精馏节能技术 (1)
合集下载
相关主题
- 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)。
精馏节能技术
1 精馏过程节能原理
从能量的本质看, 精馏过程是将物理有效能转
化为扩散有效能, 同时伴随物理有效能的降价
损失。精馏过程有效能损失是由下列过程的不
可逆性引起的。一是流体流动的压降; 二是相
浓度不平衡物流间的传质或不同浓度物流间的
混合; 三是不同温度物流间的传热或不同温度
物流间的混合。
2 精馏节能的措施
济效益。
(4) 多效精馏
多效精馏原理类似于多效蒸发，即利用若干压力不同
的精馏塔，按压力高低顺序给与组合，使相邻两塔之
间将高压塔顶的蒸汽作为低压塔底的再沸器的预热介 质。从而使该分离系统能耗下降。
双效精馏需要由两座塔，并且有不同的操作压力，低
压塔的再沸器与高压塔的冷凝器耦合成一台换热器，
以高压塔顶蒸汽去加热蒸发低压塔塔底的物料。
馏段中的回流量自上而下逐步增加，提馏段中
上升蒸汽量则自下而上逐步增加。对于沸点相
近混合物精馏，所需的低温冷却剂显著降低。
3 其他节能措施
（1）选择最佳进料状态，以降低再沸器负荷 （2）选择正确的进料板位置，以避有时把单塔分为双塔， 各处理一半，对于节约能耗有利
多效精馏虽然可以节省大量能耗，但需增加设备投资， 且因两塔之间的热偶合，要求更高级的控制系统。
(5) 热泵精馏
将温度较低的塔顶蒸汽经压缩后作为塔底再沸器的热源，
称为热泵精馏。
三种典型的热泵精馏流程：使用另外的工作流体，塔顶 蒸汽再压缩，再沸器液体闪蒸。
热泵精馏是消耗一定量的机械功来提高低温蒸汽的能位
分离过程所需最小功是由原料和产物的组成、 温度和压力所决定的。要提高热力学效率只能 采取措施降低过程的净功消耗，使过程尽量接 近可逆过程。 精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起： （1） 通过一定压力梯度的动量传递； （2） 通过一定温度梯度的热量传递或不同温度 物流的直接混合； （3） 通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化 学位物流的直接混合。
用于加热料液的低温热源时，应尽量采用较低的q值，即以
汽相或汽液混合物进料为宜；当 D/F较小时，尽量采用较高 的q值，即以液相进料为宜；
低温精馏时，无论D/F多大，均采用较高的q值，即以液体进
料为宜； 中等温度精馏（塔釜温度高于大气温度，塔顶温度低于大气 温度），应进行全面经济评价，确定最佳的进料热状态。
适宜回流比：R=(1.2~1.3)Rm
总费用仅增加2%~6%，操作弹性却增大许多
(2) 最佳进料热状态
q
L' L IV I F F IV I L
加料热状态的不同，影响最小回流比、达到规定分离要求所
需的理论板数以及再沸器和冷凝器的热负荷。 高温精馏时（塔顶釜温度高于环境温度） ，当D/F较大又适
（4）避免将高中压蒸汽经节流减压后作为加热蒸 汽，应将高中压蒸汽首先用于透平，然后以其乏 汽加热精馏塔。
而加以利用的。因此消耗单位机械能能回收的热量是一 项重要经济指标，称为性能系数，常记为C.O.P.。 显然，对于沸点差小的混合物分离的精馏塔应用热泵精 馏效果会更好。
(6) SRV精馏
具有附加回流和蒸发的精馏简称，由综合中间 再沸、中间冷凝和热泵精馏技术发展而成 SRV精馏中附有多级中间回流和蒸出，使得精
(3) 中间冷凝器和中间再沸器
如能在塔中部设置中间冷凝器，就可以采用较高温度
的冷却剂。
如在塔中部设置中间再沸器，对于高温塔，可应用较 低温位的加热剂。
对于精馏，使操作线向平衡线靠拢，提高塔内分离过
程的可逆程度。 在生产过程中必须要由适当温位的加热剂或（和）冷 却剂与其相配，并需有足够大的热负荷值得利用，再 加上塔顶和塔底的温度差要相当大，如此才会取得经
(1) 最适宜回流比
一方面，直接影响再沸器和冷凝器的热负荷，决定了精
馏分离的净功效，因此，大体上确定了操作费用。 另一方面，还与塔设备的投资密切相关： 设备费下降；
在Rm附近， R↑，达到规定分离要求所需的塔板数明显减少， 在较高R处， R↑，塔径、再沸器和冷凝器传热面积增大， 设备费增大；
1 精馏过程节能原理
从能量的本质看, 精馏过程是将物理有效能转
化为扩散有效能, 同时伴随物理有效能的降价
损失。精馏过程有效能损失是由下列过程的不
可逆性引起的。一是流体流动的压降; 二是相
浓度不平衡物流间的传质或不同浓度物流间的
混合; 三是不同温度物流间的传热或不同温度
物流间的混合。
2 精馏节能的措施
济效益。
(4) 多效精馏
多效精馏原理类似于多效蒸发，即利用若干压力不同
的精馏塔，按压力高低顺序给与组合，使相邻两塔之
间将高压塔顶的蒸汽作为低压塔底的再沸器的预热介 质。从而使该分离系统能耗下降。
双效精馏需要由两座塔，并且有不同的操作压力，低
压塔的再沸器与高压塔的冷凝器耦合成一台换热器，
以高压塔顶蒸汽去加热蒸发低压塔塔底的物料。
馏段中的回流量自上而下逐步增加，提馏段中
上升蒸汽量则自下而上逐步增加。对于沸点相
近混合物精馏，所需的低温冷却剂显著降低。
3 其他节能措施
（1）选择最佳进料状态，以降低再沸器负荷 （2）选择正确的进料板位置，以避有时把单塔分为双塔， 各处理一半，对于节约能耗有利
多效精馏虽然可以节省大量能耗，但需增加设备投资， 且因两塔之间的热偶合，要求更高级的控制系统。
(5) 热泵精馏
将温度较低的塔顶蒸汽经压缩后作为塔底再沸器的热源，
称为热泵精馏。
三种典型的热泵精馏流程：使用另外的工作流体，塔顶 蒸汽再压缩，再沸器液体闪蒸。
热泵精馏是消耗一定量的机械功来提高低温蒸汽的能位
分离过程所需最小功是由原料和产物的组成、 温度和压力所决定的。要提高热力学效率只能 采取措施降低过程的净功消耗，使过程尽量接 近可逆过程。 精馏过程热力学不可逆性主要由以下原因引起： （1） 通过一定压力梯度的动量传递； （2） 通过一定温度梯度的热量传递或不同温度 物流的直接混合； （3） 通过一定浓度梯度的质量传递或者不同化 学位物流的直接混合。
用于加热料液的低温热源时，应尽量采用较低的q值，即以
汽相或汽液混合物进料为宜；当 D/F较小时，尽量采用较高 的q值，即以液相进料为宜；
低温精馏时，无论D/F多大，均采用较高的q值，即以液体进
料为宜； 中等温度精馏（塔釜温度高于大气温度，塔顶温度低于大气 温度），应进行全面经济评价，确定最佳的进料热状态。
适宜回流比：R=(1.2~1.3)Rm
总费用仅增加2%~6%，操作弹性却增大许多
(2) 最佳进料热状态
q
L' L IV I F F IV I L
加料热状态的不同，影响最小回流比、达到规定分离要求所
需的理论板数以及再沸器和冷凝器的热负荷。 高温精馏时（塔顶釜温度高于环境温度） ，当D/F较大又适
（4）避免将高中压蒸汽经节流减压后作为加热蒸 汽，应将高中压蒸汽首先用于透平，然后以其乏 汽加热精馏塔。
而加以利用的。因此消耗单位机械能能回收的热量是一 项重要经济指标，称为性能系数，常记为C.O.P.。 显然，对于沸点差小的混合物分离的精馏塔应用热泵精 馏效果会更好。
(6) SRV精馏
具有附加回流和蒸发的精馏简称，由综合中间 再沸、中间冷凝和热泵精馏技术发展而成 SRV精馏中附有多级中间回流和蒸出，使得精
(3) 中间冷凝器和中间再沸器
如能在塔中部设置中间冷凝器，就可以采用较高温度
的冷却剂。
如在塔中部设置中间再沸器，对于高温塔，可应用较 低温位的加热剂。
对于精馏，使操作线向平衡线靠拢，提高塔内分离过
程的可逆程度。 在生产过程中必须要由适当温位的加热剂或（和）冷 却剂与其相配，并需有足够大的热负荷值得利用，再 加上塔顶和塔底的温度差要相当大，如此才会取得经
(1) 最适宜回流比
一方面，直接影响再沸器和冷凝器的热负荷，决定了精
馏分离的净功效，因此，大体上确定了操作费用。 另一方面，还与塔设备的投资密切相关： 设备费下降；
在Rm附近， R↑，达到规定分离要求所需的塔板数明显减少， 在较高R处， R↑，塔径、再沸器和冷凝器传热面积增大， 设备费增大；