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技术文章--萍乡科隆为您介绍规整填料蒸馏塔的节能操作
发布时间：
2024-07-26
由于规整填料精馏塔阻力小，对于热泵精馏、多效蒸馏等节能操作非常有利。
现分析如下： 1. 热泵蒸馏
热泵是将低品位的蒸气压缩到较高品位，使其能在过程中再利用。热泵蒸馏是将塔顶蒸气压缩后再作为塔底再沸器的热源。这样回收了塔顶低压蒸气潜在的热能，起到显著节能效 果。常规蒸馏塔塔底再沸器要输入大量的加热蒸气，而塔顶冷凝器的冷却水带走大量热能，故常规蒸馏热效率很低。热泵蒸馏装置塔顶蒸气的热能被继续利用，系统只需补充少量的能量。
热泵蒸馏可分为直接蒸气压缩和间接蒸气压缩两种，如图8-13所示，a 为直接蒸气压缩， 塔顶物料蒸气经压缩后直接送入本塔塔釜作为热源。此法节能效果显著,但对热泵的密封性能要求较高，以防被分离物系受污染。b 为间接蒸气压缩，它采用中间循环介质，不会污染物 系，但降低节能效果，且增加一个塔顶冷凝器。
热泵蒸馏最适宜于难分离物系，这类物系在常规蒸馏时，由于回流比大能耗很高。采用 热泵蒸馏再选用高效低压降填料塔，其塔顶与塔底的温差不大，塔顶蒸气稍加压缩即可用于 塔釜热源，往往可节能80%以上。例如异丁醛(IBAD) 与正丁醛(NBAD) 的分离(11),常规蒸馏 耗能9600kW, 板式塔热泵蒸馏耗能1560kW, 规整填料塔热泵蒸馏耗能仅920kW。
2. 多效蒸馏
图8-14为多效蒸馏的简单流程，其原理与多效蒸发相似，即将前级塔塔顶蒸气作为下级 塔塔釜的加热蒸气。各塔操作于不同压力(对于同一物系)或不同温度(对于不同物系),只有 第一效需要外部加热，末效需要塔顶冷凝。多效蒸馏的关键是选择适宜的各塔操作压力或不 同物料蒸馏塔的匹配。它一般受到第一效加热蒸气压力和末效冷却介质温度的限制、通常采用双效蒸馏。
低温空气分离的主精馏塔是典型的双效蒸馏，下塔操作压力为600kPa 左右，上塔接近常压。两塔连接部分的冷凝蒸发器，将下塔顶部的氮气冷凝，同时将上塔的液氧蒸发。传统的空分精馏塔采用筛板塔，上塔的理论级数一般是下塔的两倍以上，有50～90个理论级，且操作压力低。上塔采用高效低压降的规整填料，可使装置节能8%左右[2]。空分装置的原料空气是取之不尽的，产品成本多半取决于能耗，所以节能8%是很可观的。
图8-15为采用规整填料塔实现双效蒸馏的实例。该流程主要用于环己酮和环己醇的分 离。流程中第一塔主要在塔顶脱除原料中较轻杂质，第二塔将环已酮与环已醇分离。图8-15a 为板式塔情况，两塔总能耗为23.2MW, 图8-15b 为采用规整填料后的情况，第一塔分离效 率提高，回流比减少，能耗降低，重组分收率提高，塔顶温度降低。第二塔全塔压降降低，塔 釜温度减小，分离效率提高，使塔顶温度降低。有可能利用第一塔塔顶物料蒸气作为第二塔 塔釜热源，从而两塔总能耗只需5.2MW 。与板式塔情况相比节能达78%。
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