精餾技術研究進展與工業應用

司穩琴（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730000）

精餾技術研究進展與工業應用

司穩琴（甘肅能源化工職業學院，甘肅 蘭州 730000）

精餾技術屬于現代化學工業中應用最為廣泛的關鍵共性技術，因此在石油化工、環境保護等多種領域引起了足夠重視。精餾技術體現出應用廣泛、技術成熟的特點，這些都是相比于其他技術獨到的優勢，但是仍舊存在著設備投資大，分離能耗高等棘手的問題，所以需要有針對性的開發新型高效精餾技術，并在使用的過程中體現社會意義和經濟價值。本文將著重分析精餾技術的研究進展和工業應用的過程，結合精餾塔的種類、傳質性能等方面，明確應用精餾技術的現實意義。

精餾技術；研究進展；工業應用

化學工業是當今國民經濟發展的支柱型產業，分離技術是化工生產過程中保證對原料進行凈化、對相關產品進行提純、對產生的廢物進行處理的支撐。伴隨著科學技術的發展，化學工程中的分離技術呈現出多元化的發展趨勢，精餾就是其中應用最廣泛、技術最成熟的分離方式之一，在化工工業生產中扮演著重要角色。國家的精餾技術在研究和應用的過程中取得了極大進步，精餾塔在此技術發展的進程中，也體現出舉足輕重的作用。

1 精餾塔的種類

精餾技術的應用離不開精餾塔的存在，精餾塔按照內部的構件可以分為板式塔和填料塔。在二十世紀七十年代以前，板式塔的研究與應用還處于遙遙領先的地位。當進入七十年代之后，填料塔便在板式塔研究的基礎上應運而生，并且取得了極大進展，將填料塔和板式塔進行對比，體現出壓降低、效率高、處理量大等優勢。

1.1 板式塔

在1813年，專家第一次提出了泡罩塔板，并且具有了兩百多年的歷史。板式塔具備的結構相對簡單，同時在造價方面也較低，很適合用于加壓與多側線采出的工藝過程，板式塔中包含著泡罩塔板和篩孔塔板等多種類型。

1.2 填料塔

散堆填料和規整填料兩種類型是最重要的。散堆填料的外型結構呈現出顆粒狀，規整填料的外型結構則呈現出規則的幾何圖形，并且是堆砌整齊的填料。

2 計算流體力學在精餾研究中的應用

二十世紀八十年代，專家學者開始嘗試計算流體力學在精餾研究中的應用，密切觀察精餾塔中的流體流動情況，目前，計算流體力學逐漸成為了研究精餾塔內部氣體與液體相互流動和傳質的主要工具。

2.1 計算流體力學在塔板研究中的應用

研究人員使用流體力學計算的方式對塔板上的氣體與液體間的流動情況和傳質進行細致研究，在此過程中提出了眾多的計算模型，比如混合流動模型、兩相流動模型等。通過相關的專家研究，總結出當前流體力學計算模型存在的缺陷，就是無法準確的闡述湍流狀態下氣體和液體的相互作用。

2.2 計算流體力學在填料研究中的應用

在填料表面分布的液體通常會對填料的傳質效率產生極大影響。專家學者通過相關的研究并采用計算流體力學技術對填料的表面氣體與液體相互間的流動狀態及傳質性能進行了深入的分析。

3 塔器大型化的發展趨勢

3.1 塔器大型化

隨著大型石油化工項目的發展，精餾塔大型化進程也逐漸加快。精餾過程大型化就是現代化工業發展的重要趨勢，在使用的過程中可以起到降低能耗、提升設備使用效率、減少廢物排放等作用。精餾過程大型化的發展面臨著系列的科學和工程問題。在分離的問題上，塔器的大型化能夠讓液氣兩相的接觸方式發生改變，從而對塔內的熱量和質量傳遞的過程產生影響，實現降低分離效率的目的。

3.2 數字化設計技術的發展

在工程實踐的過程中，計算機軟硬件的發展被廣泛的應用于這個過程，計算流體力學的理論也逐步在完善，所以數字化設計技術成為了新的發展趨勢。數字化設計技術逐漸成為指導著大型塔內部結構的設計和系列問題的診斷并逐漸優化的主要工具，呈現出集成化系統的發展趨勢。

4 精餾技術的工業應用

在二十一世紀發展的進程中，化學工業是當今國民經濟發展的支柱型產業，精餾技術在此行業領域的應用占有著舉足輕重的地位，其在發展與進步的過程中產生了巨大的經濟效益和社會價值。通過長期不懈的研究與實驗分析，人們對精餾技術逐漸擁有了更加深刻的認識，其中的流體力學、氣液傳質和過程中的強化等都具備了更加完善科學的理論模型，并且已經成功的適用于工業中的大型精餾裝置中。

4.1 精餾過程的節能技術

精餾過程中節能技術的應用主要是針對回流比、操作的壓力等具體參數做出優化。對回流比進行適當的優化，能夠有效地降低或提升能耗。降低精餾塔中的操作壓力，能夠適當的減小系統中的有效能損耗，由此達到節能的最終目的。相比來說，輕烴和氣分等工藝流程可以有針對性的進行加壓精餾的操作，從而達到提升塔頂溫度的效果，這個過程省去了冷凍介質，實現了節能的目標。對進料的位置進行優先選擇，能夠及時降低塔內的氣液反混程度，這樣有效的降低了分離的難度，以此實現節能。

4.2 精餾過程的強化技術

精餾過程中的強化技術是提升效率、降低能耗并減少廢氣排放的重要手段，這是當今社會化學工業發展的重要方向。化工過程中的強化主要包含著生產設備的強化過程和生產流程的強化過程。對生產設備進行適當的強化包含著開發新型的高效傳質元件，同時開發出緊湊的傳熱元件與新式的微反應器等多種技術手段；生產過程中的強化包含著反應及分離耦合等技術方法。

4 結語

近年來，伴隨著精餾技術的實際應用，一些需要重視的問題也逐漸體現出來，所以需要在精餾技術研究的進程與工業應用的過程中，專注于提高傳質效率，并且提出更加專業科學化的傳質理論，開發新時代多層次并適用于交叉領域的節能型耦合精餾技術。

[1]任海倫,安登超,朱桃月,李海龍,李鑫鋼.精餾技術研究進展與工業應用[J].化工進展,2016,06:1606-1626.

司穩琴（1983-），女，漢族，甘肅蘭州，本科，研究方向：化學工程與工藝。