为什么下塔压力比上塔高?--空分视界


为什么下塔压力比上塔高?

答：为了实现上、下塔的精馏过程，必须使下塔顶部的气氮冷凝为液氮，使上塔底部的液氧蒸发为气氧。这个过程是通过冷凝蒸发器，用下塔的气氮来加热上塔的液氧，使其蒸发成气氧，而气氮本身因放出热量而冷凝成液氮来实现的。为此，要求冷凝蒸发器的冷凝侧(即氮侧)的温度高于蒸发侧(即氧侧的温度)，并保持一定的温差(一般在1.0～2.5℃)。
我们知道，在同样压力下，氧的沸点比氮高，无法达到上述目的。但是，气体的液化温度和液体的气化温度与压力有关，而且随压力的增加而升高。例如在0.14MPa下，液氧的蒸发温度是93.2K，气氮的冷凝温度是80K；而在0.58MPa下，气氮的冷凝温度是95.6K。为实现用气氮来加热液氧的目的，就必须把氮侧的压力提高，使氮的冷凝温度高于氧的蒸发温度，并保证一定的传热温差才行。因为冷凝蒸发器的氧侧与上塔底部相连。它与上塔底部具有相同的压力；其氮侧与下塔顶部相连，它与下塔顶部具有相同的压力。所以，下塔压力比上塔高就是要保证主冷的正常工作，以实现上、下塔的精馏过程。

为什么下塔压力比上塔高?