【正文】 為平流、 順流和逆流三種。壓力和溫度較高塔的塔頂蒸汽向較低塔的塔釜再沸器供熱，同時(shí)自身也被冷凝，以此類(lèi)推，這樣就節(jié)省了低壓塔再沸器的能耗和高壓塔冷凝器的水耗。而在一些精餾段和提餾段負(fù)荷相差較大的情況下，可以選擇混合塔板來(lái)進(jìn)行組分分離，一般用在精餾前濃縮階段。 其他在精餾塔的設(shè)計(jì)方面還可以從進(jìn)料位置、混合塔板、混合塔板填料等方面加以改造。楊樂(lè)巍[11] 填料作為蒸氨精餾塔內(nèi)件，不但產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求，同時(shí)起到擴(kuò)產(chǎn)、節(jié)能、降耗的效果。朱夏霖[10]通過(guò)雪浪公司開(kāi)發(fā)的網(wǎng)孔波紋填料為塔內(nèi)件，應(yīng)用于生產(chǎn)中。 填料填料塔由于通量大、壓降小、效率高而廣泛應(yīng)用于精餾行業(yè)。宋啟祥等對(duì)塔板上不同區(qū)域的流動(dòng)狀態(tài)分析，經(jīng)過(guò)研究和應(yīng)用表明，具有導(dǎo)向推液作用的塔板可有效提高傳質(zhì)效率。趙丹等,對(duì)四溢流塔板上的流動(dòng)與傳質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行了傳質(zhì)模型計(jì)算，得出在塔板兩側(cè)弓形區(qū)加導(dǎo)流板有效改善弓形區(qū)的返混，%。 簡(jiǎn)單精餾流程采用熱集成技術(shù)比無(wú)熱集成的可節(jié)約操作費(fèi)用50％，可見(jiàn)塔系熱集成技術(shù)對(duì)于分離過(guò)程能耗的影響往往比單個(gè)塔的優(yōu)化更顯著，這是挖掘精餾系統(tǒng)節(jié)能潛力極大的一種措施，因而成為節(jié)能研究者的熱點(diǎn)對(duì)象。（4）應(yīng)把關(guān)鍵組分的相對(duì)揮發(fā)度最接近于1的組分放在最后。（2）若是精餾塔下方的溫度分布變化大，可在提餾段的某塔板問(wèn)處設(shè)置中間再沸器，減少主塔再沸器高品位熱量。 改進(jìn)精餾塔設(shè)備節(jié)能技術(shù)有些精餾塔的頂部與底部溫差較大，對(duì)于此類(lèi)精餾塔便可增加中間換熱器來(lái)事冷熱量達(dá)到均衡的狀態(tài)。通過(guò)對(duì)精餾過(guò)程的軟件模擬來(lái)進(jìn)行對(duì)其操作條件的研分析。在如今世界能源日益緊缺的背景下，精餾過(guò)程中的節(jié)能操作勢(shì)在必行。 優(yōu)化操作條件節(jié)能技術(shù)隨著化工技術(shù)的迅猛發(fā)展，化工技術(shù)的進(jìn)步在化工生產(chǎn)過(guò)程中，分離是在這一個(gè)過(guò)程中顯得尤為重要。完全熱耦合過(guò)程基于這一點(diǎn)考慮，避免了中間組分的返混效應(yīng)，減小進(jìn)料與進(jìn)料板上物流組成不同引起的混合問(wèn)題，達(dá)到節(jié)能效果。不可取的額外混合將會(huì)導(dǎo)致過(guò)量熵被移出，并且需要過(guò)量的能量來(lái)達(dá)到分離的要求。精餾分離的熱力學(xué)過(guò)程是通過(guò)再沸器提供熱量和冷凝器冷凝冷卻放熱使得進(jìn)料物流混合熵減的過(guò)程。完全熱耦合精餾塔由主塔和1個(gè)或多個(gè)預(yù)分餾塔構(gòu)成，預(yù)塔的作用是將混合物進(jìn)行初步分離，輕關(guān)鍵組分全部由塔頂分出，重關(guān)鍵組分完全由塔釜采出，中間組分在塔頂、塔底之間合理分配，在主塔塔頂和塔底以及側(cè)線采出符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品。本文針對(duì)醇類(lèi)體系4組分分離的完全熱耦合過(guò)程通過(guò)化工流程模擬軟件 Aspen 進(jìn)行了模擬優(yōu)化和用能分析，提出了工業(yè)化應(yīng)用在設(shè)計(jì)和操作上需要考慮的問(wèn)題。目前，國(guó)內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)對(duì) 3 組分分離的研究很多，對(duì)4組分或較多組分的分離研究報(bào)道較少，這主要是由于塔設(shè)備和內(nèi)件制造、精餾操作和控制上等存在許多問(wèn)題，難以工業(yè)化應(yīng)用。近年來(lái)，由于能源價(jià)格的持續(xù)上漲，瑞士Sulzer，美國(guó)KochGlitsch，Kellogg，UOP，德國(guó)拜耳，Linde，Uhde，日本Sumitomo等公司逐漸開(kāi)始了隔壁塔技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，板塔工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)100多座，其中南非Sasol公司用于回收合成汽油混合物中1己烯的隔板塔采用了BASF公司的技術(shù)，該塔也是目前世界上最高的一座隔板塔，其塔高107 m，直徑5 m，生產(chǎn)實(shí)踐表明隔板塔的應(yīng)用已經(jīng)產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。國(guó)外BASF和Montz在用于3組分分離的隔板塔的研究上已取得了一定進(jìn)展并工業(yè)化。此外，還可以從設(shè)計(jì)、工藝、操作等方面著手。目前，精餾過(guò)程節(jié)能技術(shù)的研究主要可以分為以下2類(lèi): ①精餾塔設(shè)備改進(jìn)，如采用高效規(guī)整填料替代塔板或低效填料等。我國(guó)在精餾過(guò)程節(jié)能的理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面與國(guó)外都存在著比較大的差距，國(guó)外現(xiàn)在已開(kāi)展對(duì)多種方式相結(jié)合的節(jié)能研究，國(guó)內(nèi)尚未見(jiàn)有報(bào)道，尤其在工業(yè)實(shí)用方面差距明顯，這也與我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中的工藝技術(shù)整體比較落后有關(guān)，而我國(guó)目前尚未見(jiàn)有隔板塔的工業(yè)應(yīng)用報(bào)導(dǎo)。一方面隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與軟件的發(fā)展，大型化工軟件商業(yè)化越來(lái)越多，這都在一定程度上促進(jìn)了人們對(duì)精餾操作的規(guī)律性認(rèn)識(shí)和本質(zhì)認(rèn)識(shí)，有利于對(duì)精餾過(guò)程的節(jié)能研究。市場(chǎng)機(jī)遇與風(fēng)險(xiǎn)分析 一旦一個(gè)新的有效的技能措施問(wèn)世，就會(huì)使其所在的公司迅速發(fā)展，這是毋庸置疑的。總體上來(lái)說(shuō)，誰(shuí)分離的程度更高，誰(shuí)的能量消耗越少，誰(shuí)的成本就能越低，利潤(rùn)就相應(yīng)越高，越有利于公司的發(fā)展。（2）研發(fā)劣勢(shì)近年來(lái)，世界能源短缺狀況加劇，各國(guó)對(duì)精餾節(jié)能技術(shù)的研究都很重視，以精餾過(guò)程節(jié)能技術(shù)為中心的研究和應(yīng)用得到了飛速的發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的煉油廠消耗的原油占其煉油量的8%～10%，其中很大一部分消耗在了精餾過(guò)程中。典型的單級(jí)精餾裝置中，混合物料從某一中間位置進(jìn)入塔內(nèi)，塔內(nèi)設(shè)有塔板或填料促進(jìn)汽液兩相之間的相互接觸，塔底液相在再沸器中被加熱，塔頂?shù)恼羝诶淠髦欣淠秊轲s出液。研發(fā)優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)分析（1）研發(fā)優(yōu)勢(shì)精餾節(jié)能的研發(fā)優(yōu)勢(shì)是基于精餾過(guò)程節(jié)能技術(shù)的現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)的。 主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手分析 它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是化工行業(yè)的其他同類(lèi)型的公司。它的市場(chǎng)是化工領(lǐng)域。1． 競(jìng)爭(zhēng)分析 市場(chǎng)定位 精餾節(jié)能的目的只有一個(gè)就是減少精餾過(guò)程中的能量消耗。它的主要考核指標(biāo)為：費(fèi)用控制要求（剔除板塊支付的費(fèi)用后的人均費(fèi)用）和效益評(píng)估指標(biāo)（板塊支付的費(fèi)用）。 開(kāi)發(fā)類(lèi)型精餾節(jié)能屬于技術(shù)支持類(lèi)型。 精餾過(guò)程能耗最大的原因是：一方面它是化工及燃油工業(yè)中的主要分離技術(shù)，技術(shù)成熟可靠，投資相對(duì)較低；另一方面，現(xiàn)有精餾技術(shù)的熱力學(xué)效率低，分離1Kg產(chǎn)品所需能量(比能耗)相當(dāng)高。美國(guó)曾經(jīng)統(tǒng)計(jì)全美國(guó)40000多個(gè)精餾塔的能耗量相當(dāng)于190 mL石油，幾乎占全國(guó)能耗的3 %。精餾過(guò)程是化學(xué)工業(yè)中耗能最大的單元過(guò)程。現(xiàn)代化工進(jìn)程對(duì)節(jié)能工作非常重視，國(guó)內(nèi)外投入大量人力、物力進(jìn)行節(jié)能技術(shù)的開(kāi)發(fā)，節(jié)能新技術(shù)、新工藝、新措施、新方法不斷問(wèn)世。同時(shí)，同時(shí)精餾在熱力學(xué)上是低效的耗能過(guò)程，有極高的熱力學(xué)不可逆性。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，分離是非常重要的一個(gè)過(guò)程單元，它直接決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和收率，工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著主導(dǎo)地位的分離方法就是精餾，精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度的不同，利用能量交換和氣液間傳質(zhì)進(jìn)行分離的單元操作，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。精餾裝置由壓力依次降低的若干個(gè)精餾塔組成，前一精餾塔塔頂蒸汽用作后一精餾塔再沸器的加熱蒸汽（見(jiàn)多效蒸發(fā)）；③采用高效精餾塔，可用較小的回流比；采用高效換熱器，可降低傳熱溫度差，這樣就可以減少有效能損失。除了選擇經(jīng)濟(jì)上合理的回流比外，主要的節(jié)能措施有：①熱泵精餾。精餾過(guò)程的核心在于回流，而回流必須消耗大量能量。對(duì)每塊理論板都可以建立這些方程，組成一個(gè)高維的方程組，然后依靠電子計(jì)算機(jī)求解。電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，為嚴(yán)格計(jì)算法提供了條件。（3）嚴(yán)格計(jì)算法隨著精餾技術(shù)日趨成熟和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，具有多股加料和側(cè)線抽出等特殊功能，以及具有側(cè)塔、中間再沸器等的各種復(fù)雜的精餾塔(見(jiàn)精餾設(shè)備)相繼出現(xiàn)。對(duì)于相對(duì)揮發(fā)度在全塔接近常數(shù)的系統(tǒng)，即接近于理想溶液的混合液的分離，捷算法較可靠，并可推廣到估算多組分料液的精餾。（2）捷算法用作粗略估算，首先根據(jù)芬斯克方程，（）算出采用全回流操作達(dá)到給定產(chǎn)品濃度xd和xw所需的最少理論板數(shù)Nmin（包括再沸器）：式中α為待分離兩組分間的全塔的平均相對(duì)揮發(fā)度，常取塔頂和塔底處的相對(duì)揮發(fā)度的幾何平均值。在塔頂產(chǎn)品濃度xd和塔底產(chǎn)品濃度xw范圍內(nèi)，在平衡線和操作線之間作梯級(jí)，每梯級(jí)代表一塊理論板，總梯級(jí)數(shù)即為所需的理論板數(shù)NT，跨越兩操作線交點(diǎn)的梯級(jí)為加料板。將氣液平衡關(guān)系和兩條操作線方程繪在yx直角坐標(biāo)上。同樣取提餾段第m板至塔底的塔段為對(duì)象，作易揮發(fā)組分物料衡算得：式中D為塔底產(chǎn)品流量。yn+1為離開(kāi)第n+1板的汽相濃度。取精餾段第n板至塔頂?shù)乃螢閷?duì)象，作易揮發(fā)組分物料衡算得：式中D為塔頂產(chǎn)品流量。此假定通常稱(chēng)為恒摩爾流假定，它適用于料液中兩組分的摩爾汽化潛熱大致相等、混合時(shí)熱效應(yīng)不大、而且兩組分沸點(diǎn)相近的系統(tǒng)。理論塔板數(shù)的計(jì)算方法有：（1）圖解法最常用的是麥凱勃－蒂利圖解法（）用于雙組分精餾計(jì)算。計(jì)算所需的理論板數(shù)NT和實(shí)際板數(shù)NP 。不論是板式塔或是填充塔，通常都按分級(jí)接觸傳質(zhì)的概念來(lái)計(jì)算理論板數(shù)。選擇適當(dāng)?shù)牟僮鲏毫Γ袝r(shí)可避免使用高溫加熱劑或低溫冷卻劑（或冷凍劑），但卻增添加壓或抽真空的操作費(fèi)用。主要包括再沸器的加熱費(fèi)用、冷凝器的冷卻費(fèi)用和精餾設(shè)備的折舊費(fèi)，操作時(shí)變動(dòng)回流比，直接影響前兩項(xiàng)費(fèi)用。這是產(chǎn)品中組分含量與料液中組分含量之比。調(diào)節(jié)回流比是精餾塔操作中用來(lái)控制產(chǎn)品純度的主要手段。評(píng)價(jià)精餾操作的主要指標(biāo)是：①產(chǎn)品的純度。氣液回流形成了逆流接觸的氣液兩相，從而在塔的兩端分別得到相當(dāng)純凈的單組分產(chǎn)品。精餾之所以能使液體混合物得到較完全的分離，關(guān)鍵在于回流的應(yīng)用。兩段操作的結(jié)合，使液體混合物中的兩個(gè)組分較完全地分離，生產(chǎn)出所需純度的兩種產(chǎn)品。對(duì)不形成恒沸物的物系，只要設(shè)計(jì)和操作得當(dāng)，餾出液將是高純度的易揮發(fā)組分，塔底產(chǎn)物將是高純度的難揮發(fā)組分。在整個(gè)精餾塔中，氣液兩相逆流接觸，進(jìn)行相際傳質(zhì)。位于塔底的再沸器使液體部分汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品。典型的精餾設(shè)備是連續(xù)精餾裝置包括精餾塔、再沸器、冷凝器等。若精餾過(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)，則稱(chēng)為反應(yīng)精餾。精餾操作按不同方法進(jìn)行分類(lèi)。投入產(chǎn)出..........................................................................................................23作用意義..........................................................................................................23 2323 加強(qiáng)操作控制管理..........................................................................................22 熱泵精餾..........................................................................................................................................................................................................15 雙效精餾..................................................