新型精馏技术介绍
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。
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。
新型精馏技术
新型精馏技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个新型精馏技术。
你说这技术啊，就像是一位神奇的大厨，能把各种混合物分得清清楚楚，明明白白！想象一下，一堆乱七八糟的东西混在一起，就像厨房里的各种食材乱炖一样。
但新型精馏技术一来，就像那双神奇的手，能把它们精准地分开。
这可太了不起啦！它就像是个超级分拣员，能把不同的成分挑出来，各归其位。
比如说，石油化工里那些复杂的混合物，通过它就能变成各种有用的产品，就像变魔术一样！这可不是一般的厉害哟！而且啊，这新型精馏技术还特别高效。
它工作起来那速度，就跟咱中国人干活似的，麻溜得很！以前可能要花好多时间和精力才能完成的分离任务，现在有了它，一下子就搞定啦！你说这技术是不是给咱的工业生产带来了巨大的好处？那当然啦！它让生产变得更简单、更快捷、更有效率。
这就好比原来我们走路去目的地，现在有了汽车，嗖的一下就到啦！它还特别灵活呢！就像咱中国人的脑子，转得快，能适应各种不同的情况。
不管是大工厂还是小作坊，它都能发挥出自己的本事。
这多牛啊！咱再说说它的准确性。
哎呀，那可真是没得说！就像射击比赛里的神枪手，指哪打哪，分毫不差。
有了它，咱就不用担心分离出来的东西不纯啦！这新型精馏技术，不就是咱工业领域的宝贝嘛！它让我们的生产变得更上一层楼，让我们的生活变得更加美好。
咱可得好好感谢那些研究出这技术的科学家们，是他们让这一切成为可能。
所以啊，朋友们，咱可别小看了这新型精馏技术。
它虽然不声不响地在那里工作，但它的作用可大着呢！它就像我们生活中的无名英雄，默默地为我们的幸福生活贡献着力量。
咱可得好好珍惜它，让它发挥出更大的作用！怎么样，是不是觉得这新型精馏技术很神奇很厉害？反正我是这么觉得的！。
新型复合式内部能量集成的精馏塔的机械设计与水力学模拟
新型复合式内部能量集成的精馏塔的机械设计与水力学模拟引言精馏技术广泛应用于化工、医药、精细化工等行业，投资和能耗较高。
内部热集成精馏塔（internally heat integrated distillation column，HIDiC）是一种新型精馏技术，它结合了热泵精馏和透热精馏节能的特点。
这种结构一方面将精馏段塔顶热端蒸气的余热充分利用回收；另一方面塔段间的透热使得各塔板的传质推动力平均化，实现逐板传热，提高了精馏塔的热力学效率。
因此该技术具有极大的节能效率，与常规蒸馏塔相比节省的能耗可达30%～60%，这是理论上最先进的精馏技术，受到了众多学者的关注。
随着CFD 理论的发展，研究人员开始利用CFD模拟的方法研究塔板的水力学特征。
相比实验，CFD 可以更加精确地描述塔板上的流动情况，可以预测塔板的板效率，Wang 等对隔板塔塔盘流场进行了水力学模拟，并与实验结果进行了对比，两者具有极大的相似性。
Rodríguez-Ángeles等通过对隔板塔的机械设计以及CFD 模拟，对隔板中筛板上的水力学参数进行了优化，提高了塔盘的传质效果。
较多的研究者对于HIDiC的研究只是停留在能量优化以及控制策略上，但对于与理想的HIDiC 理论相吻合的模型以及机械结构的设计和水力学模拟较少，本文基于以上问题，在HIDiC理论的基础上构建了新型的HIDiC 塔节，并用CFD 软件进行了水力学分析。
1 机械设计首先建立内部能量集成的精馏塔理论模型，如图1 所示，提馏段塔顶蒸气经压缩机加压升温后进入精馏段塔底部，精馏段塔底回流液经节流阀减压后回到提馏段塔顶部与原料混合。
两塔段间通过塔壁或换热板进行热量交换，精馏段蒸气在上升中冷凝，提馏段回流液在回流中蒸发，这样精馏段冷凝器和提馏段再沸器的热负荷会大幅减小。
图1 内部能量集成的精馏塔示意图Fig.1 Schematic diagram of internal heat integrated distillation columns 以苯和甲苯为分离物系，饱和液体进料，进料压力为常压。
新型精馏塔在分离C4烯烃与烷烃中的节能效果
新型精馏塔在分离C4烯烃与烷烃中的节能效果本文依据长期从事化工分开工作的工程经验，通过对新型精馏塔分开正丁烷和反-2-丁烯混合物的技术介绍，展示了新型精馏塔相关于传统精馏塔极具优势的节能效果。
萃取精馏是石油化学工业中重要的分开方法之一，发展至今已有60多年的历史。
其通过萃取剂的加入改变被分开组分间的相对挥发度，从而使近沸点物系或共沸物体系得以分开，而另一方面，大量萃取剂的加入也大大增加了此分开过程的能耗。
如何降低该精馏过程的能耗已经成为当今工业非常普遍也非常重要的研究课题。
近年来，开发者们通过对传统精馏工艺的模拟分析、优化制定、安装控制等方面的研究与技术改善，开发出了一种新型的精馏塔，其可有效地减少分开过程能耗，在节能和节省设备投资方面的优势十分显然。
1.新型精馏塔新型的精馏塔就对传统精馏塔进行改造而形成的。
在传统精馏塔内部设一垂直隔板，将精馏塔分成下部公共提馏段、隔板两边的精馏进料段和中间采出段3部分，形成新型精馏塔。
新型精馏塔被垂直的分隔壁分成6个部分，公共精馏区1、公共提馏区6及由分隔壁分开的互相平行的进料段和侧线产品采出段4部分，其中进料段和侧线产品出料段又可以分为精馏段2、3和提馏段4、5，2、4一般被称为预分馏段或副塔，整个1、3、5、6段被称为主塔。
含多种物质的混合物从塔进料段的中间位置进入到塔内。
在预分馏段，组分A、B向塔上方移动，组分B、C向塔下方移动。
公共精馏区完成A、B的分开，纯组分A从塔顶采出，公共提馏区完成B、C的分开，纯组分C从塔釜采出，纯组分B从主塔的中间采出。
与传统分开三组分的两塔精馏相比，新型精馏塔可节省1座精馏塔及其附属设备，如再沸器、冷凝器、回流泵等，而且占地面积也相应减少。
2.模拟分析研究2.1.总体介绍C4馏分是炼油厂副产，其含有丰富的1-3-丁二烯、1-丁烯、顺-2-丁烯、反-2-丁烯、异丁烯、正丁烷、异丁烷等，其中1，3-丁二烯可以通过萃取精馏的方式进行分开。
双效精馏温差-概述说明以及解释
双效精馏温差-概述说明以及解释1. 引言1.1 概述双效精馏温差是一种新型的精馏技术，其原理基于利用两个不同温度的精馏塔来提高精馏过程的效率。
传统的单效精馏只利用一个精馏塔进行分离，而双效精馏则利用两个精馏塔，从而使得精馏过程更加高效和节能。
在双效精馏中，较高温度的精馏塔称为"高效"塔，而较低温度的精馏塔称为"低效"塔。
高效塔用于处理进料液体，将其蒸发分离为纯度较高的顶部产品和纯度较低的底部产品。
而低效塔则接收高效塔的底部产品，并继续进行进一步的精馏，从而获得更高纯度的产品。
双效精馏的应用领域非常广泛。
首先，在化工行业中，双效精馏被广泛用于石油化工、制药、食品加工等领域，用于分离和提纯各种化工原料和成品。
其次，在能源领域，双效精馏也可用于石油和天然气的处理，提高油品的品质和气体的纯度。
此外，双效精馏还可用于环境工程中的废水处理和溶剂回收等方面。
总的来说，双效精馏通过利用两个精馏塔的温差，提高了精馏过程的效率和纯度，同时也减少了能源的消耗和环境影响。
随着科技的不断进步，双效精馏技术有望在更多领域得到应用和发展，为各行各业的生产提供更加可持续和高效的解决方案。
1.2 文章结构：本文将按照以下结构进行论述双效精馏温差的相关内容：1. 引言：在本部分中，我们将对双效精馏温差的概述进行介绍。
首先，我们将解释什么是双效精馏以及其原理，以帮助读者初步了解这一概念。
接着，我们将简要介绍本文的结构和目的，以引导读者对本文内容的整体认知。
2. 正文：本部分是本文的核心内容，将详细介绍双效精馏的定义和原理，以及其在不同领域中的应用。
在2.1节中，我们将深入探讨双效精馏的定义和原理。
我们将解释双效精馏是如何利用温差来提高精馏效率的，并介绍其工作原理和基本操作流程。
在2.2节中，我们将介绍双效精馏在各个应用领域中的具体应用情况。
我们将讨论双效精馏在化工、石油、制药等行业中的应用，并举例说明其在实际工程中的成功案例。
热泵精馏在化工行业中的应用
热泵精馏在化工行业中的应用
热泵精馏是一种新型的分离技术，它将热泵技术和精馏技术相结合，
可以在较低的温度下实现高效的分离。
在化工行业中，热泵精馏已经
得到了广泛的应用，特别是在石油化工、化学制药、精细化工等领域。
石油化工是热泵精馏的主要应用领域之一。
在石油化工生产中，热泵
精馏可以用于分离石油中的不同组分，如石蜡、沥青、汽油、柴油等。
通过热泵精馏技术，可以实现高效的分离，提高产品的纯度和质量，
同时降低能耗和生产成本。
化学制药是另一个热泵精馏的应用领域。
在化学制药生产中，热泵精
馏可以用于分离药品中的不同成分，如酸、碱、盐等。
通过热泵精馏
技术，可以实现高效的分离，提高药品的纯度和质量，同时降低能耗
和生产成本。
精细化工是热泵精馏的另一个应用领域。
在精细化工生产中，热泵精
馏可以用于分离不同的化学品，如酸、碱、盐、醇等。
通过热泵精馏
技术，可以实现高效的分离，提高产品的纯度和质量，同时降低能耗
和生产成本。
总的来说，热泵精馏在化工行业中的应用前景非常广阔。
随着技术的
不断发展和完善，热泵精馏将会在更多的领域得到应用，为化工行业的发展做出更大的贡献。
热泵精馏适用条件
热泵精馏适用条件热泵精馏技术是一种新型的分离技术，其主要原理是利用热泵技术和精馏技术的结合，实现对化学物质的高效分离。
这项技术的应用范围非常广泛，可以用于化工、医药、食品等领域中的分离过程。
但是，热泵精馏技术的应用需要满足一定的条件才能发挥出其最佳效果。
本文将从以下几个方面来介绍热泵精馏适用条件。
一、精馏原理热泵精馏技术的核心是精馏原理。
在精馏过程中，物质的汽化和凝华是基于物质的沸点和液点的差异。
因此，热泵精馏技术的应用需要满足物质的沸点和液点要有明显的差异。
同时，精馏过程中需要不断输入热量才能使物质汽化，因此需要有较高的热能输入。
二、物质性质热泵精馏技术的应用需要考虑物质的性质。
首先，物质需要有一定的挥发性，否则无法在精馏过程中汽化。
其次，物质需要有一定的热稳定性，否则在加热过程中易发生分解反应，影响精馏效果。
此外，物质的粘度、密度和表面张力等性质也会影响精馏过程中的汽化和凝华。
三、设备条件热泵精馏技术的应用需要具备一定的设备条件。
首先，需要有一台热泵设备，它能够将低温热量转化为高温热量，为精馏过程提供能量。
其次，需要有一台精馏设备，它能够通过升温和降温来实现物质的汽化和凝华。
此外，还需要有一定的控制系统，能够对温度、压力等参数进行精确控制。
四、经济效益热泵精馏技术的应用需要考虑经济效益。
虽然该技术能够实现高效分离，但是设备成本和能耗较高，需要进行经济评估。
因此，在应用该技术时需要综合考虑成本和效益，确保其经济可行性。
热泵精馏技术是一种高效的分离技术，但是应用需要满足一定的条件。
我们需要对物质性质、精馏原理、设备条件和经济效益等方面进行综合考虑，从而实现该技术在不同领域中的最佳应用效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
新型精馏技术及其应用摘要介绍了萃取精馏、共沸精馏、反应(催化) 蒸馏、吸附蒸馏、膜蒸馏、惰性气体蒸馏、动态高效规整填料塔精馏和分子蒸馏等新型蒸馏技术的基本原理、特点、研究进展和发展方向关键词萃取精馏共沸精馏反应(催化) 蒸馏吸附蒸馏膜蒸馏惰性气体蒸馏规整填料塔精馏分子蒸馏蒸馏技术作为当代工业应用最广的分离技术,目前已具有相当成熟的工程设计经验与一定的基础理论研究,随着生物技术、中药现代化和环境化工等领域的不断发展和兴起,人们对蒸馏技术提出了很多新的要求(低能耗、无污染等) 。
因此,在产品达到高纯分离的同时又能减低能耗和环境污染就成为蒸馏学科和工程研究开发的主要目标[1 ,2 ] ,并由此开发出以蒸馏理论为基础的许多新型复合传质分离技术,主要有以下几个方面:分子精馏、添加物精馏、耦合精馏和热敏物料精馏。
我尽量大概介绍，并将其中个人觉得比较重点的着重详细介绍。
1分子精馏技术分子蒸馏属于高真空下的单程连续蒸馏技术。
在高真空操作压力下，蒸发面和冷凝面的间距小于或等于被分离物质蒸汽分子平均自由程，由蒸发表面逸出的分子毫无阻碍地奔射并凝集在冷凝表面上。
这样利用不同物质分子平均自由程不同使其在液体表面蒸发速率不同，从而达到分离目的，蒸馏过程如下图所示。
相对于普通的真空蒸馏，分子蒸馏汽液相间不存在相平衡，是一种完全不可逆过程，具有以下特点。
操作压力低（0.1~10Pa）；"蒸发面和冷凝面之间的间距小（10~50mm），操作温度远低于沸点；物料受热时间短（0.1-10s）。
因而适用于高分子量、高沸点、热稳定性差的物质蒸馏，特别是高分子有机化合物、热敏性食品、医药产品、塑料等物质的分离、提纯、蒸馏、反应等。
随着合成化学的进展，新的、从来不为人所知的物质的操作愈来愈多，如高分子物质的单体正在不断地构成新的物质，而且新的物质大部分都不稳定，用以往的蒸馏方法多会发生分解或聚合，而使用分子蒸馏就可以加以解决。
1.1理论基础分子平均自由程分子平均自由程是指气体分子在两次连续碰撞之间所走路程的平均值。
对理想气体可由气体动力学理论导出：可见与压力成反比而与温度成正比。
从理论上讲，分子蒸馏时，蒸发面和冷凝面的间距应小于或等于被分离物质蒸汽分子平均自由程，这样由蒸发表面逸出的分子可以毫无阻碍地奔射并凝集在冷凝器表面上，而Lutisant通过分析研究指出即使蒸发面和冷凝面间距达到50mm 对分子蒸馏速率及蒸馏过程也无明显影响。
1.2 应用范围国外已实现工业化的分子蒸馏技术主要有：维生素0 或F（从非常稀的混合液回收成高浓度）和脂肪酸二聚体（主要是妥尔油，脂肪酸，油酸）；挥发组分量少的场合：萃取巴里卡·油树脂，从脂肪乳液分离农药，化妆品、香料的脱臭，从硅油分离单体；$高收率的精制：二碳酯的精制，聚乙二醇的精制，萜二醇的精制；含各种挥发组分原料的分离：从含甘油三酸酯的酯化制造甘油=酸酯乳化剂，各种链式脂肪酸的分离，环氧树脂的蒸馏，异氰化物的蒸馏；硅油的回收；&原油的高沸点成分的分离；’鱼肝油分子蒸馏；(可塑剂蒸馏。
而国内对分子蒸馏的研究起步较晚：广东省化工研究所进行了分子蒸馏提纯单硬脂酸甘油酯的研究；华南理工大学化学工程研究所进行了分子蒸馏脱除烷基多苷高碳醇和聚氨酯涂料预聚物脱除二异氰酸酯单体的实验研究。
2添加物精馏在化工生产中,生产原料、中间产品和最终产品都需要采用适当的分离方法而达到一定的纯度,而精馏方法是最常用和最有效的分离方法之一。
然而当被分离物系组分间的相对挥发度接近于l 或等于1 时,采用普通精馏方法分离这样的物系,在经济上是不合理的,在技术上也是不可能的。
因此需采用某些特殊精馏方法,如萃取精馏或共沸精馏的方法来实现分离的目的。
当被分离物系组分的沸点温度很接近或能够形成共沸物时,采用普通精馏方法进行分离往往不能够或比较困难。
这时除可采用萃取精馏方法外,还可考虑应用共沸精馏的方法。
萃取精馏是通过向精馏系统中加入适当的高沸点萃取剂来显著增大相对挥发度很小或者易形成共沸物的混合物组分之间的相对挥发度,使分离易于进行,从而获得高纯产品的一种特殊精馏技术。
而共沸精馏过程可应用于两种情况:一种是向被分离系统中加入某一组分(称为夹带剂或携带剂) 与被分离物系中一个或几个组分形成共沸物,作为釜液或馏出液排出(大多数情况下作为馏出液) ,从而使原来不易分离的物系能够获得较完全的分离,或者改变原物系中各组分的分离顺序;另一种情况是加入夹带剂去破坏原物料组分间可能的共沸物,这种情况和萃取精馏相似,它们的区别是在共沸精馏过程中夹带剂出现于塔顶的馏出液中,而在萃取精馏中萃取剂一般出现在塔底的产品中。
由于添加物精馏(共沸精馏和萃取精馏) 的优点突出,特别适用于化工、制药以及石化深加工等行业中普通精馏无法完成的共沸物和沸点差极小物系的分离,因此添加物精馏近年来已成为非常活跃的研究和开发领域[3 ] 。
但是,添加物精馏带来的最大缺点是溶剂比大,从而使提高生产能力遇到困难,而且过程能耗大。
为了解决这一弊端,对添加物精馏过程的研究一般是从添加物精馏流程安排、添加物精馏塔的塔板结构和分离剂或溶剂的选择出发,对添加物精馏分离过程不断发展和完善。
一般来说,添加物精馏流程和塔板结构的改进是有限的,选择好的萃取剂或对萃取剂进行改进和优化是提高添加物精馏塔生产能力和降低能耗的最有效途径[4 ] 。
例如:对于分离有机物和水的混合物(醇水[5 ] 、二甲基甲酰胺与水[6 ]等) 来说,采用加盐萃取精馏是一种很好的方法。
因此,当前的研究热点是如何选择合适的萃取剂,选择溶剂的一般方法是先采用性质约束法(试验法、经验筛选法和活度系数法) 划定分离混合物系所需溶剂的大致范围,对于一个被分离物系,通过这种方法往往可以得到多个适用的溶剂,然后应用计算机优化方法(计算机辅助分子设计方法、人工神经网络方法) 寻求最佳溶剂已成为研究的方向[7 ] 。
2 耦合精馏2. 1 反应(催化) 精馏[8～15 ]反应精馏是将化学反应与精馏分离结合在同一设备中进行的一种耦合过程。
按照反应中是否使用催化剂可将反应精馏分为催化反应精馏过程和无催化剂的反应精馏过程,催化反应精馏过程按所用催化剂的相态又可分为均相催化反应精馏和非均相催化精馏过程,非均相催化精馏过程即为通常所讲的催化精馏。
反应精馏技术与传统的反应和精馏技术相比,具有如下优点:a . 反应和精馏过程在同一个设备内完成,投资少,操作费用低,节能;b. 反应和精馏同时进行,不仅改进了精馏性能,而且借助精馏的分离作用,提高了反应转化率和选择性;c. 通过及时移走反应产物,能克服可逆反应的化学平衡转化率的限制,或提高串联或平行反应的选择性;d. 温度易于控制,避免出现“热点”问题;e . 缩短反应时间,提高生产能力。
反应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,现已广泛应用于酯化、异构化、烷基化、叠合过程、烯烃选择性加氢、氧化脱氢、C1 化学和其他反应过程。
但是反应精馏过程的应用是有其局限性的,它只适用于化学反应和精馏过程可在同样温度和压力范围内进行的工艺过程。
此外,在反应和精馏相互耦合过程中,还有许多的问题,如精细化工生产的间歇反应精馏非稳态特性、反应和精馏过程的最佳匹配、固体催化剂失活引起的操作困难、开发通用的反应精馏过程模拟软件和设计方法等方面,都有待进一步研究。
因此,当前对反应精馏的研究主要集中在催化剂的选择、催化剂的装填形式、反应精馏塔内的反应动力学、热力学和流体力学的研究、反应精馏的工艺优化以及如何找出反应精馏过程中的气液平衡关系,以指导工业化生产。
2. 2 吸附精馏吸附是具有分离因数高、产品纯度高和能耗低等优点的分离过程。
吸附过程适用于恒沸或同分异构等这些相对挥发度小、用普通蒸馏无法分离或不经济的物系的分离。
但是吸附过程也有吸附剂用量大、多为间歇操作难于实现操作连续化及产品收率低的缺点。
因此,如能开发由吸附和蒸馏组成的复合过程、将使各自的不足和不利条件互相抵消。
据此周明等[16 ,17 ]开发了一种被称作吸附蒸馏的新分离过程。
该过程使吸附与蒸馏操作在同一吸附蒸馏塔中进行,既提高了分离因数,又使蒸馏与脱附操作在同一蒸馏脱附塔中进行,强化了脱附作用。
因此,吸附蒸馏过程具有分离因数高、操作连续、能耗低和生产能力大的优点,它适于恒沸物系和沸点相近系的分离及需要高纯产品的情况。
目前学者们对吸附蒸馏在无水乙醇的制备[18 ] 、丙烷和丙烯的分离[19 ]方面进行了研究,得出其能耗比常规蒸馏低得多的结论。
2. 3 膜蒸馏膜蒸馏是将膜与蒸馏过程相结合的分离方法。
膜蒸馏就是用疏水性微孔膜将两种不同温度的溶液分开,较高温度侧溶液中易挥发的物质呈气态透过膜进入另一侧并冷凝的分离过程[20 ] 。
膜蒸馏与传统蒸馏相比,它不需复杂的蒸馏系统,且能得到更纯净的馏出液;与一般的蒸发过程比,它的单位体积的蒸发面积大,与反渗透比较,它对设备的要求低且过程中溶液浓度变化的影响小。
另外,膜蒸馏过程能在常压和较低温度下操作,能利用工业余热、地热及太阳能等廉价能源,因而膜蒸馏被认为是一种节能高效的分离技术,为缓解能源的紧张提供了简单有效的技术方法[21 ] 。
迄今,膜蒸馏技术已广泛应用于海水淡化[22 ,23 ] 、青霉素水溶液的浓缩[24 ] 、稀土氯化物溶液中回收盐酸[25 ] 、含水苯酚的回收[26 ]以及维生素溶液的浓缩[27 ]等方面。
自从60 年代中期Findley M F[28 ]提出膜蒸馏技术以来,人们对膜蒸馏技术进行了深入的研究,主要集中于工艺过程及其影响因素(截留率、水通量和热利用率) 、过程机理和过程应用等3 个方面[29 ,30 ] 。
尽管人们对膜蒸馏技术的研究已经有了很大进展,但是膜蒸馏存在热阻大、单程热效低、膜污染和传质机理还不清楚等一系列问题,而且存在膜的性能仍然有待进一步提高,膜的成本需逐步降低;元件相组件的若干细微之处需要改进,达到方便、可靠的要求;膜蒸馏装置长期运行考察尚不足等问题[23 ,31 ,32 ] 。
因此,当前的研究方向是[33～36 ] :研制分离性能好、价格低廉的膜,完善机理模型,提高热量利用率,开展新的应用研究,将膜蒸馏过程与其他分离过程相结合,设计出新的具有更好分离性能、操作更简便、能耗更小和更易产业化的膜蒸馏过程。
3 热敏物料精馏在工业生产和日常生活中遇到的许多有机物单体和中间体、精细化工产品、医药及香料等,都具有热敏性。
热敏物系本身的热不稳定性给分离提纯带来了很大的困难,如果采用精馏方法分离这种物料时,一般是从以下两方面着手解决这个问题[37 ] :采用真空精馏技术来达到降低塔釜温度,从而防止热敏性物质因过热而分解或聚合;减少热敏物料在受热区的停留时间。