基于某高效复合塔板地大规模蒸馏过程强化关键新技术及工业化指导应用
蒸馏技术的强化与节能
２ 蒸 馏技 术 的强化 与 节能
随着石油化工 、化学工业 、环境化工等领域的不断发展与兴起 ，使 得蒸流分离过程的大处理量 、连续化操作优势得以充分发挥 。但蒸馏是 高能耗的分离过程 ，在大型工业化生产过程 中无法避免的遇到产品高纯 度与高能耗的矛盾 ，蒸馏技术 的强化与节能显得尤其重要 。 ２１ 蒸馏技术的强化 ． 化工强化强调在生产能力不变的情况下 ，在生产和加工过程 中运用 新技术和设备 ，极大地减小设备体积或者极大地提高设备 的生产能力 ， 显著提高能量效应 ，大大减少废物排放。强化蒸馏和传质过程 的主要途 径有如下几方面： １ 通过改 进设备 结构 ，利用高效 塔板 、规整填 料 、和散装填料 ） （ 如为改善两相流动和接触发展出的新型规整填料和喷射式并流填料塔 板） 等新型塔内件 。 ２ ）引入质量分离剂 （ 包括催化 剂、反应组分 、吸附剂、有机活性 组分、无机电解质等 ） 的各种耦合蒸馏技术。 ３ 通 过活化 剂强化精馏技 术 ，活化剂的种类 大致有以下几种 ： ） 芳
１ 蒸流 过 程的 基本原 理
蒸流过程是利用混合物 中各组分的挥发度不 同而进行 分离的。一般 在蒸馏塔内进行气液相的接触分离过程 ，蒸馏塔 内装有提供气液两相逐 级接触的塔板 ，或连续接触 的填料 。挥发度较高 的物质在气相 中的浓度 高于液相中的浓度 ，借助于多次 的部分汽化及部分冷凝 ，达到轻重组分 的分离。 待分离 的原料经过预热达到一定温度后进入塔的中部 。由于重力 ， 液体 在塔 内 自上而下流 动，由于压力差 ，气相则 自下而上 流动 ，气液 两相在塔板或填料上接触 。液体到达塔釜后 ，一部分被引出成为塔釜产 品，另一部分经再沸器加热汽化后返回塔中作为气相回流。蒸汽到达塔 顶后被冷凝 ， 一部分冷凝液作为塔顶产品引出，另一部分作为液相回流 返 回塔中。由于挥发度不同 ， 液相 中的轻组分转入气相 ，而气相 中的重 组分则进入液相 ，在两相 中发生物质的传递 。结果是塔 顶得到轻组分 ， 塔釜得到重组分，使轻 、 重组分得以分离。
大型化高效立体复合塔板及其配件的研制与工业应用-大连-简-r
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downcomer
Seal pan
1.1 关键技术与效果
④ 帽罩间设置高效规整填
料，传质由毫米尺度细化 到纳微尺度，界面更新速 率增加百倍，效率和弹性 提高。
⑤ 填料上部除沫、下 部脱气，降液管和塔 板的通量同时提高。
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2.4 典型工业应用
2011年菏泽玉皇化工MTBE共沸塔运行对比图 7 6 5 4 3 2 1 0 产量比 塔板数 板间距 回流比 能耗比 改造前 改造后
塔板
处理能 力 万t/a 塔板数 板间距 mm 回流量 t/h 改造前 条形浮 阀塔板 1.5 60层 改造后 NS穿流复合 塔板 4.5 28层
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1.1 关键技术与效果
⑥ 通过帽罩和填料内部分 区，减少返混，板上液体螺 旋式流动，液体传质时间增 加百倍，效率与弹性提高。
传统错流塔板
本项目NS复合并流塔板
⑦ 帽罩间倒梯形结构为填 料提供了支撑，罩体又作为 加强筋板，增强塔板强度， 实现结构耦合。
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NS高效穿流复合塔板 开孔率大于50%，双层穿流板复合 100-200mm 5.6 0.5（80%效率点） 90%以上 小于1000Pa（喷淋密度 23m3/m2h） 11.2 用于旧塔改造/新建装置 仅更换塔板 提高2倍以上 降低20-30% 节能50%以上 大幅降低投资
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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。
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。
新型精馏技术介绍
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。
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。
化工基础论文《精馏技术的发展及应用》
精馏技术的发展及应用XX系XX班XX 学号：XX摘要：精馏是利用混合物中各组分挥发度的差异进行分离的操作单元。
它被广泛地应用于工业生产中,并且在所有的分离方法中长期占据着主导地位。
在化学工程中,最典型和最重要的多级分离过程是精馏过程,各种节能的、特殊的精馏分离流程得到快速的发展。
本文将对精馏技术的原理、发展、应用及前景做出讨论,并浅谈几种新型的精馏工艺,旨在使精馏技术得到更广泛的发展和应用。
关键词：精馏技术,多级分离过程,优化控制Abstract：Distillation is the use of the difference in the volatile components of the mixture were separated in the operation unit,it is widely used in industrial production,and all the long-term separation dominates.In chemical engineering, the most typical and most important multi-stage separation process is distillation process, a variety of energy-saving, special distillation separation processes are rapid development.This article will distillation technology principle, the development, application and prospects to make discussions and on several new distillation process,distillation technology has been designed to enable the development and wider application. Keywords:distillation, multi-stage separation process, optimal control一、精馏的概念与基本原理1、精馏的概念及发展精馏过程是分离液体混合物的一种方法,在石油炼制、石油化工及化学工业中占有重要的地位,一般在化工厂的基建投资中通常占有50一90%的比重。
精馏过程的节能降耗
炼油、石化生产过程量存在的分离、换热和反应工序,节能潜力巨大。
能源是社会发展和进步的重要物质基础。
我国的能源储量以与一次能源的开发和消费量居世界前列,而能源的总利用率则远低于欧美和日本。
化学工业是个耗能大户,能耗量约占全国能源总消费的9%-10%,占工业用能的13%-15%,因此,化工节能对缓解我国能源的供需矛盾影响很大。
在当前世界性的能源危机面前,化学工业必须首先关注节能降耗和节能新技术的研究应用。
本文就我国化学工业中最普通也是能耗较多的分离过程这一领域中的一些节能现状作一粗略介绍。
一精馏过程的节能降耗精馏技术是化工领域中最为成熟，应用最为广泛且必不可少的单元操作，同时也是工业过程中能耗和设备投资高的设备，在炼油、石化等行业中，其能耗占全过程总能耗的一半以上。
因此对精馏过程节能技术的研究具有极其重要的意义。
国外已开发并应用了一些节能型耦合精馏塔，如反应精馏塔（Reactive Distillation Column）、热耦合精馏塔（Petlyuk Column）、隔板精馏塔（Dividi Wall Column，简称DWC）等。
精馏过程的节能主要有以下几种基本方式:提高塔的分离效率,降低能耗和提高产品回收率;采用多效精馏技术;采用热泵技术等。
1.1板式塔1.1.1高效导向筛板高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点,目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等。
1.1.2板填复合塔板板填复合塔板充分利用板式塔中塔板间距的空隙,设置高效填料,以降低雾沫夹带,提高气体在塔的流速和塔的生产能力。
同时气液在高效填料表面再次传质,进一步提高了塔板效率。
由于负荷下限未变而上限大幅度提高,因此塔的操作弹性也大为提高。
板填复合塔板已在石化、化工中的甲苯、氯乙烯等多种物系中得到成功应用。
1.1.3复杂精馏塔传统的精馏塔与其精馏序列已不适应当前过程集成、设备集成的发展趋势。
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2018年国家技术发明奖提名公示容
主要知识产权证明目录
完成人合作关系说明
1. 2003年6月–2016年1月，田原宇、乔英云合作相继开展NS并流复合塔板、NS穿流复合塔板及高效抗堵塞脱过热段专用塔板、系列专用液体分布器、开孔率大于50%的低压降液体收集器等配套塔件的研发，同时通过将复合塔板与工艺结合，进行了基于清晰切割的节能型常减压深拔新技术、混合碳四反应精馏制仲丁醇、炼厂干气塔式悬浮床络合回收乙烯等系列高效节能降耗新反应分离工艺的研究和推广应用，佐证材料为专利、论文、专著、鉴定和获奖，见附件1.1.1、1.1.2、1.1.3、
2.1.1、2.1.3、2.1.5、2.1.11、2.1.15、2.1.16、2.2.1、2.2.2、2.2.6-2.2.8、2.
3.1、2.3.4、2.3.5、2.3.7-2.3.10。
2. 1995年6月–2016年1月，田原宇和艳升提出了多因素调控的塔板设计方法和原则，进行了NS高效提馏段专用塔板、NS并流复合塔板和NS穿流复合塔板的研发或推广应用，佐证材料为鉴定和论文，见附件2.1.5、2.
3.10。
3. 2006年9月–2016年12月，克昌、田原宇和乔英云共同完成973计划课题，开展NS 并流复合塔板和NS穿流复合塔板的研究和推广应用工作，并提出了"塔板和规整填料两体系高效耦合方法"、"纳微尺度气液表面更新传质模型"和"气液相界面传质调控强化方法"3个核心理论，佐证材料见论文、获奖和鉴定，见附件2.3.4、2.3.5、2.1.11、2.1.1、2.1.2。
4. 1996年3月--2016年1月，田原宇、梁治国合作相继开展NS高效提馏段专用塔板、高效抗堵塞脱过热段专用塔板、塔板入口液体可控分布的新型导向降液管、系列专用液体分布器、开孔率大于50%的低压降液体收集器等配套塔件，同时通过工艺设备一体化研发了基于清晰切割的节能型常减压深拔新技术，并进行了推广应用，佐证材料为论文、获奖和鉴定，见附件2.1.5、2.1.11、2.3.11。
5. 2007年6月–2016年1月，田原宇、乔英云、田斌合作相继开展NS并流复合塔板、NS穿流复合塔板及高效抗堵塞脱过热段专用塔板、系列专用液体分布器、开孔率大于50%的低压降液体收集器等配套塔件的研发，同时通过工艺设备一体化进行了基于清晰切割的节能型常减压深拔新技术的研发，佐证材料为专利、论文和获奖，见附件2.1.11、2.2.8、2.3.10。