技术文章--萍乡科隆为您介绍规整填料蒸馏塔的节能操作

　　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。此法节能很好，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%。