精(jing)餾(liu)是(shi)石油(you)化(hua)工、煉油(you)生產過程中的(de)(de)一(yi)個十(shi)分重要的(de)(de)環(huan)節，其(qi)目(mu)的(de)(de)是(shi)將混(hun)合物中各(ge)組成部分分離出來(lai)，達到(dao)規定的(de)(de)純度。本文總結了(le)精(jing)餾(liu)的(de)(de)各(ge)種方(fang)法及其(qi)在國內外的(de)(de)發展，并對其(qi)在實(shi)際生產中的(de)(de)應用做(zuo)了(le)一(yi)些介(jie)紹。
一、蒸餾
混(hun)合(he)物(wu)的分(fen)離是化(hua)工(gong)生產(chan)中的重要過(guo)程。蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)是分(fen)離液體混(hun)合(he)物(wu)的典型單元操作(zuo)。它是通過(guo)加熱造(zao)成氣(qi)、液兩物(wu)系(xi)，利用物(wu)系(xi)中各組成部(bu)分(fen)揮發度(du)不(bu)同的特(te)性以(yi)實現分(fen)離的目的。按蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)方(fang)式(shi)可將蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)分(fen)為簡單蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)、平衡蒸(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)餾(liu)(liu)、精(jing)餾(liu)(liu)和特(te)殊精(jing)餾(liu)(liu)。
二、恒沸精餾
恒(heng)沸(fei)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)基本原理(li)是在(zai)(zai)分(fen)離的(de)(de)(de)(de)混合(he)(he)液(ye)中(zhong)加入(ru)第三(san)組(zu)分(fen)，以(yi)提高(gao)組(zu)分(fen)間的(de)(de)(de)(de)相對(dui)揮(hui)發度，從而用(yong)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)方法將它們分(fen)離。恒(heng)沸(fei)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)時(shi)，在(zai)(zai)被分(fen)離的(de)(de)(de)(de)二(er)元混合(he)(he)液(ye)中(zhong)加入(ru)第三(san)組(zu)分(fen)，該(gai)組(zu)分(fen)能與(yu)原溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個或(huo)(huo)者兩個組(zu)分(fen)形(xing)成(cheng)(cheng)最低(di)恒(heng)沸(fei)物，從而形(xing)成(cheng)(cheng)了“恒(heng)沸(fei)物-純組(zu)分(fen)”的(de)(de)(de)(de)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)體系(xi)。恒(heng)沸(fei)物從塔頂蒸出(chu)，純組(zu)分(fen)從塔底排(pai)出(chu)，其(qi)中(zhong)所(suo)添(tian)加的(de)(de)(de)(de)第三(san)組(zu)分(fen)稱為恒(heng)沸(fei)劑(ji)或(huo)(huo)夾(jia)帶劑(ji)。決定恒(heng)沸(fei)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)可行性和經濟性的(de)(de)(de)(de)關鍵是恒(heng)沸(fei)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)選擇(ze)，恒(heng)沸(fei)劑(ji)量(liang)是影響恒(heng)沸(fei)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)過(guo)程(cheng)設計的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要參數。Laroche等研(yan)究了以(yi)苯為夾(jia)帶劑(ji)的(de)(de)(de)(de)乙醇-水分(fen)離過(guo)程(cheng)，[1]得到(dao)(dao)了改變夾(jia)帶劑(ji)量(liang)時(shi)輕組(zu)分(fen)相對(dui)揮(hui)發度的(de)(de)(de)(de)變化(hua)規(gui)律。今后對(dui)于恒(heng)沸(fei)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究方向也(ye)將與(yu)夾(jia)帶劑(ji)劑(ji)量(liang)與(yu)產(chan)品質量(liang)之間的(de)(de)(de)(de)關系(xi)為重(zhong)點，達到(dao)(dao)高(gao)效高(gao)產(chan)。傳統的(de)(de)(de)(de)恒(heng)沸(fei)精(jing)(jing)餾(liu)(liu)法已形(xing)成(cheng)(cheng)，規(gui)模化(hua)、機械化(hua)程(cheng)度很(hen)高(gao)的(de)(de)(de)(de)無水酒精(jing)(jing)生(sheng)產(chan)工藝，且產(chan)量(liang)大、質量(liang)好(hao)、生(sheng)產(chan)穩(wen)定、技(ji)術成(cheng)(cheng)熟(shu)，其(qi)能耗低(di)于萃(cui)取蒸餾(liu)(liu)法，成(cheng)(cheng)本更(geng)低(di)。
三、萃取精餾
萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)與(yu)恒(heng)沸精餾(liu)基本原理(li)相(xiang)同，只是(shi)根據第三組(zu)(zu)分(fen)在精餾(liu)過(guo)程中所起的(de)(de)作用(yong)來與(yu)恒(heng)沸精餾(liu)進行區分(fen)。萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)是(shi)通過(guo)向精餾(liu)系統中加入適當(dang)的(de)(de)質(zhi)量分(fen)離(li)(li)劑(ji)(ji)(MSA)來顯(xian)著(zhu)增(zeng)大相(xiang)對揮(hui)發(fa)度(du)(du)很(hen)小或者易形成共沸物(wu)(wu)的(de)(de)混(hun)合物(wu)(wu)組(zu)(zu)分(fen)之間的(de)(de)相(xiang)對揮(hui)發(fa)度(du)(du)，使(shi)分(fen)離(li)(li)易于(yu)進行，從而獲(huo)得產品的(de)(de)一(yi)(yi)種特殊精餾(liu)技術。雖然萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)一(yi)(yi)方面增(zeng)加了(le)(le)被分(fen)離(li)(li)組(zu)(zu)分(fen)之間的(de)(de)相(xiang)對揮(hui)發(fa)度(du)(du)，使(shi)分(fen)離(li)(li)能(neng)夠得以進行，但是(shi)，另(ling)一(yi)(yi)方面帶(dai)來的(de)(de)最(zui)大缺(que)點(dian)是(shi)溶劑(ji)(ji)比大，從而導致生產能(neng)力(li)提高遇到困難，而且過(guo)程能(neng)耗大。為了(le)(le)解決這(zhe)一(yi)(yi)弊端，對萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)過(guo)程的(de)(de)研究一(yi)(yi)般是(shi)從“流”即萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)流程安排(pai)、萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)塔的(de)(de)塔板結構和“場”即分(fen)離(li)(li)劑(ji)(ji)或溶劑(ji)(ji)的(de)(de)選(xuan)擇出發(fa)，對萃(cui)(cui)(cui)取(qu)(qu)精餾(liu)分(fen)離(li)(li)過(guo)程不斷發(fa)展和完善。
當前(qian)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)熱點(dian)是如(ru)何選擇合適的(de)萃取(qu)劑(ji)(ji)，選擇溶劑(ji)(ji)的(de)一般方法(fa)是先采用性質約(yue)束法(fa)劃定(ding)分離(li)混合物(wu)系所需溶劑(ji)(ji)的(de)大致范圍。對于一個被(bei)分離(li)物(wu)系，通(tong)過這種方法(fa)往往可(ke)以得到多個適用的(de)溶劑(ji)(ji)，然(ran)后應用計算機(ji)優化(hua)方法(fa)尋求最佳溶劑(ji)(ji)已成為研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)方向。在萃取(qu)精餾工藝路(lu)線以及溶劑(ji)(ji)不便(bian)改動(dong)的(de)情況下，采用高效新型(xing)的(de)塔板(ban)內構件(jian)，是提高萃取(qu)精餾塔生產能力(li)的(de)有效策略。
四、催化精餾
1921年(nian)Bacchaus首先(xian)提(ti)出(chu)了(le)(le)反(fan)(fan)應(ying)精(jing)(jing)餾(liu)的(de)(de)概念，反(fan)(fan)應(ying)精(jing)(jing)餾(liu)是將化(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)與精(jing)(jing)餾(liu)分(fen)離(li)(li)結合在同一(yi)設(she)備中(zhong)進行的(de)(de)一(yi)種耦合過(guo)(guo)程(cheng)。20世(shi)(shi)紀70年(nian)代(dai)中(zhong)期，Eastman Kodak公司首先(xian)實現了(le)(le)酯化(hua)(hua)和萃取精(jing)(jing)餾(liu)相(xiang)結合的(de)(de)均(jun)相(xiang)反(fan)(fan)應(ying)精(jing)(jing)餾(liu)過(guo)(guo)程(cheng)工(gong)業(ye)化(hua)(hua)，70年(nian)代(dai)后期擴展到(dao)(dao)非均(jun)相(xiang)體系。由于世(shi)(shi)界對MTBE需求量不斷增(zeng)加(jia)，從而(er)使該技(ji)術受到(dao)(dao)了(le)(le)廣(guang)泛關注。催化(hua)(hua)精(jing)(jing)餾(liu)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)伴(ban)有(you)化(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)過(guo)(guo)程(cheng)，由于分(fen)離(li)(li)和反(fan)(fan)應(ying)的(de)(de)強烈交互(hu)作(zuo)用，使得該過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)理論(lun)模擬和工(gong)程(cheng)設(she)計變得繁雜，過(guo)(guo)程(cheng)的(de)(de)影響因素(su)很多，對其研究比傳統的(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)和精(jing)(jing)餾(liu)要困難得多。雖然(ran)催化(hua)(hua)精(jing)(jing)餾(liu)技(ji)術很早就(jiu)提(ti)出(chu)了(le)(le)，但到(dao)(dao)目前為止，仍未建立(li)完整的(de)(de)理論(lun)體系。
五、抽提精餾
抽(chou)(chou)提(ti)精餾(liu)工(gong)藝是從加氫煤(mei)焦(jiao)油中回收高純度(du)苯發展(zhan)而(er)來。由(you)于煤(mei)焦(jiao)油中芳(fang)烴(jing)含量很(hen)高，液(ye)-液(ye)抽(chou)(chou)提(ti)技(ji)術(shu)就不再適用，而(er)極(ji)(ji)性溶劑(ji)卻適用于此種情況。在抽(chou)(chou)提(ti)精餾(liu)技(ji)術(shu)中，決定的(de)(de)因素(su)是溶劑(ji)改變(bian)混合物(wu)中烴(jing)類蒸汽(qi)壓的(de)(de)能力，這(zhe)種作用是由(you)溶劑(ji)分(fen)子的(de)(de)極(ji)(ji)性結構所(suo)引(yin)起的(de)(de)，并(bing)導致溶液(ye)中所(suo)有烴(jing)類的(de)(de)蒸汽(qi)壓降低，但程(cheng)度(du)不同(tong)。抽(chou)(chou)提(ti)精餾(liu)的(de)(de)原(yuan)理(li)就是首先將沸點相近的(de)(de)餾(liu)分(fen)脫除(chu)，然(ran)后與極(ji)(ji)性溶劑(ji)混合，提(ti)高沸點差(cha)，增(zeng)大非芳(fang)烴(jing)的(de)(de)揮發度(du)，并(bing)除(chu)去(qu)共沸混合物(wu)。
六、熱泵精餾
傳統(tong)的(de)(de)精餾(liu)設備能(neng)耗大(da)，熱(re)力學效(xiao)率很低(di)。對此，人們提出了許多節能(neng)措施。大(da)量的(de)(de)理論分(fen)析、實驗研究(jiu)以及工(gong)業應用表明，熱(re)泵精餾(liu)的(de)(de)節能(neng)效(xiao)果(guo)十(shi)分(fen)顯(xian)著。熱(re)泵精餾(liu)是(shi)把(ba)精餾(liu)塔塔頂蒸汽加壓升溫，使其作(zuo)用塔底再沸器(qi)的(de)(de)熱(re)源，回收塔頂蒸汽的(de)(de)冷凝潛熱(re)。根據熱(re)泵所消耗的(de)(de)外界能(neng)量不同，熱(re)泵精餾(liu)可(ke)分(fen)為蒸汽壓縮(suo)式和(he)蒸汽噴射式兩(liang)種類型。
總結
精(jing)(jing)餾作為最常用(yong)的化(hua)(hua)(hua)工分離單元操作技術(shu)，在化(hua)(hua)(hua)學工業(ye)(ye)、石油化(hua)(hua)(hua)工、精(jing)(jing)細化(hua)(hua)(hua)工、煤化(hua)(hua)(hua)工、食(shi)品工業(ye)(ye)、醫藥工業(ye)(ye)等領域都有(you)廣泛(fan)的應(ying)用(yong)。與(yu)此同時(shi)，精(jing)(jing)餾的耗(hao)能也占據了整個化(hua)(hua)(hua)工生(sheng)產(chan)能耗(hao)的大部分。因(yin)此，提高精(jing)(jing)餾的技術(shu)、工藝和(he)設備水(shui)平，對(dui)于(yu)降(jiang)低化(hua)(hua)(hua)工過程能耗(hao)，提高生(sheng)產(chan)效率有(you)著(zhu)重(zhong)要意義。
這才是影響精餾塔操作(zuo)的重要原因 2019-12-06
蒸(zheng)餾與精餾的區別？ 2019-11-30
精(jing)餾操(cao)作(zuo)通用規(gui)范 2019-10-07
折流式超重力精餾塔的(de)基本結構、工作原理(li)和特點 2019-09-27
超(chao)重力(li)精餾裝置優點 2019-09-23
如何(he)讓超重力精餾裝置(zhi)發揮其較高效(xiao)能(neng)？ 2019-09-10
精餾干貨(huo)：熱泵精餾 2019-10-02
