精餾設備

完成精餾操作的主體設備。塔體為圓筒形，塔內設有供氣液接觸傳質用的塔板（見板式塔）或填料（見填充塔）。在簡單精餾塔中，只有一股原料引入塔中，從塔頂和塔底分別引出一股產品。隨化工生產的發展，出現了多股進料和多股出料或有中間換熱的複雜塔。在實際生產中，常有組分相同而組成不同的幾宗物料都需要分離。如果把這些物料混合以後進行分離，則能耗較大。為此可在塔體適當位置設置多個進料口，將各宗物料分別加入塔內。例如裂解氣深冷分離的脫甲烷前冷流程，就是將四宗組成和溫度都不相同的液化裂解氣在不同位置送入脫甲烷塔進行精餾的。在精餾塔內，氣液兩相的組成沿塔高逐漸發生變化。因此，在塔體不同高度上設置出料口，可以得到組成不同的產品，這稱為側線出料。石油煉製工業中的常壓塔和減壓塔，就是通過側線出料得到不同產品的實例。

在精餾塔內氣液兩相的溫度自上而下逐漸增加，塔頂最低，塔底最高。如果塔底和塔頂的溫度相差較大，可在精餾段設置中間冷凝器，在提餾段設置中間再沸器，以降低操作費用。供熱費用取決於傳熱量和所用載熱體的溫位。在塔內設置的中間冷凝器，可用溫位較高、價格較便宜的冷卻劑，使上升氣體部分冷凝，以減少塔頂低溫冷卻劑的用量。同理，中間再沸器可用溫位較低的加熱劑，使下降液體部分汽化，以減少塔底再沸器中高溫加熱劑的用量。

用以將塔底液體部分汽化後送回精餾塔，使塔內汽液兩相間的接觸傳質得以進行。小型精餾塔的再沸器，傳熱面積較小，可直接設在塔的底部，通稱蒸餾釜。大型精餾塔的再沸器，傳熱面積很大，與塔體分開安裝，以熱虹吸式和釜式再沸器最為常用。熱虹吸式再沸器是一垂直放置的管殼式換熱器。液體在自下而上通過換熱器管程時部分汽化，由在殼程內的載熱體供熱。它的優點是液體循環速度快，傳熱效果好，液體在加熱器中的停留時間短；但是，為產生液體循環所需的壓頭，這種精餾塔的底座較高。釜式再沸器通常水平放置在釜內進行汽液分離，可降低塔座高度；但加熱管外的液體是自然對流的，傳熱效果較差，液體在釜內停留時間也長，因而不適於粘度較大或穩定性較差的物料。

用以將塔頂蒸氣冷凝成液體，部分冷凝液作塔頂產品，其餘作迴流液返回塔頂，使塔內汽液兩相間的接觸傳質得以進行。最常用的冷凝器是管殼式換熱器。小型精餾塔的冷凝器可安裝在精餾塔頂部；大型的冷凝器則單獨安裝，並設有迴流槽，迴流液用泵送至塔頂。

有機物的精餾分離多年來一直使用填料塔或板式塔，在塔設備中，液膜流動較慢，汽液接觸比表面積較小，傳質效率相對較低，所以設備體積龐大、空間利用率低、佔地面積大。近年來出現的超重力精餾技術，利用高速旋轉產生的數百至千倍重力的超重力場代替常規的重力場，極大地強化氣液傳質過程，將傳質單元高度降低1個數量級。從而使巨大的塔設備變為高度不到2米的超重力精餾機，達到增加效率、縮小體積的目的。目前國內由浙江工業大學發明、與杭州科力化工設備有限公司聯合開發的折流式超重力床，已成功地應用於工業生產中的連續精餾過程，改變了傳統的塔設備精餾模式，只要在室內廠房裡就可以實現連續精餾過程。用它代替傳統的塔設備，對社會的發展而言可節省鋼材資源，延長地球資源的使用年限；對企業的發展而言，可以節約場地與空間資源，減少污染排放，提高產品質量，改善經營管理模式，降低生產勞動強度，增加生產的安全性。