化工热敏性产品连续精馏技术的现状和发展趋势

化工热敏性产品连续精馏技术的现状和

发展趋势

【摘要】：随着我国社会经济的发展，我国化学工程的水平也逐渐提高，精馏过程为重点内容。由于在化学分离中使用精馏技术具有一定的优势，所以备受人们的重视。精馏分离技术具有独特的特点，被广泛应用到多个领域中，对于科技、社会的发展尤为重要。以此，本文就对化工产品连续精馏技术的应用进行分析。

【关键词】：化工；热敏性产品；连续精馏技术

精馏技术在食品、医学、环保等领域中使用，涉及的范围比较广。精馏技术指的是利用加热生成的气体通过混合物的挥发度差别，实现多次汽化冷凝分离，使用精馏分离技术得出的产物比较纯[1]。

1精馏技术分析

精馏过程热力学基础为组分之间的挥发度差异（a>1），根据操作过程划分为连续精馏、间歇精馏；根据操作方式划分为萃取精馏、横沸精馏、常减压精馏等。常减压精馏为普通精馏方法，萃取精馏和横沸精馏的原理都是在分离混合液中添加物使组分挥发度得到提高，通过精馏方法实现分离。目前，人们对化学反应与精馏过程的结合研究越来越重视，此种具备化学反应的精馏过程指的是反应精馏。根据反应中是否存在催化剂，使反应精馏划分成为无催化和催化反应精馏的过程，催化反应精馏过程根据催化剂组态划分为非均相催化精馏和相催化反应精馏。通过此种非均相催化的精馏过程，能够避免在反应精馏中出现污染、催化回收困难等问题[2]。

2连续精馏系统的设计

连续精馏系统的沸点比较高，容易被蒸发目标组分热量分解。简单来说，具

备高凝固点的物质在整流过程中会出现管路堵塞和设备故障，也就是利用连续精

馏实现设计。在设计连续精馏系统的过程中，要充分考虑热敏性物质容易被热分

解的特点，缩短物料受热时间，在设计过程中使用降膜蒸发器实现加热。为了降

低物料在蒸馏过程中的损失，实现真空补给器和冷凝器的设置。针对凝固点比较

高的热敏性产品，将冷凝器安装到精馏塔塔顶，使用内部回流设计，循环使用40℃的温水循环。通过各管路设计添加低压蒸汽伴热，避免物料在蒸馏过程中凝固。

在设计填料塔的过程中要以分离物料决定，一般可以使用金属丝网波纹填料，通

过良好的表面润湿性使物料分离效率得到提高[3]。

3精馏技术的方法

3.1根据操作方法分类

分析精馏分离技术操作：其一，间歇精馏。在精馏过程中，在塔釜中添加原料，精馏中的塔釜液体出现化学改变，减少气态和液态的易挥发组分。在塔底易

挥发组分的含量到某个规定值以下的精馏就会停止，此时在塔顶得出沸腾气体，

在塔底得到高分离度残留液。这个就是间接精馏的过程中，并且使用广泛。其二，连续精馏。通过精馏塔加料处添加原料液，然后降低到塔顶，另外一部分进入到

再沸器中。气体在被汽化之后通过再沸器进行加热，通过塔底进入到中馏塔中，

之后到塔顶之后冷凝。冷凝液一部分就会转变成为液体返回到塔中，原料只需要

在容器中添加，就能够生产高流出液的产品，塔底固态产品的含量高，能够应用

到大规模生产中[4]。

3.2根据分类混合物特点分类

3.2.1共沸精馏

共沸精馏指的是对共沸溶液添加共沸剂，如果此组分能够和原本溶液的一个

或者通过多个组分创建共沸物，此种全新的共沸物挥发度比原本各组分挥发度得

到提高，并且新共沸物的组分含量与原液料组分不同，能够利用普通的精馏方法

分析。共沸精馏能够连续操作和间歇操作，针对指定二元混合物使用间歇精馏分

离的时候，研究人员使用间歇共沸精馏的方式制作无水乙醇，通过实验结果表示，

共沸剂使用环乙烷，实际与理论的添加量比为 1.23:1，共沸精馏时间为135min，制作的无水乙醇浓度为99.88%。

3.2.2萃取精馏

萃取精馏指的是对料取添加溶剂，利用此组分萃取作用使原本组分之间的挥

发度进行癌变，使分离更加的方便。在制药、化工和精细加工中使用。萃取精馏

在工业中使用都是通过连续操作的方式存在的，但是在石化产品加工和制药行业

发展的过程中，增加了小批量共沸物的分离任务。

3.3.3熔盐精馏

根据气液平衡盐效应，熔盐精馏应用到含水共沸体系分析中。在塔顶回流过

程中实现盐的溶解，以回流液进入塔内，通过盐效作用消除两组的共沸点。利用

塔顶能够得出纯轻组分的产品，利用塔釜使盐水溶液流出，通过蒸发器蒸发水，

从而循环使用。将盐融入溶剂构成萃取分离机的精馏方法，通过盐析作用使溶剂

效果得到改进，被广泛应用到工业中[5]。

3.3.4反应精馏

反应精馏指的是利用反应选择性第三组分，使精馏分离和化学反应在同个设

备中结合，从而实现耦合，分离混合物。根据反应中是否会使用催化剂划分成为

无催化和催化反应的精馏，反应精馏在多种类型反应中使用，比如可逆反应、连

串反应，一般在转化率受到化学平衡限制反应体系中使用。比如，将浓硫酸作为

催化剂实现甲醇醋酸反应制备醋酸甲酯试验。通过实验结果表示，醋酸和催化剂

质量比为1.07:100的时候，塔顶醋酸甲醇质量分数为99.5%，醋酸转化率超过99.85%。

3.4催化剂

催化精馏催化剂包括非均相和均相催化剂，在非均相催化的过程中，催化剂

在精馏塔中分布，能够促进组分之间化学反应，还能够实现填料。所以，催化离

子应用到精馏塔中的装填方式会影响到催化精馏效果，决定塔的内部结构。

非均相催化中的反应速率在催化剂表面积增加过程中不断的增加，所以要求

催化剂颗粒于晓越好。但是催化剂不能够太细，因为会提高床层的阻力，降低塔

处理能力。催化剂装填方式比较多，一种就是使催化剂在精馏塔塔板化中散堆，

使用几个分馏塔盘分开催化剂床层，蒸汽通过塔盘上升使用催化剂，液体通过塔

盘下降，利用催化剂床层导致催化剂流失；另外一种就是使催化剂放置到多孔介质，从而构成催化剂构件。使用的多孔介质反应为惰性的，操作条件比较稳定。

另外，多孔介质孔径大小要保证不会漏出催化剂颗粒。使用的多孔介质包括玻璃

纤维、棉花、尼龙丝和聚酯。总而言之，装填方式改进的主要目的就是装卸方便、将低压降，使催化剂效率得到提高[6]。

4结束语

连续精馏技术应用到热敏性产品设计中，能够使产品分离纯度和效果得到提高，利用技术优化与节能技术节约能源，使环境污染可能性得到降低，促进化工

行业的可持续发展。未来，利用高科技化工技术的使用和发展，出现更多新技术

添加到化工产品生产过程中，以不同生产技术提出了针对性的工艺优化，和智能

化技术结合使用，对化工产品生产过程进行改善，实现企业最佳的利润目标。

参考文献

[1]王岩. 化工节能技术现状及发展趋势[J]. 石油石化物资采购, 2022(6).

[2]刘龙, 吴芳丽, 韩宾. 煤化工技术现状及发展趋势[J]. 化工管理,

2021(33):2.

[3]曹慧娟, 李智达. 石油化工污水处理技术的现状与发展趋势[J]. 中文科

技期刊数据库(文摘版)工程技术, 2020.

[4]张建军, 李帅旗, 陈永珍,等. 蒸汽再压缩技术研究现状与发展趋势[J]. 新能源进展, 2020, 8(3):9.

[5]郝艺民, 付彦丽, 马玉宁,等. 采油技术现状及发展趋势分析[J]. 工程

技术与发展, 2020.