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精密精餾技術的現狀及發展應用

點擊次數:1557 發布時間:2014-04-01

精密精餾技術的現狀及發展應用

摘 要:精餾是石油化工、煉油生產過程中的一個十分重要的環節,其目的是將混合物中各組分分離出來,達到規定的純度。本文總結了精餾的各種方法及其在國內外的發展,并對其在實際生產中的應用做了一些介紹。

關鍵詞:恒沸精餾萃取精餾催化精餾抽提精餾熱泵精餾 [本文轉自:lunwen.1kejian.com]

1、概述
  混合物的分離是化工生產中的重要過程。蒸餾是分離液體混合物的典型單元操作。它是通過加熱造成氣、液兩相物系,利用物系中各組分揮發度不同的特性以實現分離的目的。按蒸餾方式可將蒸餾分為簡單蒸餾平衡蒸餾精餾和特殊精餾
  2、恒沸精餾[本文轉自:lunwen.1kejian.com]
  恒沸精餾的基本原理是是在分離的混合液中加入第三組分,以提高組分間的相對揮發度,從而用精餾的方法將它們分離。恒沸精餾時,在被分離的二元混合液中加入第三組分,該組分能與原溶液中的一個或者兩個組分形成zui低恒沸物,從而形成了“恒沸物-純組分”的精餾體系。恒沸物從塔頂蒸出,純組分從塔底排出,其中所添加的第三組分稱為恒沸劑或夾帶劑。
  決定恒沸精餾可行性和經濟性的關鍵是恒沸劑的選擇,恒沸劑量是影響恒沸精餾過程設計的重要參數。Laroche 等研究了以苯為挾帶劑的乙醇-水分離過程,得到了改變挾帶劑量時輕組分相對揮發度的變化規律。
  今后對于恒沸精餾的研究方向也將與夾帶劑劑量與產品質量之間的關系為重點,達到高產。傳統的恒沸精餾法已形成規模化、機械化程度很高的無水酒精生產工藝,且產量大、質量好、生產穩定、技術成熟,其能耗低于萃取蒸餾法,成本更低。
  3、萃取精餾[本文轉自:lunwen.1kejian.com]
  萃取精餾與恒沸精餾基本原理相同,只是根據第三組分在精餾過程中所起的作用來與恒沸精餾進行區分。
  萃取精餾是通過向精餾系統中加入適當的質量分離劑(MSA)來顯著增大相對揮發度很小或者易形成共沸物的混合物組分之間的相對揮發度,使分離易于進行,從而獲得產品的一種特殊精餾技術。雖然萃取精餾一方面增加了被分離組分之間的相對揮發度,使分離能夠得以進行,但是,另一方面帶來的zui大缺點是溶劑比大,從而導致生產能力提高遇到困難,而且過程能耗大。為了解決這一弊端,對萃取精餾過程的研究一般是從“流”即萃取精餾流程安排、萃取精餾塔的塔板結構和“場”即分離劑或溶劑的選擇出發,對萃取精餾分離過程不斷發展和完善。
  當前的研究熱點是如何選擇合適的萃取劑,選擇溶劑的一般方法是先采用性質約束法劃定分離混合物系所需溶劑的大致范圍。對于一個被分離物系,通過這種方法往往可以得到多個適用的溶劑,然后應用計算機優化方法尋求*溶劑已成為研究的方向。在萃取精餾工藝路線以及溶劑不便改動的情況下,采用新型的塔板內構件,是提高萃取精餾塔生產能力的有效策略。
  4、催化精餾
  1921年Bacchaus首先提出了反應精餾的概念,反應精餾是將化學反應與精餾分離結合在同一設備中進行的一種耦合過程。20世紀70年代中期,Eastman Kodak公司首先實現了酯化和萃取精餾相結合的均相反應精餾過程工業化,70年代后期擴展到非均相體系。由于世界對MTBE 需求量不斷增加,從而使該技術受到了廣泛關注。
  催化精餾過程中伴有化學反應的過程,由于分離和反應的強烈交互作用,使得該過程的理論模擬和工程設計變得繁雜,過程的影響因素很多,對其研究比傳統的反應和精餾要困難得多。雖然催化精餾技術很早就提出了,但到目前為止,仍未建立完整的理論體系。
  5、抽提精餾
  抽提精餾工藝是從加氫煤焦油中回收高純度苯發展而來。由于煤焦油中芳烴含量很高,液-液抽提技術就不再適用,而極性溶劑卻適用于此種情況。在抽提精餾技術中,決定的因素是溶劑改變混合物中烴類蒸汽壓的能力,這種作用是由溶劑分子的極性結構所引起的,并導致溶液中所有烴類的蒸汽壓降低,但程度不同。抽提精餾的原理就是首先將沸點相近的餾分脫除,然后與極性溶劑混合,提高沸點差,增大非芳烴的揮發度,并除去共沸混合物。
  6、熱泵精餾
  傳統的精餾設備能耗大,熱力學效率很低。對此,人們提出了許多節能措施。大量的理論分析、實驗研究以及工業應用表明,熱泵精餾的節能效果十分顯著。熱泵精餾是把精餾塔塔頂蒸汽加壓升溫,使其用作塔底再沸器的熱源,回收塔頂蒸汽的冷凝潛熱。根據熱泵所消耗的外界能量不同,熱泵精餾可分為蒸汽壓縮式和蒸汽噴射式兩種類型。
  7、結束語
  精餾技術發展至今天,其發展方向已經從常規精餾轉向解決普通精餾過程無法分離的問題。本文就恒沸精餾、萃取精餾、催化精餾、抽提精餾、熱泵精餾以及精密精餾做了簡要的介紹,并對其過去的發展進行了闡述,也對其未來的發展方向展開了遐想。相信未來精餾技術的發展將會使化工行業更,更清潔。
 

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