精餾是化工中首選的分離過程, 雖然有許多優點, 但是能耗特別大, 為節能, 國內外已研制出一些節能型耦合精餾塔: 像反應與精餾耦合的塔;精餾與其他分離過程耦合的塔(吸附- 精餾耦合、結晶- 精餾耦合等) ; 精餾- 精餾耦合的塔: 熱耦精餾塔( Petlyuk Column) ; 內部熱耦合精餾塔( ITCDIC); 分隔壁精餾塔(Dividing wall col2umn 簡稱DWC)) 。
DWC 是在(zai)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)內(nei)部設(she)一垂直隔板(ban), 將(jiang)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)分(fen)成上(shang)段、下段、及(ji)由隔板(ban)分(fen)開的(de)(de)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)進料段及(ji)中間采出段四部分(fen)。由于(yu)DWC 與熱耦(ou)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)分(fen)離的(de)(de)原理及(ji)計算方法是一致(zhi)的(de)(de), DWC 在(zai)熱力學上(shang)等同(tong)于(yu)一個Petlyuk 塔(ta)(ta)(ta)(ta), 比(bi)傳統的(de)(de)兩(liang)塔(ta)(ta)(ta)(ta)系統節約(yue)了30 %的(de)(de)投資(zi)費用(yong)。因此有人把DWC 歸為耦(ou)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)的(de)(de)特例,但因DWC 比(bi)熱耦(ou)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)少(shao)(shao)一臺精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)及(ji)相應管路, 因此投資(zi)及(ji)占(zhan)地面(mian)積(ji)比(bi)熱耦(ou)精(jing)(jing)(jing)餾(liu)(liu)(liu)塔(ta)(ta)(ta)(ta)少(shao)(shao) 。
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DWC 與熱耦精餾分離及其傳統精塔的流程比較見
表1 單塔或多塔組合分離(li)多組分表
DWC 分(fen)(fen)離3 組分(fen)(fen)混合物時, 只需(xu)(xu)1 個精餾(liu)(liu)塔(ta)就(jiu)可(ke)得(de)到(dao)(dao)3 個純組分(fen)(fen), 這(zhe)就(jiu)節省了1 個精餾(liu)(liu)塔(ta)及(ji)其附屬設(she)備, 如再沸器(qi)(qi)、冷(leng)凝(ning)器(qi)(qi)、塔(ta)頂回流(liu)(liu)泵及(ji)管道。雖然DWC 比原有2 塔(ta)流(liu)(liu)程(cheng)的(de)每個精餾(liu)(liu)塔(ta)大(da),但總的(de)設(she)備投資(zi)會(hui)降低許多。DWC 是熱力學上最理想的(de)系統結構, 在分(fen)(fen)離3 組分(fen)(fen)混合物時, 用相(xiang)同(tong)的(de)理論板數, 完成同(tong)樣的(de)分(fen)(fen)離任務, 采用DWC 比傳統的(de)兩塔(ta)流(liu)(liu)程(cheng)需(xu)(xu)更(geng)少的(de)再沸熱量(liang)和冷(leng)凝(ning)量(liang), Lestak指出, 對(dui)于某些給定的(de)物料, 分(fen)(fen)隔壁式精餾(liu)(liu)塔(ta)和常規精餾(liu)(liu)塔(ta)相(xiang)比需(xu)(xu)更(geng)小(xiao)的(de)回流(liu)(liu)比, 故操(cao)作容量(liang)增(zeng)大(da), 節能最高(gao)可(ke)達到(dao)(dao)60 %以上, 可(ke)能省設(she)備投資(zi)30 %。
DWC 能廣泛地應用(yong)于石油精(jing)制、石油化(hua)工、化(hua)學品及氣(qi)體精(jing)制。在DWC 中(zhong)(zhong), 物料在再沸器中(zhong)(zhong)只被加熱1 次,它在高溫區的停留時(shi)間(jian)相應較短(duan)。故該塔(ta)型既適(shi)(shi)于多組(zu)分(fen)物系(xi)中(zhong)(zhong)輕組(zu)分(fen)為(wei)熱敏物系(xi)的分(fen)離, 又適(shi)(shi)于重組(zu)分(fen)為(wei)熱敏物系(xi)的分(fen)離, 同時(shi)還適(shi)(shi)于揮發(fa)度(du)居中(zhong)(zhong)的熱敏物系(xi)的分(fen)離。
DWC 所采出(chu)的(de)中間(jian)產品的(de)純(chun)度(du)比普通(tong)精餾(liu)塔側線(xian)出(chu)料的(de)純(chun)度(du)大(da), 因此, 當希望得到高純(chun)度(du)的(de)中間(jian)產品時(shi), 應先考慮使(shi)用(yong)DWC。若(ruo)分(fen)離A、B 和C 3 個組分(fen), 且相對揮發度(du)依(yi)次遞增時(shi), 進料混合物中組分(fen)B 的(de)量最(zui)(zui)多時(shi), 采用(yong)DWC 的(de)分(fen)離效果將最(zui)(zui)好, 且能耗最(zui)(zui)小。采用(yong)DWC 具有(you)的(de)節能優勢最(zui)(zui)明(ming)顯(xian)。
由(you)于(yu)采(cai)用DWC 時, 分離(li)3 組分混(hun)合物是在1個塔(ta)內完成(cheng)的(de), 故整個分離(li)過程的(de)壓(ya)力不(bu)能(neng)改(gai)變。當(dang)需要改(gai)變壓(ya)力時, 只能(neng)用常規的(de)雙塔(ta)精(jing)餾流程。