精密精馏技术的现状及发展应用

精密精馏技术的现状及发展应用

摘　要：精馏是石油化工、炼油生产过程中的一个十分重要的环节，其目的是将混合物中各组分分离出来，达到规定的纯度。本文总结了精馏的各种方法及其在国内外的发展，并对其在实际生产中的应用做了一些介绍。

关键词：恒沸精馏；萃取精馏；催化精馏；抽提精馏；热泵精馏 [本文转自：lunwen.1kejian.com]

1、概述
　　混合物的分离是化工生产中的重要过程。蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。它是通过加热造成气、液两相物系，利用物系中各组分挥发度不同的特性以实现分离的目的。按蒸馏方式可将蒸馏分为简单蒸馏，平衡蒸馏、精馏和特殊精馏
　　2、恒沸精馏[本文转自：lunwen.1kejian.com]
　　恒沸精馏的基本原理是是在分离的混合液中加入第三组分，以提高组分间的相对挥发度，从而用精馏的方法将它们分离。恒沸精馏时，在被分离的二元混合液中加入第三组分，该组分能与原溶液中的一个或者两个组分形成zui低恒沸物，从而形成了“恒沸物-纯组分”的精馏体系。恒沸物从塔顶蒸出，纯组分从塔底排出，其中所添加的第三组分称为恒沸剂或夹带剂。
　　决定恒沸精馏可行性和经济性的关键是恒沸剂的选择，恒沸剂量是影响恒沸精馏过程设计的重要参数。Laroche 等研究了以苯为挟带剂的乙醇-水分离过程，得到了改变挟带剂量时轻组分相对挥发度的变化规律。
　　今后对于恒沸精馏的研究方向也将与夹带剂剂量与产品质量之间的关系为重点，达到高产。传统的恒沸精馏法已形成规模化、机械化程度很高的*生产工艺，且产量大、质量好、生产稳定、技术成熟，其能耗低于萃取蒸馏法，成本更低。
　　3、萃取精馏[本文转自：lunwen.1kejian.com]
　　萃取精馏与恒沸精馏基本原理相同，只是根据第三组分在精馏过程中所起的作用来与恒沸精馏进行区分。
　　萃取精馏是通过向精馏系统中加入适当的质量分离剂(MSA)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，从而获得产品的一种特殊精馏技术。虽然萃取精馏一方面增加了被分离组分之间的相对挥发度，使分离能够得以进行，但是，另一方面带来的zui大缺点是溶剂比大，从而导致生产能力提高遇到困难，而且过程能耗大。为了解决这一弊端，对萃取精馏过程的研究一般是从“流”即萃取精馏流程安排、萃取精馏塔的塔板结构和“场”即分离剂或溶剂的选择出发，对萃取精馏分离过程不断发展和完善。
　　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寻求*溶剂已成为研究的方向。在萃取精馏工艺路线以及溶剂不便改动的情况下，采用新型的塔板内构件，是提高萃取精馏塔生产能力的有效策略。
　　4、催化精馏
　　1921年Bacchaus首先提出了反应精馏的概念，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。20世纪70年代中期，Eastman Kodak公司首先实现了酯化和萃取精馏相结合的均相反应精馏过程工业化，70年代后期扩展到非均相体系。由于世界对MTBE 需求量不断增加，从而使该技术受到了广泛关注。
　　催化精馏过程中伴有化学反应的过程，由于分离和反应的强烈交互作用，使得该过程的理论模拟和工程设计变得繁杂，过程的影响因素很多，对其研究比传统的反应和精馏要困难得多。虽然催化精馏技术很早就提出了，但到目前为止，仍未建立完整的理论体系。
　　5、抽提精馏
　　抽提精馏工艺是从加氢煤焦油中回收高纯度苯发展而来。由于煤焦油中芳烃含量很高，液-液抽提技术就不再适用，而极性溶剂却适用于此种情况。在抽提精馏技术中，决定的因素是溶剂改变混合物中烃类蒸汽压的能力，这种作用是由溶剂分子的极性结构所引起的，并导致溶液中所有烃类的蒸汽压降低，但程度不同。抽提精馏的原理就是首先将沸点相近的馏分脱除，然后与极性溶剂混合，提高沸点差，增大非芳烃的挥发度，并除去共沸混合物。
　　6、热泵精馏
　　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两种类型。
　　7、结束语
　　精馏技术发展至今天，其发展方向已经从常规精馏转向解决普通精馏过程无法分离的问题。本文就恒沸精馏、萃取精馏、催化精馏、抽提精馏、热泵精馏以及精密精馏做了简要的介绍，并对其过去的发展进行了阐述，也对其未来的发展方向展开了遐想。相信未来精馏技术的发展将会使化工行业更，更清洁。