乙酸乙酯实训装置操作规程(5)

塔的自由截面百分率。

（3）填料的几何形状 虽然填料形状目前尚难以定量表达，但比表面积、空隙率大致接近而形状不同的两种填料在流体力学与传质性能上可有显著区别。形状理想的填料为气液两相提供了合适的通道，气体流动的压降低，通量大，且液流易于铺展成液膜，液膜的表面更新迅速。因此，新型填料的开发主要是改进填料的形状。

图6 填料的形状

此外，理想的填料还需兼顾便于制造、价格低廉、又一定强度和耐热、耐腐蚀性能，表面材质与液体的润湿性好等要求。

几种常用填料 常用填料又散装填料和规整填料两大类，前者可以在塔内乱堆，也可以整砌。各种填料的形状如图6所示。

（1）拉西环 拉西环是于1914年最早使用的人造填料。它是一段高度和外径相等的短管，可用陶瓷和金属制造。拉西环形状简单，制造容易，其流体力学和传质方面的特性比较清楚，曾得到极为广泛的应用。

但是，大量的工业实践表明，拉西环由于高径比太大，堆积时相邻环之间容易形成线接触、填料层的均匀性较差。因此，拉西环填料层中的液体存在着严重的壁流和沟流现象。目前，拉西环填料在工业上的应用日趋减少。

（2）鲍尔环 鲍尔环是在拉西环的基础上发展起来的，是近期具有代表性的一种填料。鲍尔环的构造是在拉西环的壁上沿周向冲出一层或两层长方形小孔，但小孔的母材不脱离圆环，而是将其向内弯回环的中心。鲍尔环这种构造提高了环内空间和环内表面的有效利用程度，使气体流动阻力大为降低，因而对真空操作尤为适用。鲍尔环上的两层方空是错开的，在堆积时即使相邻填料形成线接触，也不会阻碍气液两相的流动，不致产生严重的偏流和沟流现象。因此，采用鲍尔环填料，床层一般无需分段。

14

鲍尔环是近年来国内外一致公认的性能优良的填料，其应用越来越广。鲍尔环可用陶瓷、金属或塑料制造。

（3）矩鞍形填料 矩鞍形填料又称英特洛克斯鞍（Intalox saddle）。这种填料结构不对称，填料两面大小不等，堆积时不会重叠，填料层的均匀性大为提高。矩鞍形填料的气体流动阻力小，处理能力大，各方面的性能虽不及鲍尔环，仍不失为一种性能优良的填料。矩鞍形填料的制造比鲍尔环方便。

（4）阶梯环填料 阶梯环填料的构造与鲍尔环相似，环壁上开有长方形孔，环内有两层交错45度的十字形翅片。阶梯环比鲍尔环短，高度通常只有直径的一半。阶梯环的一端制成喇叭口形状，因此，在填料层中填料之间呈多点接触，床层均匀且空隙率大。与鲍尔环相比，气体流动阻力可降低25%左右，生产能力可提高10%。

（5）金属英特洛克斯填料 金属英特洛克斯填料把环形结构与鞍形结构结合在一起，气体压降低，可用于真空精馏，处理能力大。填料表面的液膜更新好，传质单元高度明显低于瓷制矩鞍填料，是现代工业上性能优良的一种散装填料。

（6）网体填料 上述几种填料都是用实体材料制成的。此外，还有一类以金属网或多孔金属片为基本材料制成的填料，通称为网体填料。网体填料也可制成不同形状，如θ网环和鞍形网等。

网体填料的特点是网材薄，填料尺寸小，比表面积和空隙率都很大，液体均布能力强。因此，网体填料的气体阻力小，传质效率高。但是，这种填料的造价过高，在大型的工业生产中难以应用。

（7）规整填料 是将金属丝网或多孔板压制成波纹状并叠成圆筒形整块放入塔内。对大直径的塔，可分块拼成圆筒形砌入塔内。这种填料不但空隙率高、压降低，而且液体按预分布器设定的途径流下，只要液体的初始分布均匀，全塔填料层内的液体分布良好，克服了大塔的放大效应，传质性能高。但填料造价高，易被杂物堵塞且难以清洗。目前，丝网波纹和板波纹填料已较广泛的用于分离要求高的精馏塔中。

3.1.5反应精馏的特点

普通精馏是汽液两相传质过程，传质推动力是汽液两相中组分浓度差，而反应精馏是汽液两相传质和反应的复合过程，传质推动力包括汽液两相中组分浓度差和反应效应。它是把化学反应和精馏操作有机地结合起来，使化学反应过程和精馏分