氮产品，这就是分凝过程。从理论上讲，使用这种方法，氮气产品的纯度接近100%。但在实际过程中，仅用这种方法生产氮气，其产品质量是不高的，这是因为，由于设备和时间、速度的影响，导致容器内液体空气与气体的质交换不能无限充分。

(5)空气的精馏

①空气的精馏过程

为了克服分凝过程的缺点，提高产品的纯度，就必须增加气液间进行质量和热量交换的时间，这就提出了精馏的方法。所谓精馏就是把液体混合物同时并多次地部分汽化和部分冷凝的过程。使低沸点组分(氮)不断地从液相蒸发到气相中去，同时使高沸点组分(氧)不断地从气相冷凝到液相中，最后实现两种组分的分离。

②精馏塔的作用

为了使气、液接触后能接近平衡状态，就必须要增大气液接触面积和增长接触时间。为此，精馏过程一般是通过专门的设备即精馏塔来实现的。精馏塔为圆柱形简体，其中设置许多层相互平行的塔板。在制氧机中所用的精馏塔主要是筛板塔。筛板塔的主要作用是使不平衡的蒸气与液体在板卜进行热质交换，并趋向平衡;使趋向平衡的蒸气继续L升，液体继续下流，即把趋向平衡的两相流分开，然后在相邻的塔板上再进行新的接触。

分馏塔的特点

高分离效率和处理能力：分馏塔能够有效地分离混合物中的不同组分，实现连续、稳定的生产。

结构特点：主要由塔体、进料口、出料口、塔板、降液管和回流比调节装置等组件构成，塔板是关键部件，提供足够的接触面积。

工作原理：基于液体和气体的持续接触和分离，通过控制液相和气相的流动，使得不同沸点的组分在塔板间得以分离。

分馏塔的用途

炼油行业：用于分离原油中的不同成分，提取出半成品的汽油、柴油、润滑油等产品。

化工行业：化工厂将原料输送进分馏塔中进行分离，提取塑料、橡胶、涂料、颜料等化工产品。

煤化工行业：煤化厂用煤制气送入分馏塔进行分离，根据沸点不同从中分离出合成氨、合成甲烷、合成油等产品

一、维修保养周期

日常巡检：应每日对分馏塔进行巡检，以确保设备的正常运行，并及时处理任何发现的问题。

定期保养：建议按照以下时间周期进行保养和维护：

每月一次：检查连续运行时间及环境温度等情况，清洗较为附着的玻璃材料等附属设备，并适当使用润滑剂。

每季度一次：检查磨损部位，进行涂漆或其他修补。同时，要检查加热电线，并适时更换。

每半年一次：检查整个分馏塔，并对维护中出现的问题进行彻底的维修。更换有缺陷的零件，清洗或更换过滤器等。

二、维修保养内容

巡检内容：

检查设备的运行状态，如声音、温度、振动等，以确保其正常运行。

检查设备的连接部位、配件的紧固情况、阀门的密封性能等，确保无泄漏。

检查与高温、高压相关的部位，确保安全。

定期保养内容：

对设备进行清洗，包括塔壁、塔盘、塔底各部件的清扫，以及填料环的卸出清洗。

对设备进行检查，包括塔盘、泡帽和支撑圈结构等的腐蚀、冲蚀及变形情况，浮阀塔盘浮阀的灵活性，以及塔盘各支持圈与塔体连接焊缝的腐蚀、冲蚀等情况。

对设备进行润滑、紧固等保养工作。

对设备档案进行完善，记录设备的使用情况、维修记录等信息。

三、安全注意事项

在进行维修保养工作时，必须遵循相应的保养规程，严格遵守操作步骤，确保自身安全和设备完好无损。

操作人员必须穿戴符合规定的防护服装，在高温、高压等环境下，要佩戴符合标准的耳塞、镜片、手套等安全防护用品，保护好身体及感官器官。

严禁在设备周围随意堆放杂物，要保证设备周围通风、透光、无燃烧和爆炸物品，设备周围应该有明显的安全警示标志，以提醒工作人员注意安全。

加热：将混合物加热至一定温度，使其变成蒸气后输进分馏塔。

分离：在分馏塔中，位置愈高，温度愈低。石油蒸气在上升途中会逐步液化，冷却及凝结成液体馏分。分子较小、沸点较低的气态馏份在塔的高层凝结，而分子较大、沸点较高的液态馏份在塔底凝结。

分馏塔系统包括分馏塔本体(一般称保冷箱)，氨水预冷器组，加温解冻系统及液氧系统等。该系统的设备大部分是室外布置。

分馏塔系统的布置一般注意事项如下所示：

(1)要考虑安全防火距离与安装检修场地。

(2)一些经常操作的室外设备须有安全可靠的梯子平台，例如加温解冻系统的设备及阀门，空气冷却塔、水冷却塔的窥视镜，中压贮气器的进出口阀门处等部位。

(3)对一些室外设备的某些部位，如一次仪表元件，电机及其传动部分，空气冷却塔、水冷却塔的液面控制装置，分馏塔主操作面及其主要阀门等处要有防止雨雪风沙侵袭的措施或行之有效的保温防冻措施。

一、氮气或液氮纯度下降

产量过高

A、关小产品阀：降低产品输出量，以保持纯度。

B、检查放空阀有否泄露：确保放空阀正常工作，避免影响纯度。

C、检查孔板、变送器是否正常：确保测量仪表的准确性。

分析不准

A、检查取样管是否泄露：确保取样管无泄露，以保证分析准确性。

B、检查分析仪：对分析仪进行校准和检查，确保分析结果可靠。

二、加工空气量过少

检查压缩机情况：确保压缩机正常工作，提供足够的空气量。

检查管路是否泄露：确保空气管路无泄露，减少空气损失。

三、分馏塔板堵塞

停车加温吹除：对分馏塔进行停车加温，吹除堵塞物。

清洗：如果堵塞严重，需进行必要的清洗操作。

四、分馏塔安装不垂直

校正塔的垂直度：使用专业工具和方法，对分馏塔进行垂直度校正。

五、塔顶重组分含量偏高，塔釜轻组分含量比设计要求低

调整控制点温度：调整塔内的温度控制点，优化分馏效果。

六、塔顶产品产出量过少，系统物料不平衡

增加塔顶产品采出量：通过调整操作参数，增加塔顶产品的采出量。

七、塔控制方案不合理

改变控制方案：根据实际操作情况，调整和优化控制方案。

八、设备故障

设备泄漏：更换密封件、修复设备或更换设备。

设备热量传递效果差：采用化学清洗、机械清洗、气体清洗等方法清除管道阻塞或沉积物。

设备温度控制不当：更换损坏部件或重新校准仪表。

九、操作故障

操作不当导致的分馏物错位：规范操作、合理保养设备。

蒸汽消耗过大：清洗设备、更换不良部件、合理使用能源。