新型精馏化工技术的工业应用讲述.pptx

新型精馏化工技术的工业应用 组员：徐博、李江川、陈宁 反应精馏? 原理：反应精馏就是在进行反应的同时用精馏方法分离出产物的过程。伴有化学反应的精馏方法,有的用精馏促进反应,有的用反应促进精馏。用精馏促进反应，就是通过精馏不断移走反应的生成物，以提高反应转化率和收率。如醇加酸生成酯和水的酯化反应是一种可逆反应，将这个反应放在精馏塔中进行时，一边进行化学反应，一边进行精馏，及时分离出生成物酯和水。这样可使反应持续向酯化的方向进行。这种精馏在同一设备内完成化学反应和产物的分离，使设备投资和操作费用大为降低。 。 优点： 1、破坏了可逆反应平衡，增加了反应的选择性和转化率，使反应速度提高，从而提高了生产能力。 2、精馏过程可以利用反应热，节省了能量。 3、反应器和精馏塔合成一个设备，节省投资。 4、对某些难分离的物系，可以获得较纯的产品。 毛细管精馏? 工业生产中会产生大量的共沸物,如生物燃料无水乙醇的生产过程中会产生大量的乙醇2水的共沸物,用普通的精馏方法根本无法分离精制得到无水乙醇,虽可用共沸精馏、萃取精馏和渗透蒸发等一些特殊方法进行分离,但用这些方法能耗高、设备投资大,即是能量密集型的操作单元,具有较高的生产成本。毛细管精馏可以在一个分离塔装置内进行,仅依靠塔内件的特殊作用就可以改变共沸物系的气液平衡关系,使共沸点消失,该分离技术不需要使用外加的共沸剂,所以也就不需要共沸剂的回收分离塔,不仅节能而且减少了分离过程溶剂的损耗和排放,对环境是友好的。毛细管精馏比传统的填料塔和板式塔精馏技术具有分离共沸物系的优势,主要是由于其独特的毛细管结构导致的共沸物系气液两相流动的接触方式及气液平衡关系的不同。 ?毛细管精馏的理论基础? 毛细管精馏主要是利用多毛细孔固体介质如多孔毛细管板或填料的表面与液体混合物各组分分子的相互作用力而产生的一种精馏技术。由于液体组分间极性的差异,导致多毛细孔固体介质与混合物各组分间所产生的相互作用力的大小不同,相应地改变了液体混合物各组分间的相互性质如组分间的气液平衡、活度和相对挥发度等性质,从而达到精馏分离的目的。? 超重力精馏? 超重力精馏技术的核心———折流式旋转床? ??作为超重力精馏技术核心的折流式旋转床。折流式旋转床的转子为动静部件组合结构,其中动部件为动盘和动折流圈(圈上开有小孔)?,静部件为静盘和静折流圈。动静两组折流圈相对且交错嵌套布置,动静折流圈之间的环隙加上动折流圈和静盘及静折流圈和动盘之间的缝隙,构成了气体和液体流动的曲折通道。操作时,液体由上而下顺序流过各个转子,在转子内受离心力作用自中心向外缘流动,气体自下而上依次流过各个转子,在转子内受压差作用自外缘向中心流动,这样便实现了单个壳体内气液两相接触级数的成倍提高。 折流式旋转床独特的动静组合式结构决定了其具有以下突出优点:? (1)折流式旋转床内气液接触元件为折流圈,其中动折流圈具有自分布功能,转子内液体被多次的分散,因此无需液体的初始分布器。这样便可以简化内部结构,降低制造成本。? (2)折流式旋转床的转子的静盘和壳体固定连接,气体无法绕过转子形成“短路”,因此无需转子与壳体间的动密封。这便进一步简化了内部结构,同时提高了设备的可靠性。? (3)由于折流式旋转床转子中静盘的存在,因此进料设置非常灵活。进料既可以设置在转子径向上,也可以设置在转子之间。这样便可以实现带有多股进料的复杂传质过程。? (4)由于转子与壳体间不存在动密封,再加之液体可以在转子间自动串联流动,因此折流式旋转床内可方便地实现多转子同轴串联,使单台设备的分离能力大幅度提高。折流式旋转床的这些优点解决了精馏过程的中间进料、分布器、多股进料以及设备结构复杂等问题,从而使得超重力技术在精馏中的应用成为可能。?目前,折流式旋转床已成功应用于工业中的各种精馏过程,包括连续精馏、间歇精馏、萃取精馏、共沸精馏等,而且在某些吸收和汽提等过程也实现了工业化。 热泵精馏? 在化工生产中精馏是应用最广泛的化工分离单元操作，也是主要的能源耗费场所。精馏塔的热集成是精馏过程节能的重要途径，而热集成中的热泵精馏更是最具有节能潜力的技术之一。因此，在精馏过程中采用热泵精馏降低能耗和成本来提高经济效益具有重要的现实意义。热泵精馏是既向塔底供热又向塔顶供冷的逆卡诺循环系统，节能的效果显著。? 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2?种类型。塔顶气体直接压缩式热泵精馏应用十分广泛,如丙烯-?丙烷的分离采用热泵精馏,其热力学效率可以从316?%提高到81