气液混合物的有效分离

作者：SINTEF

欢迎访问e展厅 展厅 3 压缩机/分离/过滤机械展厅 压缩机, 空气压缩机, 过滤器, 滤清器, 滤油机, ... 在石油工业中，一般通过分馏过程从原料中分离出产品，比如从原料油中分离出汽油、柴油和石蜡，以及从天然气中分离出甲烷、乙烷和丙烷。 通过精馏的方式可以分离工业过程中的各种化学混合物，既可以从中提取单一组分，也可以是所需的一系列组分。 在制药、食品等行业中，分馏技术也同样得到了广泛应用。 在炼油厂和流程工厂中，精馏塔通常都是最高也最显著的。 过程更快 通常，分离装置中都会使用很多的精馏塔，每一座塔都配有再沸器和冷凝器。每一座塔都会分离出两个产品或多个中间产物。 现在，精馏塔的发展趋势是更加节能的集成化塔结构。它用一座内部装有垂直隔板的集成化精馏塔来取代2-3座传统的精馏塔，这就是为我们所知的“分隔壁精馏塔”。它使用更少的再沸器和冷凝器来分离更多的产品，以达到降低能耗的目的。 该技术可以不用重新大幅度改造塔的内部结构，仅需对现有装置进行重新配置就可以获得类似的收益。 目前，在分馏塔的使用中，中间产品从一个塔流向另一个塔的过程中会产生能量损失 ；在前一工艺中分离得到的液体又会在下一工艺分离之前被再度混合。 “当我们将目标设定为一个可以从地平线看到的山顶时，我们或许可以将这比作登山，想要达到它，就需要越过一座又一座更小的山峰，而每当下至山谷时，又会阻碍我们的下一次攀爬。这种新型的塔结构，就如同山峰之间的桥梁 ；我们不必为了翻越而再度降至谷底。”斯堪的那维亚半岛最大的独立研究机构SINTEF ICT的Ivar Halvorsen这样说道。 2001年，Halvorsen获得了节能分离塔研究方向的博士学位，并与挪威研究机构NTNU的Sigurd Skogestad教授团队展开了紧密合作。从那时起，他开始致力于研究精馏塔的控制问题及新型集成精馏塔操作中的其他挑战。 Halvorsen说道，“精密控制相比之前已经变得越来越重要了，因为新的塔结构布局集成度（综合度）更高。我们在一个塔上做出的任何一个条件改变，都不得不在其他地方进行补偿，但在实际操作中，现有科技已经可以允许我们这么做了。” 优势 Halvorsen相信，这种新型塔应该可以视为一种纯环保技术。“我们不光在过程中节省了能源，而且由于热能是来自废弃物焚化炉的，因此，二氧化碳排放率也会以相应的速率降低。他提到一个分离系统，这个系统来自挪威国家石油公司的气体处理工厂，该工厂位于靠近挪威斯塔万格的一个城市。这套工艺由100多个工序组成，精馏塔的集成度更高，这较多地降低了能耗。” “第三个有利因素是，在降低能耗的同时，蒸汽消耗量也会减少。这可以让我们将塔在物理结构上的设计变得更加细致。更少的再沸器和冷凝器，更细的塔径，这就意味着其成本必然低于传统精馏工艺。经常发生的情况是：当我们需要降低能耗成本时，往往会不得不加入新的设备，这就从另一方面导致成本的增加。打个比方说：我们想要提高热交换器的传热效率，通常就不得不去增加它的传热面积。” 建成运行 新型塔装置，已经在一些城市中开始运行。在德国化工巨头巴斯夫，超过100个这种新型精馏塔已经投入使用。巴斯夫公司的研究员Gerd Kaibel从二十世纪八九十年代起就一直致力于推动这种分隔壁精馏塔技术的发展。 精馏一体化技术将多个传统精馏塔的功能结合在一个单元内。巴斯夫的研究发现：运用这种技术，可以节省资金，因为它不仅可以降低能耗，还可以使所需的建设成本有所减少。巴斯夫将这种塔视为一种竞争优势，将其归入了标准设备之列。 SINTEF集团是斯堪的那维亚半岛上最大的独立研究机构。每年SINTEF通过研究与开发活动，承办超过2000家挪威海内外公司的开发工作。www.sintef.com(end)

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