新型精馏技术
甲醇精馏技术
甲醇精馏技术一、引言甲醇精馏技术是一种用于分离和纯化甲醇的重要工艺。
甲醇是一种重要的化工原料，广泛应用于工业生产中。
而通过甲醇精馏技术，可以将甲醇与其他杂质分离，提高甲醇的纯度，满足不同工业领域对甲醇纯度的要求。
二、甲醇精馏的原理甲醇精馏是利用甲醇和其他组分在不同温度下的沸点差异，通过不同温度区域的分馏，将甲醇与杂质分离的过程。
甲醇的沸点为64.7摄氏度，而常见的杂质如水、乙醇等的沸点较高。
因此，在合适的操作条件下，可以通过甲醇精馏技术将甲醇从杂质中分离出来。
三、甲醇精馏的工艺流程甲醇精馏一般包括预处理、脱水、粗分馏、精分馏等步骤。
1. 预处理预处理是为了去除甲醇中的杂质，如酸、碱、重金属离子等。
这些杂质会影响甲醇的质量和性能，甚至对设备造成腐蚀。
预处理通常采用酸碱中和、吸附剂吸附等方法，以提高甲醇的纯度。
2. 脱水甲醇中常含有一定量的水分，而水分的存在会降低甲醇的纯度和燃烧性能。
因此，在甲醇精馏过程中，需要进行脱水处理。
常用的脱水方法有吸附剂吸附、分子筛吸附、低温凝结等。
3. 粗分馏粗分馏是将预处理和脱水后的甲醇进行初步分离。
在粗分馏过程中，通过控制温度和压力，使甲醇和水、乙醇等杂质分别沸腾，然后通过塔板或填料层的作用，将甲醇从上部分离出来，而杂质则从下部排出。
4. 精分馏精分馏是在粗分馏的基础上，进一步提高甲醇的纯度。
精分馏一般采用多级精馏塔进行，通过不同温度区域的分馏，将甲醇与其他杂质进一步分离。
在精分馏过程中，需要根据甲醇和杂质的沸点差异和塔内的温度梯度，精确控制操作条件，以获得所需的甲醇纯度。
四、甲醇精馏的应用甲醇精馏技术广泛应用于化工、医药、食品、能源等领域。
在化工领域，甲醇是制造甲醛、甲酸、乙酸等化工产品的重要原料；在医药领域，甲醇可以用于合成药物原料；在食品领域，甲醇可以用于制造食品添加剂等；在能源领域，甲醇可以作为燃料和替代剂使用。
五、甲醇精馏技术的发展随着化工工艺的不断发展和改进，甲醇精馏技术也在不断进步。
共沸精馏技术研究及应用进展
共沸精馏技术研究及应用进展一、绪论1.1 研究背景和意义1.2 共沸精馏技术的概述1.3 国内外研究现状二、共沸精馏技术原理2.1 共沸精馏的定义2.2 共沸深度和共沸温度2.3 共沸精馏机理2.4 共沸精馏系统的组成三、共沸精馏技术的应用3.1 精细化工中的应用3.2 石油化工中的应用3.3 食品加工中的应用3.4 医药制品中的应用3.5 环境保护中的应用四、共沸精馏技术的优点和不足4.1 优点4.2 不足五、未来共沸精馏技术发展方向5.1 研究重点和方向5.2 技术发展趋势六、结论6.1 共沸精馏技术的应用前景6.2 存在问题与解决方案一、绪论1.1 研究背景和意义化工行业是我国国民经济的重要组成部分，化工工业的技术发展一直就是人们关注的一个热点。
共沸精馏技术作为一种高效的分离技术，具有广泛的应用前景。
共沸精馏技术可以应用于精细化工、石油化工、食品加工、医药制品和环境保护等领域，被称为现代化工技术发展的重要方向之一。
共沸精馏技术有着传统精馏技术无法比拟的优点，它不仅可以降低气体流量，而且可以降低加热负荷，减少对环境的污染，提高精馏效率。
同时，共沸精馏技术具有简单、易于操作、自动化程度高等优点，为化工生产提高效率、降低成本提供了有效的手段。
1.2 共沸精馏技术的概述共沸精馏技术是利用沸点相近或者共沸点的物质的挥发差异来实现从混合物中分离和提取纯化物的一种技术。
共沸精馏过程是在共沸温度下进行的，因此该温度是该混合物的独立常量。
通过控制压力和温度，使挥发性成分分离出来，达到分离混合物的目的。
共沸精馏技术的优点在于提高分离效率、确保产品质量优良、能在较短的时间内增加产品的产量、减少能源消耗，同时也被广泛地应用于环境保护。
1.3 国内外研究现状共沸精馏技术的研究在国内外都具有广泛的应用和研究成果。
国外发达国家在共沸精馏技术的研究和应用领域有着比较高的成就，美国、日本等国家在共沸精馏技术的研究中处于前列。
新型精馏技术及其发展趋势
新型精馏技术及其发展趋【摘要】本文主要介绍反应精馏和隔壁精馏技术，对其原理、优缺点及研究现状进行了综述。
总结了技术中存在的问题并展望其发展前景，结果表明这是两种很有发展前景的精馏技术，在未来会有很好发展。
【关键字】反应精馏；隔壁精馏；发展趋势一、反应精馏（一）、概述反应精馏是蒸馏技术中的一个特殊领域。
目前，反应精馏一方面成为提高分离效率而将反应与精馏相结合的一中分离操作，另一方面则成为提高反应收率而借助于精馏分离手段的一种反应过程。
它有许多优点，可以替代某些传统工艺过程如醚化、加氢、芳烃烷基化等反应，在工业上得到了一定的重视。
但长期以来，对于反应精馏的研究仅限于工艺方面，直到上世纪80年代，反应精馏的基础理论性研究才开始引起研究人员的兴趣和重视。
主要分为三种情况：用精馏促进反应，用反应促进精馏，催化精馏。
1、用精馏促进反应用精馏促进反应，就是通过精馏不断移走反应的生成物，产物离开了反应区，从而破坏了原有的化学平衡，使反应向生成产物的方向移动，以提高反应转化率和收率。
在一定程度上变可逆为不可逆，而且可得到很纯的产物。
但采用这种方法必须具备一定的条件：①生成物的沸点必须高于或低于反应物；②在精馏温度下不会导致副反应等不利影响的增加。
目前在工业上主要应用于酯类（如乙酸乙酯）的生产。
2、用反应促进精馏在待分离的混合物溶液中加入反应夹带剂，使其有选择地与溶液中的某一组分发生快速可逆反应，以加大组分间的挥发度差异，从而能容易地用精馏方法将混合物分离。
通常用于组分的挥发度很接近但化学性质存在差异的混合物。
3、催化精馏催化精馏实质是一种非均相催化反应精馏。
将催化剂填充于精馏塔中，它既起加速反应的催化作用，又作为填料起分离作用，催化精馏具有均相反应精馏的全部优点，既适合于可逆反应，也适合于连串反应。
反应精馏的原理可用下图来表示：（二）、反应精馏技术的优点1、选择性高,由于反应产物一旦生成即移出反应区，对于如连串反应之类的复杂反应，可抑制副反应，提高收率。
制药和精细化工精馏技术和装备
随着新型分离技术的不断发展，传统精馏技术面临技术创新和转型升级的压力。应对策略包括加强技术研发 和创新能力、引进先进技术和装备、培养高素质人才等。
总结回顾与展望未来
总结回顾
近年来，制药和精细化工精馏技术和装 备取得了显著进展，高效节能技术、智 能化技术、新型分离技术等不断涌现， 为行业发展注入了新的动力。
经过优化调整，产品质量得到了显著提升， 收率也趋于稳定，取得了显著的经济效益。
06 未来发展趋势与挑战
精馏技术发展趋势预测
1 2
高效节能技术
随着环保意识的提高和能源成本的增加，高效节 能的精馏技术将成为未来发展的重要趋势，如热 泵精馏、热集成精馏等。
智能化技术
人工智能、大数据等技术的引入，将实现精馏过 程的自动化、智能化，提高生产效率和产品质量。
通过建立完善的质量追溯体系， 可以对产品的生产过程进行全面 监控和追溯，确保产品质量可控。
案例分析：某制药厂精馏技术改造
01
问题诊断
某制药厂原有的精馏设备陈旧落后，效率低下且能耗较高。通过对现有
设备和工艺进行深入分析，发现存在诸多问题和不足。
02
技术改造方案
针对现有问题和不足，提出了一系列技术改造方案，包括更新设备、优
填料塔
分离效率高，处理能力大，但结构复 杂，造价高，适用于高纯度产品分离。
新型高效塔器结构类型及特点
高效导向筛板塔
具有处理能力大、分离效率高、压降低等优点，适用于大型化工装置。
高效填料塔
采用新型高效填料，提高了传质效率和处理能力，降低了能耗和投资成本。
关键设备选型依据和建议
根据产品纯度和分离 要求选择塔器类型。
另一部分冷凝液作为产品采出 。
精馏技术的发展及应用
精馏技术的发展及应用精馏技术是一种用于分离液体混合物的重要工艺，其应用广泛且持续发展。
本文将从发展历程、应用领域和未来趋势三个方面来深入探讨精馏技术的发展及应用，并分享我的观点和理解。
一、发展历程1.1 起源精馏技术的起源可以追溯到古代，最早出现在中国的隋唐时期。
当时人们利用酿酒的过程中引入蒸馏技术，用以提取酒精。
然而，由于当时对分离原理的认识不深，精馏技术的应用领域还十分有限。
1.2 科学理论的发展精馏技术的发展离不开科学理论的进步。
在17世纪，化学家罗贝尔·鲍义尔提出了传热与质量守恒的理论，为精馏技术的进一步发展奠定了基础。
19世纪，法国化学家安托万·拉沙尼耶和亨利·维葛纳等人的研究，进一步推动了精馏技术的革新和应用。
1.3 技术进步和创新随着现代化工行业的兴起，精馏技术得到了广泛应用并取得了长足发展。
20世纪初，装置结构的改进和工艺参数的优化使得精馏技术的效率得以提高。
新型填料和塔板的研发，使得废气的回收和污染物的减排成为可能。
二、应用领域2.1 石化行业精馏技术在石化行业中起着举足轻重的作用。
石油精馏是其中的典型应用，通过对原油进行不同温度下的蒸馏，可以将原油中的各种组分分离出来，得到不同用途的产品，如汽油、柴油和润滑油等。
精馏技术还广泛应用于石化工艺中的溶剂回收、尾气净化等方面。
2.2 化学工业精馏技术在化学工业中有着广泛的应用。
有机合成中的溶剂回收、精细化工产品的纯化等都需要利用精馏技术进行分离。
精馏技术也常用于制药工业中，用于提纯药物原料或制备高纯度的药物。
2.3 食品饮料行业在食品饮料行业中，精馏技术的应用也十分广泛。
酒类的蒸馏过程中就离不开精馏技术，从发酵液中提取酒精。
某些食品加工过程中也会利用精馏技术进行分离和提纯，以提高产品的品质和安全性。
三、未来趋势精馏技术在过去几十年中取得了巨大的突破，但仍存在一些挑战和潜力可以进一步发展。
3.1 节能减排当前，环境保护和可持续发展已成为全球关注的焦点。
精馏过程的节能途径及新型的精馏技术
精馏过程的节能途径及新型的精馏技术[摘要]精馏是化工、石化、医药等过程的重要单元操作，它是一类高能耗的单元过程，其能耗约占化工生产的60%，其节能途径包括多效精馏、热泵精馏、热耦精馏技术、内部热集成蒸馏塔、新型高效分离技术等。
多效精馏由N 个并列操作的精馏塔构成，再沸器的加热蒸汽可减少到原来单效精馏所需加热蒸汽的1/N 左右；热泵精馏能使能耗减少20%左右；热耦精馏比两个常规塔精馏可节省30%左右；内部热集成蒸馏塔节省的能耗可达30～60%这些技术已成功地完成了中试，节能可达到30～60%。
[关键词]精馏；节能前言在工业生产中，石油化学工业的能耗所占比例最大，而石油化学工业中能耗最大者为分离操作，其中又以精馏的能耗居首位。
精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂”。
首先，随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分离物料的组分不断增多，分离的产品纯度要求亦不断提高，但人们同时又不希望消耗过多的能量，这就对精馏过程的控制提出了要求。
其次，作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。
在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装置操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设置往往欠合理。
另外，由于精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。
因此，精馏过程的节能潜力很大，合理利用精馏过程本身的热能，就能降低整个过程对能量的需求，减少能量的浪费，使节能收效也极为明显。
据统计，在美国精馏过程的能耗占全国能耗的3％，如果从中节约10％，每年可节省5亿美元。
我国的炼油厂消耗的原油占其炼油量的8％～10％，其中很大一部分消耗于精馏过程。
因此，在当今能源紧缺的情况下，对精馏过程的节能研究就显得十分重要。
例如，美国巴特尔斯公司在波多黎各某芳烃装置的8个精馏塔上进行节能优化操作，每年可节约310万美元。
近年来，研究开发了许多新型的精馏塔系统，文章主要介绍几种精馏塔系统精馏过程是最重要的化工单元过程之一，它又是一类高能耗的单元过程。
一种新型高效节能双效精馏流程的开发与研究
使用气相进浓缩塔 双效精 馏是从 高压塔进 料 ，
不 同的是该流程从 高压 塔塔釜进 料 ， 由于是气相 进 料， 进料物流的热量正好 可 以代 替再沸器 这一热 源 为塔釜提供精馏 过程所需要 的热量 。低压塔和高压 塔 的塔顶均有轻组分采 出 ， 而重组 分 只在 低压塔塔
釜 采 出 。 主要 研 究 三 种 不 同的 气 相 进 浓 缩 塔 双效 精
已 满足 了工 业 节 能 的 需 料 组 成 ； 料 温度 精 进 进 中图 分 类 号 ：Ｑ ２ ． ＋ 文 献 标 识 码 ： Ｔ ０８ １ ３ Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ３ （０ ０ Ｏ － ７ －３ ００３ ２ ２ １ ） １０ ００ ９ ０
是国民经济和社会 发展 的迫切 需要。据有关 资料统
计， 石油化工能耗 占全 国工业 总能耗 的 １％左右 ， ５ 所
以要完成《 纲要》 所提出的节能减排 目 ， 标 做好石油化 工装置的节能降耗意义重大 。石油化工装置有两个
基本 的主要过程 ： 一是反应过程 ； 二是分离过程 ， 常 通 分离过程 的能耗要 占装置总能耗 的 ８ ％左右。在分 ０ 离过程中最常用且有效 的方法是精馏 ， 精馏过程是以 热能的消耗换取石油化工产 品的分离提纯 ， 由于过程 的不可逆性很大 ， 但热力学效率很低 ， 因此能耗很 高。 精馏过程 的能 耗要 占整 个石 油化 工装 置 总能耗 的 ６ ％左右 ， ０ 因此要 降低石 油化工装置 的能耗 ， 关键是 要做好精馏过程 的节能 。 目前已研究 、 开发 的精馏节能的工艺流程及方法
１ 引 言
业应用性 。现在又研究开发 了以气相进浓缩塔双
效精馏流程 ， 以乙醇 一 水为实验物系 ， 通过模拟计算 ，
精馏技术的发展及应用
精馏技术的发展及应用一、前言精馏技术是一种重要的分离技术，广泛应用于化工、石油、医药等领域。
本文将介绍精馏技术的发展历程及其应用。
二、精馏技术的发展1. 传统精馏技术传统的精馏技术采用塔式设备进行分离，其原理是根据物质在不同温度下的汽液平衡关系，利用塔内填料或板式结构使气体和液体在塔内交替接触，从而实现对混合物组分的分离。
这种方法具有成熟可靠的特点，但存在设备复杂、能耗高等问题。
2. 新型精馏技术为了克服传统精馏技术存在的问题，新型精馏技术逐渐发展起来。
其中较为常见的有以下几种：（1）膜分离技术膜分离技术是一种利用薄膜对混合物进行筛选和分离的方法。
它不需要大型设备和填料，具有结构简单、操作方便等优点。
目前已广泛应用于饮料、医药等行业。
（2）超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是一种利用超临界流体对混合物进行分离的方法。
它具有分离效率高、操作简单等优点，已被广泛应用于石油、化工等领域。
（3）蒸汽再生吸附技术蒸汽再生吸附技术是一种利用活性吸附剂对混合物进行分离的方法。
它具有结构简单、操作方便等优点，已被广泛应用于空气净化、废气处理等领域。
三、精馏技术的应用1. 石油化工行业精馏技术是石油化工行业中最常见的分离技术之一。
在炼油过程中，采用精馏技术可将原油中的不同组分分离出来，从而得到所需产品，如汽油、柴油等。
2. 医药行业在医药行业中，精馏技术被广泛应用于药物纯化和提纯过程中。
例如，在制备某些药物时需要去除其中杂质和不需要的组分，这时可以采用精馏技术进行分离。
3. 食品行业在食品行业中，精馏技术被广泛应用于酒类、饮料等产品的生产过程中。
例如，在酿造啤酒时需要将发酵产物中的乙醇分离出来，这时可以采用精馏技术进行分离。
4. 环保领域在环保领域中，精馏技术被广泛应用于废气处理、废水处理等过程中。
例如，在废气处理中需要将其中的有害气体分离出来，这时可以采用精馏技术进行分离。
四、结论随着科学技术的不断发展，精馏技术也在不断完善和创新。
异丙醇醚化反应精馏制备异丙醚的新工艺
异丙醇醚化反应精馏制备异丙醚是一种新型工艺，通过该工艺可以有效地生产高纯度的异丙醚产品。
本文将对异丙醇醚化反应和精馏工艺进行详细介绍，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
一、异丙醇醚化反应1. 异丙醇醚化反应的原理异丙醇醚化反应是指在催化剂的作用下，异丙醇与醚化剂发生反应，生成异丙醚。
该反应通常在一定的温度和压力下进行，需要精确控制反应条件，以提高产物的纯度和产率。
2. 催化剂的选择催化剂在异丙醇醚化反应中起着至关重要的作用，常用的催化剂包括酸性离子交换树脂、固体酸和金属氧化物等。
这些催化剂能够有效催化异丙醇与醚化剂之间的化学反应，加速产物的生成。
3. 反应条件的控制反应温度、压力和物料比对异丙醚的产率和纯度有重要影响。
通常情况下，较低的温度和较高的压力有利于提高产物的纯度，而适当的物料比可以提高产率。
二、精馏工艺1. 精馏的原理精馏是一种将液体混合物按照沸点的不同，在加热的条件下分离成纯度较高的组分的方法。
在异丙醚生产中，精馏工艺可以有效地将产物中的杂质去除，提高产物的纯度。
2. 精馏塔的设计在异丙醚精馏工艺中，精馏塔的设计至关重要。
采用适当的精馏塔结构和填料设计能够有效地提高分离效率，减少能耗，降低生产成本。
3. 工艺参数的优化精馏过程中，操作参数的优化对产品质量有着重要的影响。
对精馏温度、回流比、进料速率等参数的控制和调整，可以有效地提高异丙醚的纯度和产率。
三、新工艺的优势和应用前景1. 高纯度的产品通过异丙醇醚化反应精馏制备异丙醚的新工艺，可以获得高纯度的异丙醚产品，满足各种工业领域对高纯度溶剂的需求。
2. 资源利用效率高该工艺具有资源利用效率高、能耗低的优势，有望成为工业生产中的重要技术手段。
3. 应用前景广阔异丙醚作为一种重要的工业原料，在化工、合成材料等领域有着广泛的应用前景。
通过新工艺生产的高纯度异丙醚产品，将有望在各个行业得到广泛应用。
异丙醇醚化反应精馏制备异丙醚的新工艺具有重要的研究和应用价值。
科技成果——新型催化精馏规整填料技术
科技成果——新型催化精馏规整填料技术成果简介催化精馏技术在一个设备内整合催化反应与精馏分离，在催化反应进行的同时，通过精馏过程把产物从体系中分离，推动反应平衡向右移动。
它适用于需要催化剂进行均相或非均相催化来提高反应速率，且反应物的转化率和催化剂的选择性通常达不到100%的情况。
开发的新型催化精馏规整填料技术，在实现催化精馏耦合过程的同时，可有效提升设备的通量以及催化剂的装填量，并降低压降。
相比于传统的催化精馏填料，可提升通量50%以上。
填料内部的特殊结构设计可有效提升气液固三相的传质，促进物料在催化剂内部的扩散，大大提升了反应效率和分离效率。
目前该技术已经在石化行业中的轻汽油醚化，MTBE，叔丁醇脱水，碳四加氢异构化等工艺中得到了应用。
应用前景催化精馏最早应用于甲基叔丁基醚（MTBE）和乙基叔丁基醚（ETBE）等合成工艺中，现已广泛应用于包括酯化、醚化、异构化、烷基化、叠合过程、烯烃选择性加氢、氧化脱氢、碳一化学、水解、酯交换和其他反应过程等多种平衡反应。
化工行业中有着巨大的市场需求，且由于催化剂的活性问题，每三年即需要更换一次，因此该需求有较好的持续性。
传统捆扎包式催化精馏填料存在通量小，压降大，易发生偏流和短路，分离和反应效率低等问题。
新型崔化精馏规整填料技术完美的解决了上述问题，目前，该填料已经在多个工艺上成功工业化应用，为企业节约了大量的投资费用和操作成本，产品转化率等也有明显提升。
相比于传统的捆扎包式的催化精馏填料，该新型催化精馏填料技术可提升通量50%以上，节约固定设备初投资30%以上，节约操作费用30%以上。
相比于传统的先反应再分离的技术，可节约设备初投资50%以上，节约操作费用50%以上。
技术成熟度产业化。
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折流式旋转床独特的动静组合式结构决定了其具有 以下突出优点:
(1)折流式旋转床内气液接触元件为折流圈,其中动折流圈具有自分布功能, 转子内液体被多次的分散,因此无需液体的初始分布器。这样便可以简 化内部结构,降低制造成本。 (2)折流式旋转床的转子的静盘和壳体固定连接,气体无法绕过转子形成 “短路”,因此无需转子与壳体间的动密封。这便进一步简化了内部结 构,同时提高了设备的可靠性。 (3)由于折流式旋转床转子中静盘的存在,因此进料设置非常灵活。进料既 可以设置在转子径向上,也可以设置在转子之间。这样便可以实现带有 多股进料的复杂传质过程。 (4)由于转子与壳体间不存在动密封,再加之液体可以在转子间自动串联流 动,因此折流式旋转床内可方便地实现多转子同轴串联,使单台设备的 分离能力大幅度提高。折流式旋转床的这些优点解决了精馏过程的中 间进料、分布器、多股进料以及设备结构复杂等问题,从而使得超重力 技术在精馏中的应用成为可能。 目前,折流式旋转床已成功应用于工 业中的各种精馏过程,包括连续精馏、间歇精馏、萃取精馏、共沸精馏 等,而且在某些吸收和汽提等过程也实现了工业化。
•
2、反应精馏技术特点
(1)、 反应和精馏在同一设备中进行，简化了流程，使设备费和操作 费同时下降。 (2)、 对于放热反应过程，反应热全部提供为精馏过程所需热量的一 部分，节省了能耗。 (3) 、对于可逆反应过程中，由于产物的不断分离，可使系统远离平 衡状态，增大过程的转化率。可使最终转化率大大超过平衡转 化率，减轻后续分离工序的负荷。 (4)、 对于目的产物具有关二次副反应的情形，通过某一反应物的 不断分离，从而抑制了副反应，提高了选择性。 (5) 、在反应精馏塔内，各反应物的浓度不同于进料浓度。因此，进 料可按反应配比要求，而塔板上造成某种反应物的过量，可使 反应后期的反应速度大大提高、同时又达到完全反应；或造成 主副反应速率的差异，达到较高的选择性。这样，对于传统工 艺中某些反应物过量从而需要分离回收的情况，能使原料消耗 和能量消耗得到较大节省。 (6)、 在反应精馏塔内，各组份的浓度分布主要由相对挥发度决定， 与进料组成关系不大，因而反应精馏塔可采用低纯度的原料作 为进料。这一特点可使某些系统内循环物流不经分离提纯直接 得到利用。 (7) 、有时反应物的存在能改变系统各组份的相对挥发度，或绕过其 共沸组成，实现沸点相近或具有恒沸组成的混合物之间的完全 分离。
2、超重力精馏技术的应用
精馏过程
折流式旋转床已在精馏过程中实现了产业化,现已产业 化应用的旋转床有100多台,分布在浙江、江苏、湖北、山 东、河南、河北、安徽、江西、贵州、广东等地,涉及到 的体系有数十种,包括甲醇/水、乙醇/水、丙酮/水、DMSO /水、 DMF /水、甲醇/甲缩醛/水、乙酸乙酯/水、乙酸乙酯 /甲苯/水、甲醇/甲醛/水、甲醇/水/DMF、二氯甲烷/硅醚、 甲醇/叔丁醇、甲醇/甲苯/水、氯化苯/异己烷、三乙胺/甲 基异丙胺/水等的常规精馏过程,无水乙醇制备的萃取精馏 过程,乙腈/水的共沸精馏过程,以及医药中间体分离、有机 溶剂回收等。折流式旋转床推广应用的范围和地域在不断 地扩大,其中部分装置已连续运行5年多,用户反映设备操作 稳定,性能良好。据统计,目前全国仅化工类企业有近3万家, 均涉及分离产品和回收溶剂的精馏过程,因此折流式旋转 床的应用前景非常广阔。
2、存在的问题及未来展望
国内对共沸物系分离的研究主要集中在分离工艺和共 沸剂的开发以及共沸精馏生产过程的改进等方面,在新型 分离技术方面主要对渗透蒸发、膜分离以及分子筛吸附等 技术进行了研究。对于毛细管精馏这种具有工艺简单、分 离效果好和投资少的新型分离技术尚未开始研究,而美国 等发达国家已经开始进行开发性 的研究,但出于保密的原 因,对该技术的基础理论和商业化应用研究的文献报道还 不多;国内对毛细管精馏技术的研究目前还未见到文献报 道。到目前为止,对于毛细管精馏装置的设计和传质规律 还没有任何公开的文献报道,人们对于该技术的应用尚处 于开发阶段;对毛细管塔内件的加工和设计还没有形成共 识。因此,在国内率先进行毛细管精馏的科学和技术问题 研究,可以尽快掌握这种新型的分离技术,使用该技术可以 改进分离共沸物系的分离工艺,减少传统共沸剂的使用,同 时可以避免使用共沸剂回收塔,对降低现有共沸物分离装 置的能耗、减少有机溶剂的损耗以及保护环境将起到积极 的作用。
超重力精馏
超重力精馏技术的核心———折流式旋转 床
作为超重力精馏技术核心的折流式旋转床,其结构如图1 所示。折流式旋转床的转子为动静部件组合结构,其中动 部件为动盘和动折流圈(圈上开有小孔) ,静部件为静盘和静 折流圈。动静两组折流圈相对且交错嵌套布置,动静折流 圈之间的环隙加上动折流圈和静盘及静折流圈和动盘之间 的缝隙,构成了气体和液体流动的曲折通道。操作时,液体 由上而下顺序流过各个转子,在转子内受离心力作用自中 心向外缘流动,气体自下而上依次流过各个转子,在转子内 受压差作用自外缘向中心流动,这样便实现了单个壳体内 气液两相接触级数的成倍提高。
高黏度热敏产品脱溶剂过程
通常来说,在化工以及相关行业中遇到的绝大多数液体物料的黏度 与水在数量级上是相当的,因此对于这些物料的处理过程往往将黏度的 影响忽略。但是,在某些特殊的情况下,也会遇到高黏度液态物料(如聚 合物、糖浆、浓缩洗涤剂等)的分离提纯过程,这些物料的黏度比水要 高2个或3个数量级,此时,黏度对过程的影响需要加以考虑。从流体力 学角度来看,黏度的增加会减弱流动的湍动程度,进而使流体混合效果 变差,最终会削弱对流传质。从传质过程来看,由于液体的扩散系数与 通常其黏度成反比,黏度的增加会减小扩散系数,进而削弱了扩散传质。 文献中报道了大量的液相传质系数关联式,从这些关联式中可以看出液 相传质系数与黏度、扩散系数之间基本遵循kL∝ (D - /μ) 015的关系, 结合D - ∝μ- 1则有kL∝μ- 1 ,可以认为该式大致反映了黏度对传质过 程的总体影响。此外,液体的黏度受温度的影响比较大,通常来说液体 的黏度随温度变化符合logμL∝ T- 1的关系,由此可见,高黏度体系的传 质速率受操作温度影响很大。通常来说,这些高黏度物料的热稳定性又 往往较差,受热容易发生分解。为了避免物料受热分解,通常采用减压 以降低操作温度,但是温度的降低又会导致黏度的增加,从而进一步使 得传质性能变差。折流式旋转床具有液体速度高,停留时间短等优点, 因而非常适于高黏度和热敏物料的处理过程。
热泵精馏
在化工生产中精馏是应用最广泛的化工分离单元操作， 也是主要的能源耗费场所。精馏塔的热集成是精馏过程节 能的重要途径，而热集成中的热泵精馏更是最具有节能潜 力的技术之一。 因此，在精馏过程中采用热泵精馏降低能耗和成本来 提高经济效益具有重要的现实意义。热泵精馏是既向塔底 供热又向塔顶供冷的逆卡诺循环系统，节能的效果显著。 传统的精馏设备能耗大,热力学效率很低。对此,人们提出 了许多节能措施。大量的理论分析、实验研究以及工业应 用表明,热泵精馏的节能效果十分显著。热泵精馏是把精 馏塔塔顶蒸汽加压升温,使其用作塔底再沸器的热源,回收 塔顶蒸汽的冷凝潜热。根据热泵所消耗的外界能量不同, 热泵精馏可分为蒸汽压缩式和蒸汽喷射式2 种类型。塔顶 气体直接压缩式热泵精馏应用十分广泛,如丙烯- 丙烷的分 离采用热泵精馏,其热力学效率可以从316 %提高到811 % , 节能和经济效益非常显著。
（2）多毛细孔介质对组分饱和蒸汽压的影响
由于液固之间的相互作用力,在多毛细孔介质 表面产生了与主体液相具有不同理化性质的液层, 在此液层中,多毛细孔介质产生的长程作用力改变 了每种物质的饱和蒸汽压。 Abu Al2Rub F A[ 5 ]研究了纯组分液体在多毛 细孔塔板作用下的气相压力值的改变情况,并在分 子逼近理论基础上建立了预测模型。结果分析表 明,纯组分气相压力的改变与固2液相之间的极性 有关。该模型预测的结果比不考虑固液之间的分 子作用力,只考虑内部曲面作用的传统Kelvin方程 预测的值要低。这一模型解释了固液之间表面作 用力和界面曲率对饱和蒸汽压的影响
3、反应精馏分类 根据投料操作方式，反应精馏可以分为连 续反应精馏和间歇反应精馏；根据使用催 化剂形态的不同，反应精馏可以分为均相 反应精馏和催化蒸馏；根据化学反应速度 的快慢，反应精馏分为瞬时反应精馏、快 速反应精馏和慢速反应精馏。
Hale Waihona Puke 毛细管精馏工业生产中会产生大量的共沸物,如生物燃料无水乙醇 的生产过程中会产生大量的乙醇2水的共沸物,用普通的精 馏方法根本无法分离精制得到无水乙醇, 虽可用共沸精馏、 萃取精馏和渗透蒸发等一些特殊方法进行分离,但用这些 方法能耗高、设备投资大,即是能量密集型的操作单元,具 有较高的生产成本。 毛细管精馏可以在一个分离塔装置内进行,仅依靠塔内 件的特殊作用就可以改变共沸物系的气液平衡关系,使共 沸点消失,该分离技术不需要使用外加的共沸剂,所以也就 不需要共沸剂的回收分离塔,不仅节能而且减少了分离过 程溶剂的损耗和排放,对环境是友好的。毛细管精馏比传 统的填料塔和板式塔精馏技术具有分离共沸物系的优势, 主要是由于其独特的毛细管结构导致的共沸物系气液两相 流动的接触方式及气液平衡关系的不同。
新型精馏技术
可分为以下几种：
• • • • 反应精馏 毛细管精馏 超重力精馏 热泵精馏
反应精馏
• 反应精馏作为一种新型特殊精馏，因其具有独特的优势 而在化学工业中日益受到重视。由于反应段固体催化剂 的选择及装填方式对该工艺起关键作用，故国内外在注 重工艺开发的同时，也需要在催化剂及填料上多做研究， 以取得更大突破。目前，反应精馏技术已在多个领域实 现了产业化，对某些新领域的开发也取得了一定进展。 随着节能和环保要求日益提高，该技术与先进的计算机 模拟软件相结合，在未来几十年将会发挥更大作用，同 时会有更好的发展。 1、反应精馏技术基本原理 反应精馏是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的 过程。其基本原理为；对于可逆反应，当某一产物的挥 发度大于反应物时，如果将产物从液相中蒸出，则可破 坏原有的平衡，使反应继续向生成物的方向进行，因而 可提高单程转化率，在一定程度上变可逆反应为不可逆