气分MTBE讲课知识.docx

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气分MTBE讲课知识

第一章气体分馏

第一节、气体分馏在石油化工生产中的应用

炼厂气是石油化工过程中，特别是破坏加工过程中产生的各种气体的总称。

包括热裂化气、催化裂化气、催化裂解气、重整气、加氢裂化气等，炼厂气的产率一般占所加工原油的5~10%。

10万吨/年气体分馏装置气体来源于50万吨/年重油催化裂化装置产生的炼厂气。

这些气体的组成较为复杂，主要有C1~C4的烷烃和烯烃，其中有少量的二烯烃和C5以上重组分，此外还有少量的非烃类气体，如：

CO、H2、CO2、H2S和有机硫（RSH、COS）等。

炼厂气过去大多是用作工业和民用燃料，少部分加工成为高辛烷值汽油和航空汽油的组成，随着石油化学工业的发展，炼厂气已成为宝贵的化工原料。

众所周知，乙烯、丙烯、丁烯、异丁烯、丁二烯这些气体，通过气体分馏装置进一步分离出来，炼厂气中的所含的各种烃类经氧化、硝化、卤化等反应，可得到各种含氧有机化合物，如（醇、酮、醛、酸等）硝基化合物及卤素的衍生物，烯烃可以通过各种合成反应，得到种类很多的化学制品，是合成橡胶、合成塑料、合成纤维的重要原料。

例如以丙烯为原料可以得到聚丙烯、磺酸盐（表面洗性剂，可以作洗涤剂等）、丙烯醇、甘油、丙二醇、丙酮、丙烯酸、丙烯腈、丁醇等。

炼厂气作为化工原料，必须进行分离，分离的方法很多，就其本质来说可以分为两类，一类是物理分离法，即利用烃类的物理性质的差别进行分离。

如：

利用烃类的饱和蒸汽压、沸点不同而进行气体分离过程，有些合成过程对气体纯度要求较高时，则需要高效率的气体分离，如吸附、超精馏、抽提精馏、共沸蒸馏等；另一类方法是化学方法，既利用化学反应的方法将它们分离，如化学吸附和分子筛分离。

目前，我国绝大多数炼油厂采用气体分离装置对炼厂气进行分离，以制取丙烯、丙烷、丁烷、异丁烷，可以说是以炼油厂气为原料的石油化工生产的龙头装置。

第二节、气体分馏的基本工艺过程

气体分馏主要是指对液化石油气即碳三、碳四的进一步分离。

这些烃类在常温常压下均为气体，但在一定压力下成为液态，利用其不同沸点进行精馏加以分离。

由于彼此之间沸点差别不大，分馏精度要求很高，要用几个多层塔板的精馏塔。

塔板数越多塔体就越高，所以炼油厂的气体分馏装置都有数个高而细的塔。

　　气体分馏装置要根据需要分离出哪几种产品以及要求的纯度来设定装置的工艺流程，一般多采用五塔流程。

液化石油气先进入脱丙烷塔，塔顶分出的C2和C3（丙烯）进入脱乙烷塔，塔顶分出乙烷，塔底物料进入脱丙烯塔；塔顶分出丙烯，塔底为丙烷馏分；脱丙烷塔底物料进入脱轻碳四塔，塔顶分出轻碳四馏分（主要是异丁烷、异丁烯、l-丁烯组分），塔底物料进入脱戊烷塔，塔底分出戊烷，塔顶则为重碳四馏分（主要为2-丁烯和正丁烷）。

上述五个塔底均有重沸器供给热量，操作温度不高，一般在55~110℃，操作压力前三个塔应为2兆帕以上，后两塔0.5~0.7兆帕；可得到五种馏分：

丙烯馏分（纯度可达到99.5％）、丙烷馏分、轻碳四馏分、重碳四馏分、戊烷馏分。

我们厂主要有脱丙烷塔、脱乙烷塔和丙烯塔。

气体分馏是一个标准的精馏过程，是一个基本的化工单元过程，但是，气体分馏不是一个简单的二元精馏，而是一个复杂的典型的多元精馏。

它需要几个精馏塔同时操作来完成多组分的分离任务。

一套精馏装置通常由以下三个主要设备组成：

1、精馏塔；2、冷凝冷却器；3、重沸器。

精馏塔内设有许多塔盘。

我们的脱丙烷塔高46143mm直径1400/1600mm共有63层，脱乙烷塔34549mm直径1400mm45层，粗丙烯塔64564mm直径2800mm100层、精丙烯塔64564mm直径2800mm98层。

MTBE的共沸塔48087mm直径1400mm60层、萃取塔为填料塔为高37591mm,直径1400/1200填料为DN38的扁环填料，甲醇回收塔直径1000/1200mm高度为37587mm57层。

工业上应用的精馏塔有泡罩塔、浮阀塔、筛板塔和填料塔等。

这主要是指塔板的形式，气体分馏装置就是采用的浮阀塔，进料口把精馏塔分为上下两段，上段为精馏段，下段为提馏段。

原料进入精馏塔内，其汽液两相在进料板的温度和压力下，分别和塔内的汽液混合后，经过与塔内汽液两相传质、传热，有部分液相汽化，有部分气体冷凝，汽相上升到精馏段，液相下降至提馏段，精馏塔底温度较高，塔顶温度较低，形成了一定的温度梯度，汽液两相在每层塔板上密切接触，不断进行传质传热，其结果是，沿塔高向上，轻组分浓度递增，重组分浓度递减。

塔顶馏出物经塔顶冷凝冷却器冷却，一部分抽出做为塔顶产品，一部分送回塔顶作为塔顶回流，塔底再沸器蒸汽加热，使塔底物中所含的部分轻组分蒸发，作为塔内汽相回流，重组分从塔底抽出。

由于分馏技术比较成熟，操作比较简单，规模可大可小，一般情况下分离费用也不是很高，故被广泛采用。

第三节、分馏的基本概念

气体分馏是一个典型的多元精馏过程，为了搞清过程的实质，首先需要了解有关的一些基本概念。

1、相平衡

1、什么是相

相是指在系统中具有相同的物理性质和化学性质的均匀部分。

不同的相之间往往有一个相界面，把不同的相分开。

如：

空气为多种气体的混合物，只具有一相，水和油都是液体，他们混溶在一起就成了水相和油相，食盐溶解在水里，形成食盐水溶液，尽管它由固体的食盐和液体的水组成，但形成的食盐水确是一相。

液态烃是由C3-C5之间不同的液体烃类组成，它是一相，即为液相，若液态烃全部汽化，所形成的气体混合物其组成当然不变，但它却又成为气相。

一般情况下，物料在精馏塔内是汽、液两相同时共存。

2、相平衡

在一定的温度和压力下，如果物料系统中存在两个或两个以上的的相，物料在各相中的相对量以及物料中各组分在各相中的浓度不随时间变化，我们称系统处于相平衡状态，平衡时，物质还是在不停的运动，但是各相的数量和各组分在各相的浓度不随时间变化，当条件改变时将建立起新的平衡。

因此，相平衡是一种动平衡，但平衡只是相对的，暂时的，而不是静止的，绝对的。

2、饱和蒸汽压

任何物质（气体、液体、固体：

如樟脑球升华）的分子，都有向周围空间挥发逃逸的倾向，这是物质的本性。

不同的物质在一定的温度下挥发逃逸的能力是不同的。

比如将一瓶汽油和一瓶水置于同样的温度之下，瓶中的汽油就比水干的快。

物质挥发到周围空间的分子，由于环境的影响同样有返回来的倾向。

例如：

在一定温度下把一液态物质放在密闭的容器中，由于飞去的分子和分子之间，飞出的分子与液面、器壁之间碰撞，使一部分蒸汽分子又返回到液体中。

因此，在同一时间内，一部分液态分子飞入周围的空间变成气体，而另一部分气态分子又飞回液面变成液体。

在开始的一段时间，液体变成气体的分子多于气体变成液体的分子，随着气体分子的不断增多，飞回到液体中的分子也不断增多，到了某一个时间，当飞离液面的分子与返回液面的分子恰好相同时，气体跟液体就建立了平衡。

换句话说，如果在任何一个时间里，气体（或称气相）中的分子数也不在增加，液体（或称液相）中的分子数也不再减少时，容器里出现的气相跟液相之间的动态平衡叫气、液相平衡，在气液相平衡时，液体上面的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽所显示出来的压力称为饱和蒸汽压，简称蒸汽压。

液体的蒸汽压随温度的升高而增大。

饱和蒸汽压的大小表明了液体挥发能力的大小，由于各种物质其化学结构的物理性质不同，分子从液相跑到汽相中的能力也不同，因此在一定温度下，达到平衡状态时，各种物质的饱和蒸汽压数值也不相同。

纯物质的饱和蒸汽压仅与温度有关，它是温度的函数，即P°=f（t），随温度的升高而增加，随温度的下降而下降，它与系统的液体体积与数量无关。

气体分馏就是利用液体混合物在同一温度下具有不同的饱和蒸汽压的性质，使混合物得以分离提纯。

三、道尔顿和拉乌尔定律

1、道尔顿定律：

溶液是由两种或两种以上的组分所组成，因此溶液的蒸汽压和这些组分有关，在一定的温度下，溶液混合物处于平衡状态的饱和蒸汽的总压力等于该温度下混合物各组分蒸汽压之和。

P=P1+P2+P3+……+PnP=∑Pi

混合物质的总压力等于其中各组分的分压之和，这就是道尔顿定律。

2、拉乌尔定律

理想溶液气液两相达到平衡时,溶质气体的平衡压力等于在同一温度下的饱和蒸汽压与它在溶液中的摩尔分率的乘积,这就是拉乌尔定律。

Pi=Pi°Xi

Pi为某一温度下稀溶液中溶剂i的蒸汽压。

Pi°同温度下纯溶剂的饱和蒸汽压。

Xi为溶剂i的摩尔分数。

四、理想溶液与非理想溶液

1、理想溶液

所谓的理想溶液，就是各组分的分子间的吸引力相同，表现为该溶液既符合拉乌尔定律，又符合道尔顿定律。

由于分子间吸引力不因混合而有所变化，因此，混合形成溶液时，无容积效应，既混合液的容积为两纯组分容积之和，并且无混合热效应，既不放热也不吸热，混合温度不变。

理想溶液是一些性质相似，分子大小接近的组分所组成溶液一个很好的近似。

2、非理想溶液

工业上处理的混合液，不少与理想溶液有较大差别，主要是由于不同组分的分子间的作用力与相同组分间的作用力不同，大量遇到的是所谓的正偏差系统，这种溶液相异分子间的互吸引力小于相同分子的互吸力，由于不同组分同一排拆倾向，使溶液的饱和蒸汽压较理想溶液为高，沸点比理想溶液低。

5、沸点与沸腾

当液体的饱和蒸汽压等于外界压力时，液体就会沸腾，此时的温度叫该液体在指定压力下的沸点。

通常所说的“某物质的沸点……”是指外压等于60毫米汞柱时的纯物质的沸点。

纯物质的沸点是随外界的压力变化而变化的。

外压升高时沸点升高，外压降低时沸点降低。

六、泡点与露点

混合组分在恒温下，沸腾温度与冷凝温度与纯组分不同,它随混合物的组成而变化，这时就不能用“沸点”的概念，而通常用泡点和露点的概念来表示各混合和物的沸腾汽化与冷凝的温度。

⑴泡点

液体混合物在一定的压力下加热到某一温度时，液体表面出现第一个很小的气泡时的温度叫做该液体在指定压力下的泡点温度，简称泡点。

处于泡点温度下的液体称为饱和液体。

但是第一个很小的气泡也不是纯组分，它的组成也是由气液相平衡关系确定的。

对于液体混合物来说，各组分的分压总和等于外压时，物料开始沸腾。

由于各组分的分压随其在液相中的含量的改变而有所不同，，因此他没有恒定的沸点。

液体混合物在泡点到露点的整个范围内都处于沸腾状态，并且不同温度下气液相平衡是不同的。

⑵露点

把气体混合物在压力不变的条件下降温冷却，当冷到某一温度时，产生第一个小液滴，此时的温度叫做混合物在指定温度下的露点温度，简称露点。

处于露点温度下的气体是饱和气体。

但第一个液滴不是纯组分，他是露点温度下与气液相平衡的液相，其组成是由相平衡关系决定的。

不同组成的气液混合物，他的露点是不同的。

在相同压力下，混合物的重组分的含量愈高，则它的泡点、露点温度愈高。

轻组分含量多则相反。

当混合组分一定时，泡点与露点随压力的增加而增加，气体的温度如果高于其露点温度，则称之为过热气体。

液体的温度如果低于泡点温度，则称为过冷液体。

对于一种纯物质，在一定的压力下，它的泡点温度和露点温度是相同的，也就是其沸点，如水在常压下它的泡点和露点温度均为100℃，对于混合物，它的泡点和露点随组成变化而变化，它的泡点温度要低于露点温度。

七、挥发和相对挥发度

精馏能分离混合液的基本依据是两组分挥发性的差异，因此可以粗略地用沸点差来判别分离难易，沸点差大的容易分离，小的难以分离，这样的判别方法虽然简便但不全面，一般采用挥发度与相对挥发度来判别分离的难易程度。

⑴挥发度

挥发度通常是用来表示纯物质在一定条件下蒸汽压的大小，也就是其分子向周围扩散挥发的能力，因此，具有较高蒸汽压的物质，其挥发度也大，称之为易挥发性物质，它的分子向周围空间扩散挥发的能力大；反之，蒸汽压较低的物质其挥发度也小，称之为难挥发性物质，它的分子向周围扩散的能力小。

⑵相对挥发度

相对挥发度是指互溶两组分的挥发度之比。

对于理想溶液来说，也就是等于两个纯组分的饱和蒸汽压之比，相对挥发度是温度、压强和浓度的函数，压强大则相对挥度小，压强小则大。

相对挥发度随温度而改变，对于许多有机化合物和烃类化合物相对挥发度随温度的增高而变小，但此变化缓慢，相对挥发度不但能说明混合液能否分离，而且也能预测分离的难易程度，对于相对挥发度为1的二元混合液在汽化时，所生成的蒸汽组成与混合液组成相同，故不能用简单的蒸馏方法将其分离。

所以，若分离混合液必须是混合液各组分在同一温度下的蒸汽压力不同，也就是相对挥发度大于1，相对挥发度愈大，越易分离，在二元混合物中，轻组分A对重组分B的相对挥发度

αAB=KA/KB

对于理想溶液：

αAB=PA°/PB°

KA、KB分另为A、B两组分的相平衡常数。

PA°、PB°分别为A、B分别两组分的饱和蒸汽压。

八、汽化与冷凝

在精馏分离过程中，我们会经常遇到汽化与冷凝的问题，比如说：

原料加热后进入精馏塔的汽化，塔底产品经再沸器加热的汽化，这些都是汽化问题，塔顶蒸汽的部分冷凝或全凝，每层塔盘上不同温度的汽液两相接触时，蒸汽被部分冷凝，液体被部分汽化，这些都牵扯到冷凝与汽化的问题。

由道尔顿定律和拉乌尔定律可知，液体混合物在沸腾时各组分在气体和液体中的组成是不同的，即低沸点的组分在气相中含量多，高沸点组分在液相中含量多，高沸点组分在液相中含量多，所以，混合物的分离是不断冷凝与汽化的问题。

⑴一次汽化与一次冷凝

混合液体加热使之部分汽化，汽化所产生的气体和液体始终密切接触，如果接触足够充分，在一定的温度和压力下达到相平衡时，使汽液两相分开，这种汽化称之为一次汽化或平衡冷凝。

与一次汽化过程相反，将混合气体降温冷却，使之部分冷凝，冷凝液体始终密切接触，如果接触足够充分，在一定的温度和压力下，可以达到汽液相平衡，使汽液两相分开，这种冷凝过程称之为一次冷凝。

将混合液体加热使之汽化，因轻组分（蒸汽压大、沸点低、挥发度大）易挥发，由拉乌尔定律和道尔顿定律可知，气体中的轻组分的浓度较原来轻组分的浓度要大。

混合气体降低温度，使之部分冷凝时，因重组分（蒸汽压小、沸点高、挥发度小）容易冷凝，故冷凝中重组分浓度比原来混合液体中重组分浓度要大。

所以一次汽化或一次冷凝对混合物有一定的分离作用，但是分离程度的大小受相平衡关系的限制。

因此，单靠一次汽化或冷凝是不能将混合物分离为纯度较高的轻组分和重组分。

⑵渐次汽化或渐次冷凝

在汽化过程中，如果将汽化产生的气体不断引出并冷凝下来，而液体的温度不断上升到某一规定限度为止，此过程称为渐次汽化过程，和渐次汽化过程相反的过程是渐次冷凝过程，即在恒压下恒混合气体降温冷凝过程中，将凝液不断引出，随着温度的降低，凝液中轻组分的浓度逐渐增大，直至气体全部冷凝，此过程就是一简单的蒸馏过程。

进入塔内原料的汽化量（V）与原料量（F）之比称之为汽化率（e），汽化率的高低反映进料的状况。

e<0为过冷液体进料；0

e=0为饱和蒸汽进料；e>1为过热蒸汽进料。

九、比热、潜热和显热

1、比热

比热是指单位重量的纯物质，在没有化学变化和相变的变化时，温度改变1℃所需的热量，以千卡/公斤、℃表示。

如加热1公斤的水，温度每升高1℃，所需的热量为1千卡，我们就说水的比热为1千卡/公斤、℃。

比热是随温度压力的改变而变化。

比热随温度变化比较大，同样升高1℃，在不同的温度范围（如0℃~1℃、100~101℃）所需要的热量略有差异。

若进行精确地计算，考虑到温度对比热的影响，如不要求十分精确可忽略不计。

比热随压力的变化较小，除计算高压力下的比热外，一般不考虑热力的影响，以常压下的数据代替不同压力下的数据。

对于混合物的比热可以由纯组分的比热来计算或使用实测结果。

2、潜热

单位重量的纯物质在相变过程中吸收或放出的热量叫潜热。

如1公斤100℃的水由液态受热汽化变成100℃水蒸气的过程中所吸收的热叫水的汽化潜热。

常用单位为千卡/公斤。

值得注意的是在相变的过程中温度和压力都不变，否则不叫潜热，在说明潜热数值时，要注明什么压力、温度下进行何种相变过程。

如1公斤水在760mmHg压力、100℃汽化，气化潜热为539.6千卡。

相反，在此条件下，水蒸气冷凝放出的热称为泠凝潜热，数值与上相等。

单位重量的物质在相变时吸收或放出的相变潜热，比只改变温度不发生相变吸收或放出的热量数值大的多。

如1公斤水的温度升高1℃，只吸收1千卡的热量。

而汽化热则为上述的539.6倍。

混合物的潜热可以实测或计算，其数值大小除和组分有关外，还和各组分的含量有关，不是一个固定值。

3、显热

纯物质在不发生相变和化学变化的条件下因温度的改变而吸收或放出的热量叫显热。

显热与比热的关系是：

显热=比热×温度改变幅度×物质重量。

例如：

2公斤50℃的水温度升高到60℃，此过程吸收的显热为：

1×（60-50）×2=20千卡

十、回流与回流比

⑴回流：

塔顶气体经过冷却冷凝后一部分作为塔顶产品送出，另一部分打入塔内作为回流，这就是液相回流，再沸器把塔底物料加热后，汽相返回塔内作为回流，此称之为汽相回流。

⑵回流比

塔顶回流流量与塔顶产品流量的比值称之为回流比（R）

R=L/DL：

塔顶回流流量；D：

塔顶产品流量。

在精馏塔中，必须有足够的液相回流才能得到良好的分离效果，实践表明：

减小回流比，则精馏效果变差，当回流比减小到某一程度，可能会导致没有足够的液体返回塔内，使上行的蒸汽逐渐得到增浓，也就是精馏塔失去分离能力，这时的回流比称之为最小回流比（Rmin）实际的精馏不能在低于或等于最小回流比下进行。

在最小回流比下要求实现分离要求，必须有无穷多的塔板。

一般情况下，操作回流比R=（1.3~2.0）Rmin，另一种极限操作情况是将馏出物全部作为回流称为全回流操作，在全回流条件，要达到一定的分离程度所需的塔板数最少，称为理想塔板数Nmin，液相负荷和汽相负荷沿塔高自下而上逐渐增大，在第1，2层塔板间汽液相负荷达到最大值，经过第一层塔板后汽液相负荷均显著减少，要达到较好的分离效果，必须保证精馏过程所必须的条件。

现实的精馏过程中，保证塔内温度分布均匀，即从上到下温度逐渐升高这一条件，就是依靠回流的作用。

10万吨/年气分装置液相回流两种：

⑴顶回流，塔顶汽相经冷凝后一部分做为塔顶产品抽出，一部分打入塔内作为顶回流，顶回流一般采用冷回流。

⑵内回流：

是塔内各塔板上的液相回流称为内回流（或热回流），其特点是回流温度都处在饱和温度下。

十一、理论塔板与实际塔板

尽管从过程的实质来说，精馏为一传质、传热过程，但这一过程十分复杂。

特别是塔板与汽液两相的传质、传热，这与汽液两相的接触面积的混合程度，汽液相流速等有关，而这些与塔板结构密切相关。

因此难以采用和传热速率类似的方法，应用传质、传热速率方程来处理，为了使问题简化引入理论塔板和效率概念。

所谓理论塔盘是指这样的一块塔板，当汽液两相在其上进行接触时汽液两相在传质、传热方面都达到平衡，既汽液两相温度相同，且呈平衡状态，理论塔板是一对实际塔板的一种近似，实际塔板由于种种原因不可能使两相都达到平衡，然而，理论塔板可以作为衡量实际塔板分离效果的基础，它们之间的差别，可以用塔板效率来校正。

精馏塔板数量的多少是根据理论计算，并结合经验数据而确定的，单靠理论计算而求出的塔板数称为理论塔板数，实际塔板上进行传热和传质过程远没有达到平衡，还存在一个板效率问题，如图2~2表示第几层塔板的情况，它的分离能力可以用在该板上平衡的汽液两相浓度为Yn和Xn（分子分率），Yn、Yn+1为离开第n板及n+1板的汽相组成（分子分率），Xn、Xn+1离开第n层板及n-1板液相组成，如果为理想塔板其分离能力应为（Yn-Yn+1）或（Xn-1-Xn），实际塔板与理想板的分离能力之比，称为板效率（EM）。

对于汽相EMV=Yn-Yn+1/Yn-Yn+1

对于液相EML=Xn-1Xn/Xn-1-Xn

精馏塔内各板效率是不同的，工程上常用全塔效率的概念，其意义为传质（即精馏过程）所需的理论板数NT与实际板数N之比

EI=NT/N

第四节、精馏原理

1、精馏的原理

1、分馏的依据

液态混合物各组分的沸点不同，受热时，轻组分优先汽化，冷却时重组分优先冷凝，这就是分流的依据。

2、精馏塔中的气液两相在塔盘上的多次逆流接触中，气相中的中的重组分多次部分冷凝，液相中的轻组分多次部分汽化，使用这种多次的部分汽化和部分冷凝的方法分离混合物，达到提纯物质的目的，得到理想产品，这就是精馏的基本原理。

二、精馏过程的实质

精馏过程的实质是汽液两相在塔内进行多次部分汽化和部分冷凝过程的有机结合，在汽化与冷凝的同时，存在着传质、传热过程，最终达到使混合物分离的目的。

精馏过程的基本条件：

1、进料中各组分的挥发度不同，即相对挥发度大于1，这是精馏过程首要的条件，相对挥发度愈大，愈容易分离。

2、必须提供足够的汽液两相传质、传热的场所，即塔板。

3、在每层塔板上同时存在着相接触的汽液两相都是不平衡的，即具有浓度差和温度差，否则传质传热就无法进行。

4、为了在塔内产生浓度差和温度差，顶部的冷凝器和底部的再沸器所造成的回流是必要的条件。

顶部产品冷凝器为精馏过程提供了轻组分浓度很高，而温度较低的液相回流，底部再沸器则提供了汽相回流，它的重组分浓度很高，温度也比较高，这就是每层塔板造成的相应的汽相回流，其重组分总是高于平衡汽相浓度，其温度也高于平衡温度，于是在顶部液相回流和底部的汽相回流协同作用下，各接触级才具备了相间差别和温度梯度，使精馏得以顺利进行。

三、精馏塔的构成

一个完整的精馏塔由精馏段、提馏段和进料段三部分构成的。

原料在进料段汽化以后，自下而上进入塔的上部，塔顶液相回流自上而下流动，在塔的上半部的各接触级中与上升的汽流相接触，液相回流中低沸点组分的浓度自上而下不断下降，而其温度则逐渐上升，而汽相中的轻组分浓度则自下而上不断升高，其温度则逐渐降低到塔顶时，低沸点的浓度提的很高，可接近于纯轻组分。

精馏塔的上半部的作用，就在于将进料中的轻组分提浓，在塔顶得到合乎要求的产品，精馏塔的这一段称为精馏段，其中进行的是精馏过程。

液相回流是精馏操作的必要条件，如果没有液相回流，汽流就会一直穿过精馏段直近塔顶而不会有任何提浓作用。

精馏塔进料段下方直至塔底，是提馏段进料的液相部分与精馏段底部流下来的液体一起进入提馏段，在其中的几个接触级中，此液流与逆流而上的汽相回流相接触，逐级传质、传热，液流中的低沸点组分逐渐被提出，最后由塔底流入再沸器，残剩在液体的轻组分被汽化殆尽，得到合格的塔底产品。

再沸器中形成的气体，返回塔底作为汽相回流。

如果提馏段底部不供给汽相回流，则液体是穿流而过，其中的重组分没有可能被提纯。

因此汽相回流是提馏段操作必要条件，非此不能在塔底取得高浓度的重组分，也不能保证塔顶产品的收率，可见提馏段的作用就是将进料的液相部分提浓以保证塔底产品的质量，从而也提高了塔顶产品的收率，从本质上看，提馏段中发生的依然是精馏过程。

综合上述内容，可以得出结论：

若要求从进料混合物同时获得高纯度的轻重产品，精馏塔必须兼备精馏段和提馏段，这样的塔称为完整的精馏塔。

在只需制取一种高纯度产品的情况下，为简化计，所采用的精馏塔可以仅有精馏段（以得到较纯的低沸点产品）或提馏段（以得到较纯的高沸点产品）组成。

这样的塔称为不完整精馏塔或半截塔。

四、进料与进料口的选择

进料塔入塔的部位称为进料段，进料段下方的一层塔板为进料板，因为进料常常在此汽化闪蒸，所以进料段又叫汽化段，进料段通常只有一个汽化空间，有时设有切线进料和防冲装置，在进料段中，进料的汽相部分与提馏段来的汽流汇合而上升于精馏段，液相部分则与精馏段来的液相回流而下降至提馏段。

最适宜的进料口就是在相同的理论板数和相同的操作条件下，具有最大分离效果和分离能力的位置，或同一操作条件下所需要理论板数为最少的进料位置。

在气分装置中，有的塔设计有几个进料口，10万吨/年气分装置的丙烷、乙烷、丙烯分离塔均设有三个进料口，当进料