乙醇精馏节能展望
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国内乙醇发展现状及发展趋势近年来,随着环保意识的增强和对可再生能源需求的提高,乙醇燃料逐渐成为国内能源领域的一项重要发展方向。
乙醇燃料是一种以生物质为原料通过发酵和蒸馏制得的液体燃料,具有低碳排放、可再生、燃烧清洁等优点,被广泛应用于汽车燃料和工业燃料等领域。
国内乙醇发展已经取得了一定的成绩。
首先,乙醇汽油的推广应用逐渐扩大。
乙醇汽油是指将乙醇与传统汽油按一定比例混合而成的燃料,目前国内已经形成了乙醇汽油的生产和销售体系。
根据国家能源局的数据,截至2021年底,全国共有357个乙醇汽油混合泵站,乙醇汽油销售量达到了260万吨。
其次,乙醇燃料乙二醇产业也在不断发展壮大。
乙二醇是一种重要的有机化工原料,广泛应用于纺织、化妆品、塑料等领域。
目前国内乙二醇产能处于高位运行状态,年产量已超过1000万吨。
然而,国内乙醇发展还面临着一些挑战和问题。
首先,乙醇燃料的生产成本相对较高。
由于乙醇燃料的生产需要大量的生物质原料和能源消耗,导致其成本较传统燃料高出一定比例。
其次,乙醇燃料的供应链建设仍不完善。
乙醇燃料的生产、储运和销售环节还存在一些问题,如生产设施不足、运输成本高、销售渠道不畅等,限制了乙醇燃料的推广和应用。
此外,乙醇燃料的技术瓶颈也是制约其发展的一个重要因素。
乙醇燃料的燃烧效率和动力性能相对传统燃料还有一定差距,需要进一步改进和提升。
为了推动国内乙醇发展,未来需要采取一系列措施。
首先,加大对乙醇燃料产业的政策支持力度。
国家应出台相关政策,提供财政补贴和税收优惠等扶持措施,降低乙醇燃料的生产和销售成本。
其次,加强乙醇燃料的科研和技术创新。
通过技术研发,提高乙醇燃料的燃烧效率和动力性能,降低其对发动机的影响。
同时,加强乙醇燃料的生产技术改进,提高生产效率和产品质量。
另外,加强乙醇燃料的供应链建设和市场拓展。
通过加大乙醇汽油混合泵站的建设和乙醇燃料的销售渠道拓展,提高乙醇燃料的供应稳定性和市场覆盖度。
总的来说,国内乙醇发展正处于快速发展阶段,取得了一定的成绩。
酒精蒸馏生产节能技术摘要:我们国家的酒精生产行业呈现出发展速度持续加快的趋势,生产过程中主要采用手工蒸馏方法,因而要对蒸馏环节加以重点关注。
众所周知,蒸馏环节消耗的能量是非常大的,所以要对节能技术加以合理应用,如此可以使得生产成本控制在合理的范围内,可持续发展也可实现,除此以外,酒精产品的质量会有大幅提升。
对于酒精生产行业来说,应该要依据自身的实际情况对节能控制方法进行深入探索,如此方可保证市场竞争力大幅增强,进而使得行业发展更为稳健。
关键词:酒精;蒸馏生产;节能措施引言:在进行酒精生产时,蒸馏环节是不可忽视的,其对产品质量、产量均会产生直接影响,而且此环节消耗的能量也是非常大的。
从我们国家的食用酒精生产的现状来看,手工蒸馏操作的应用是较为常见的,因而在当下要对节能技术加以深入的研究,在保证产品质量达到要求的前提下,对能量消耗加以严格控制,如此方可使得企业投入的成本大幅降低,市场竞争力也会明显增强,自身的可持续发展也就可以得到保证。
1传统酒精蒸馏生产耗能状况1.1传统的直接发酵法过去很长一段时间内,酒精生产采用了传统发酵方法,也就是将原料确定后对其进行蒸煮,达到糊化状态后掺入淀粉酶,确保液化、糖化目的达成,之后将酵母加入其中,这样就可实现酒精的转化。
然而在新阶段,能源短缺问题越发严重,不少的国家针对节能技术展开深入研究。
众所周知,传统发酵方法需要消耗的能量是非常大的,尤其是蒸馏、发酵阶段的耗能所占比例达到了60%至70%,因而在当下,相关人员的研究方向放在了如何让生淀粉能够直接进行酒精发酵,以期使得能耗大幅降低[1]。
1.2传统发酵法对传统原料进行蒸煮的过程中,糖化的实现难度是较大的,导致此种情况出现的原因是生淀粉分子有着自身的排列组合顺序,而且其细胞壁呈现出质地坚硬的特征,虽然经过了发酵,也很难破坏,如果这两个影响因素未能消除的话,原料想要经过发酵实现糖化是较为困难的。
在蒸煮原料的过程中,植物当中存在的生淀粉会发生糊化,持续的高温能够实现杀菌目的,这样一来,酒精产品的安全性就可得到保证,质量也会有明显提升,此种方法还可使得糖化发酵的便捷性大幅提升,并保证现行的酒精标准能够执行到位[2]。
精馏过程节能技术综述现代工业生产过程中,精馏过程是十分常见的一种操作,用于从混合物中分离出不同组分。
然而,传统的精馏过程存在能源浪费的问题,因为它需要大量的能源来进行加热和冷却。
因此,如何降低精馏过程的能源消耗成为了一个重要的研究方向。
在过去的几十年里,研究人员提出了多种节能技术,以下综述了一些常见的节能技术。
首先,改进传统精馏塔的设计是一种简单但有效的节能方法。
例如,使用多级精馏塔可以增加分馏塔的效率,减少需加热和冷却的动力。
此外,增加塔内的换热面积也可以改善能量利用率。
此外,通过使用先进的塔内填料和分布器,可以提高物质的传质效率,从而减少所需的塔高和物料回流比例。
其次,热力耦合是另一种常用的节能技术。
该技术通过将不同温度的流体进行热交换,来降低能源消耗。
例如,实施热力耦合可以将进出精馏塔的气体进行热交换,从而降低所需的加热和冷却负荷。
此外,热力耦合还可以用于塔内热交换,例如通过使用塔内回流来预热进入精馏塔的物料。
另外,采用较低的工艺温度和压力也可以有效地减少精馏过程的能耗。
降低工艺温度可以减少所需的加热负荷,而降低工艺压力可以减少所需的冷却负荷。
因此,在设计和操作精馏过程时,应考虑选取较低的工艺温度和压力,以降低能源消耗。
此外,使用较低的辅助能源,如太阳能、余热等,也是一种常用的节能技术。
太阳能可以用于提供所需的加热或冷却能量,从而降低对传统能源的依赖。
余热是指在其他工艺过程中产生的废热,在精馏过程中可以被回收利用,用于提供所需的加热或冷却能源,进一步减少能源消耗。
最后,引入新的分离技术也是提高精馏过程能耗效率的一种途径。
例如,膜分离技术被广泛应用于分离混合物中的气体或液体组分,并且其能耗通常较低。
相比传统的蒸馏过程,膜分离技术不需要额外的加热和冷却能源,因此能够有效地节约能源。
总的来说,精馏过程节能技术的研究和应用对能源的合理利用具有重要意义。
通过改进传统精馏塔的设计、热力耦合、降低工艺温度和压力、使用低辅助能源和引入新的分离技术等方法,可以有效地降低精馏过程的能耗。
精馏过程的节能降耗精馏过程在化工产业中是一项重要的分离技术,但是它也是能耗较高的过程。
为了降低能耗,节能降耗已经成为精馏技术的一个重要研究方向。
本文将介绍几种精馏过程的节能降耗技术。
首先,提高精馏塔的热效率是提高精馏过程的一个关键。
一种常见的做法是引入换热器网络来最大程度地利用出塔冷凝液和进塔蒸汽之间的热量传递。
这种方法可以降低所需的蒸汽量,从而降低了能耗。
此外,还可以使用多效精馏、热泵或采用废热回收技术进一步提高热效率。
其次,提高精馏过程的物质效率也是节能降耗的一个重要途径。
物质效率是指在精馏过程中使用的干燥剂或者吸附剂能够更有效地去除杂质,从而减少能耗。
通过改进精馏塔的操作条件,如温度、压力和液体流速等参数,可以提高物质效率。
同时,使用高效的精馏填料或者塔板也能够提高分离效果,减少杂质的含量。
此外,使用先进的辅助技术可以进一步降低精馏过程的能耗。
例如,在精馏过程中引入膜分离技术可以减少能源消耗。
膜分离技术是一种基于材料表面或孔隙的选择性渗透性原理分离混合物的方法。
与传统的溶剂萃取或者蒸馏技术相比,膜分离技术具有能耗低、操作简单、体积小等优点。
通过将膜分离技术与精馏过程相结合,可以实现更高效的分离效果。
最后,优化精馏过程的操作策略也是节能降耗的一个重要途径。
通过优化参数设定和控制策略,可以使精馏过程更加稳定和高效。
例如,采用先进的控制算法,如模型预测控制或者模糊控制算法,可以实现对精馏过程的快速响应和精确控制,从而降低了能耗和运行成本。
总的来说,精馏过程的节能降耗是一个涉及多个方面的工程问题。
通过提高热效率、物质效率,使用先进的辅助技术和优化操作策略,可以有效地降低精馏过程的能耗。
这些节能降耗技术不仅可以减少环境污染,还可以提高精馏过程的经济效益。
因此,精馏过程的节能降耗在工业应用中具有重要的意义。
精馏过程的节能降耗摘要:精馏过程的节能,对于减少能源消耗,降低生产成本和保护环境具有十份重要的意义。
在精馏过程中可以采用最适宜回流比操作和最佳进料状态,使用中间冷凝器和中间再沸器,多效精馏技术、热泵精馏技术。
合理安排多组分物料分离流程,提高过程的分离效率、提高物料回收率,进而降低能耗。
并介绍我国精馏过程的节能现状与趋势。
关键词:精馏过程;节能;回流比;降耗,0前言在化工生产过程中,分离是非常重要的一个过程单元,它直接决定了最终产品的质量和收率,工业生产中占据着主导地位的分离方法就是精馏。
精馏是利用混合物中各组分挥发度的不同利用能量进行分离的操作单元,具有独特的优势。
据估计,化工过程中40%~70%的能耗用于分离,而精馏能耗又占其中的95%。
因此随着世界能源的日益短缺,精馏过程一直是研究者节能挖潜的热点对象,它的每一个进展都会带来巨大的经济效益。
多年来,人们已采用了多种方法和手段对精馏过程进行节能降耗的研究,按照流程是否改变及是否利用过程技术可以将其分为三类:1)利用过程技术对精馏塔的操作条件进行优化,以减少精馏塔所消耗的能量,如以产品物流预热进料、增加塔板数、减小回流比、增设中间再沸器和中间冷凝器等;2)开发了许多高效节能的特殊精馏工艺流程,如热泵精馏、多效精馏等。
1.1最适宜回流比和最佳进料状态[1]回流比直接影响再沸器和冷凝器的热负荷,决定精馏分离的净功耗,因此大体上确定了操作费用,同时还与塔设备的投资密切相关。
在最小回流比Rmin附近,随R的增长,操作线与平衡线间的距离增大,达到规定分离要求所需的塔板数减少,使得设备费用下降。
如果进一步增加回流比,在塔板数减少的同时,塔中蒸汽流率和换热器热负荷的增大,造成塔径、再沸器和冷凝器传热面积增大,使设备费用增加。
因此,应当根据总费用最小原则来选取适宜回流比。
进料状态(用加料状态参数q表示)的不同,将造成塔中精馏段和提馏段气液相流率的变化,从而影响R,以及达到规定分离要求所需的理论板数和再沸器和冷凝器的热负荷。
酒精蒸馏生产节能技术探析摘要:目前,我国大多数酒精生产行业,都采用手工蒸馏操作的方法生产,在酒精生产的过程中,蒸馏既是最重要的生产环节,同时也是整个生产过程中能量消耗最多的环节。
因此,采用节能技术生产酒精蒸馏,不仅有利于酒精生产企业降低生产成本,实现可持续发展策略,还能够在满足合格酒精产品的要求上,实现节能控制的需求。
因此,酒精生产行业应积极探索节能控制的方法与手段,只有这样才能提升酒精行业的市场竞争力,并为酒精市场开拓出一片新的天地。
关键词:酒精;蒸馏生产;节能措施1 酒精蒸馏生产耗能现状1.1 最佳回流比的调节问题自国家食用酒精新标准GB10343—2008发布实施后,各普通级食用酒精生产品企业采用工艺都是三塔蒸馏—即粗馏塔、醛塔和精馏塔或是粗馏塔、精馏塔和甲醇塔。
在精馏塔中,较高纯度的酒精蒸气聚集在塔顶并经过塔顶冷凝器冷却成液体,贮存在贮罐中,其中一部分作为最终产品而采出,另一部分作为回流返回蒸馏塔。
回流量的大小取决于酒精生产要求的纯度,同时受设备运行状况的影响。
而回流量又在很大程度上决定了蒸馏过程的耗量消耗。
如何控制好工艺,在保证产品质量的前提下尽可能地节能,是蒸馏生产的难题。
1.2 采用直接加热蒸馏工艺在酒精生产企业中有很多企业采用蒸气直接加热醪液的生产工艺,因为是直接加热。
不能很好地利用好蒸气冷凝水回转供应锅炉生产用水,该蒸馏工艺既浪费了蒸气冷凝水又可能过多产生废液,同时也增加了能耗。
1.3 蒸馏生产是手动操作系统很多酒精生产企业在蒸馏生产中没有安装DCS自动操作系统,全部采用手动操作,而由于酒精蒸馏控制系统具有复杂性的特点,手动操作很难平衡生产的各参数,进气、排废操作也不能稳定,因此在生产中也易产生用汽过大而塞塔,从而影响产品质量,也耗去大量的蒸气,进而造成能耗的增加。
1.4 余热利用率低没有充分利用再沸器设备进行余热回收,特别是精塔废液的余热回收工作做得不好,造成高温废液中的低热值水蒸气随废液排走而造成浪费,无形中增加能耗。
化工精馏节能技术探讨化工精馏是一种广泛的分离技术,广泛应用于炼油、化工、精细化工、制药等行业。
由于化工精馏的能耗和排放量较高,为了减少对环境的影响以及降低生产成本,探究化工精馏节能技术的应用显得十分重要。
一、精馏原理精馏是一种将混合物中的组分分离为一系列固定沸点组分的方法。
在一个精馏塔中,混合物在塔底蒸发后升往塔顶,通过多级板或者填料进一步蒸馏和分离。
不同沸点的组分会在不同的塔板或填料层凝结、液化分离出来。
经过多次分离,可以得到高纯度的分离产物。
二、节能措施1. 优化工艺参数通过客观分析和实验对化工精馏的工艺参数进行优化,可以达到节能的目的。
优化参数包括塔径、进料温度、进料速率、再沸点的选择等。
优化参数的主要目的是降低热量的损耗,提高再沸进料的回收,提高产品的纯度。
2. 应用热力学分析方法化工精馏通过热量供给来产生馏出性的分级蒸馏过程。
对于具有相同沸点的混合物,应用热力学分析方法来计算馏出程度,优化精馏条件,可达到节约热量、降低气体排放的目的。
3. 利用先进的装置技术采用先进的塔板、塔壳、填料技术,可以优化气液流动、充分利用热量,提高馏分的产量和质量。
例如,采用结构平面装置来提高塔顶的分馏效果,以及选用有效的填料来提高再沸孔的分馏效果等,都是有效的节能措施。
4. 优化回收系统采用高效的回收系统能够有效地提高化工精馏的再利用效益。
例如,实施热回收技术来回收热量和回收常温下的再沸馏分等都能达到节能的目的。
三、总结化工精馏在工业生产和人类生活中有着广泛的应用,同时其高耗能、高排放的特点也给环境带来了不小的影响。
为了减少对环境的影响,降低生产成本,我们需要探究化工精馏的节能降耗技术。
采取以上措施,能够有效地降低化工精馏的能耗和排放,提高生产效益,是企业可持续发展的重要措施。
精馏过程节能技术综述摘要:精馏是化学工业中高能耗的操作单元,在当今能源紧缺的情况下, 对精馏过程的节能技术进行研究具有重要的社会意义和实际意义。
本文从精馏过程中热能的充分利用,提高精馏系统的热力学效率以及减少精馏过程对能量的需要这三大主要方面介绍了精馏过程的节能措施,对各个类型的主要节能方法、优缺点和适用范围进行了较为详细的叙述,并介绍了我国精馏过程节能技术的发展现状与趋势。
关键词:精馏节能前言:精馏过程是一个伴随传热和传质的复杂过程,被广泛应用于石油化工和精细化工等领域,是化学生产中主要的能源消耗环节,具有变量多、机理复杂等特点。
据相关资料统计,化工生产过程中有40%~70%的能耗用于分离过程,而精馏所消耗的能量就占据了其中的95%。
自从世界性的能源危机爆发以来,精馏过程的节能问题已经引起了人们的广泛重视。
因而降低精馏过程中的能耗,对于节约能源,降低生产成本有着至关重要的作用,本文就精馏过程中的节能措施进行了详细的介绍。
1.精馏过程节能技术现状:目前,随着化工生产中分离物料的组分不断增多,对产品纯度的要求也不断提高,但精馏装置操作往往偏于保守,操作方法、操作参数设置不尽合理。
典型的单级精馏装置中,混合物料从某一中间位置进入塔内,塔内设有塔板或填料促进汽液两相之间的相互接触,塔底液相在再沸器中被加热,塔顶的蒸汽在冷凝器中冷凝为馏出液。
在该精馏过程中所消耗的绝大部分能量被冷却水或分离组分带走,并非用于实际的组分分离,因此精馏过程的节能技术具有广阔的发展空间。
近年来,世界能源短缺状况加剧,各国对精馏节能技术的研究都很重视,以精馏过程节能技术为中心的研究和应用得到了飞速的发展。
据统计,我国的炼油厂消耗的原油占其炼油量的8%~10%,其中很大一部分消耗在了精馏过程中。
在现今能源资源紧缺的情况下,对精馏过程的节能研究就变得十分重要。
2. 充分利用精馏系统的热能:这类节能技术主要包括保温隔热,回收物料的部分显热或潜热,优化热交换器这三种方法。
乙醇燃料的技术改进和创新发展随着能源需求的不断增长和环保意识的加强,乙醇燃料作为一种新型清洁能源逐渐受到人们的关注。
乙醇燃料可以作为汽车、机器等各种机械设备的能源来源,同时也可以用作航空燃料和燃料电池等应用领域。
但是,乙醇燃料在其生产、储存和运输等方面仍然存在一些技术难点和瓶颈,需要不断进行技术改进和创新发展,以应对未来的新型能源需求。
本文将针对当前乙醇燃料技术发展的现状和挑战,探讨其技术改进和创新发展的方向和措施。
一、现状及存在的问题乙醇燃料的生产主要采用玉米、小麦、甜菜等作物为原料,经过发酵和蒸馏等工艺制成乙醇燃料。
目前,乙醇燃料已经成为全球应用最为广泛的生物质能源之一,但是其应用仍存在一些问题。
首先,乙醇燃料的生产成本较高。
乙醇燃料的生产需要消耗大量的原材料和能源,同时,生产过程中还会产生大量的二氧化碳等排放物,这些都会增加生产成本。
其次,乙醇燃料的储存和运输难度较大。
由于乙醇燃料具有易挥发、易吸水等特性,需要在生产后立即输送到使用地点,否则就会发生质量变化,影响使用效果。
同时,乙醇燃料运输过程中,还需要考虑安全问题。
最后,乙醇燃料的应用范围仍然不够广泛。
由于乙醇燃料的生产和应用仍处于起步阶段,各国的政策法规、技术标准等尚未完全统一,这给乙醇燃料的应用带来了一些限制。
二、技术改进方向针对当前乙醇燃料存在的问题,可以从以下几个方面进行技术改进。
1.生产技术的改进。
为了降低乙醇燃料的生产成本,可以通过开发新型的生产工艺、优化生产流程等手段来提高生产效率。
比如,可以采用生物质催化裂解、化学催化转化等技术来实现乙醇的高效生产。
2.储存和运输技术的改进。
为了保证乙醇燃料的质量和稳定性,可以采用新型储存和运输方法。
比如,可以采用气体吸附、离子交换等技术来改善乙醇燃料的储存条件;可以采用专用运输设备,例如贮箱、泵等来保证乙醇燃料的运输安全。
3.应用技术的改进。
为了推广和应用乙醇燃料,可以加强相关政策的制定和推广,同时开发新型的应用技术,以提升乙醇燃料的适用性和竞争力。
酒精蒸馏技术的进步与节能减排发表时间:2019-06-26T14:17:29.307Z 来源:《防护工程》2019年第6期作者:侯博[导读] 在酒精生产过程中需要消耗大量的蒸汽进行酒精蒸馏,蒸汽的使用量与产品质量与蒸馏工艺息息相关。
中粮生化能源(肇东)有限公司黑龙江肇东 151100摘要:差压酒精蒸馏技术是蒸馏技术的一大进步,为提升蒸馏效果和节能减排生产提供了有利的技术支持。
本文就酒精蒸馏技术进步过程中蒸馏流程变化进行论述,并给出提高酒精蒸馏质量的相关方案。
关键词:酒精蒸馏技术;技术进步;节能减排引言:在酒精生产过程中需要消耗大量的蒸汽进行酒精蒸馏,蒸汽的使用量与产品质量与蒸馏工艺息息相关,也直接决定着蒸馏成本。
差压酒精蒸馏技术能够有效的减少酒精蒸馏过程中冷却水的用量,可以减少槽液与废液的排放量,是目前为止最节能环保的酒精蒸馏方式。
一、酒精蒸馏技术的发展流程(一)单塔常压蒸馏单塔常压蒸馏是最传统的蒸馏方式,使用单独的蒸馏塔在常压状态下进行酒精蒸馏是加热的蒸汽与冷却后的液体随着蒸馏槽液一起排出的蒸馏方式。
这种蒸馏方式很大程度上增加了蒸馏槽液的排放量,不利于酒精蒸馏行业的节能减排。
(二)两塔常压蒸馏两塔常压蒸馏是单塔蒸馏方式的改进版,由一个酒精蒸馏的粗蒸馏塔与精蒸馏塔组成。
两塔基本的蒸馏过程与单塔常压蒸馏方式相同,但通过两塔蒸馏排除的槽液量会大幅度减少,该部分为粗酒精所蕴含的水分和部分蒸汽过程中使用的冷凝水。
精馏塔蒸馏完成后,底部的废液相较于单塔常压蒸馏所残留的更为纯净,可以用作蒸馏设备的杀菌处理和冲洗,可以有效的节约酒精蒸馏蒸汽使用量。
并且,两塔常压蒸馏可以有效的提升粗镏塔的维护质量,减少建立蒸馏塔的高度,有效的减少建设成本,从根本上提升企业经济效益。
下图1为两塔常压蒸馏流程。
图1两塔常压蒸馏流程(三)双塔进料三塔差压蒸馏双塔进料三塔差压蒸馏方式由一个粗镏塔与两个精馏塔组成,发酵成熟醪通过两路共同进入到蒸馏设备中,一路通过粗镏塔,一路通过第一精馏塔进入到蒸馏过程中。
酒精蒸馏生产节能技术探讨摘要:酒精是人们日常生活中很容易接触到的产品,除了可以饮用之外,还被应用在消毒、有机原料、汽车燃料等多个领域,而酒精蒸馏工作作为酒精生产过程中的重要流程,将会直接影响到酒精生产效率与质量,随着“节能减排”口号的提出,相关工作人员加大了的对酒精蒸馏技术的研究,基于此,本文对酒精蒸馏生产节能技术做出了阐述,以期为工作人员提供帮助。
关键词:酒精;蒸馏;生产;节能技术引言酒精生产流程主要分为三步,蒸馏只是其中之一,目前我国绝大多数酒精生产企业都会使用手工操作完成蒸馏过程,以此来保证生产质量,利用手工蒸馏操作会消耗大量的能量,与我国社会经济可持续发展战略不符,因此在完成蒸馏过程时,使用相关技术是社会发展必然趋势,同时使用相关技术完成酒精蒸馏技术还可以降低生产成本、提高工作效率,可以提高酒精生产企业的市场竞争力。
1 酒精蒸馏耗能情况1.1最佳回流比调节问题在我国相关部门颁布的酒精新保准GB10343-2008正式使用后,从事普通级使用酒精生产的企业在进行酒精蒸馏工作时都会选择三塔蒸馏,即利用“粗馏塔、醛塔、精流塔”或“粗馏塔、精流塔、甲醇塔”完成酒精蒸馏工作。
在精馏塔中,纯度较高的酒精蒸汽会聚集在塔顶,在经过冷凝器后会变为液体,流入到贮罐中进行存储,在这其中只有一小部分会被当作最终产品生产出来,剩余酒精液体会当作回流返回到蒸馏塔内。
回流量的具体数值与所生产酒精的纯度以及设备运行状况有关,而回流量的大小将会直接影响酒精蒸馏过程中的能耗总量,基于此,如何对此项技术进行控制,在保证生产质量不受影响的前提下完成节能,已经成为了工作人员需要解决的难题之一。
1.2直接加热蒸馏通过市场调查可知,目前我国有一部分酒精生产企业在进行酒精蒸馏工作时,会选择利用蒸汽直接加热醪液这种蒸馏技术,由于是直接加热,因此工作人员在利用蒸汽冷凝水回转供应锅炉生产用水时会出现一些问题,也就是说这种蒸馏技术会造成蒸汽冷凝水浪费,同时由于这种蒸馏技术在使用过程中会产生较多废液,会增加酒精蒸馏耗能。
乙醇燃料的市场趋势和未来发展方向乙醇燃料,作为一种替代传统石油燃料的清洁能源,近年来受到越来越多的关注。
目前,全球乙醇燃料市场规模不断扩大,在美国和巴西等国家,乙醇燃料已经成为了重要的汽车燃料之一。
本文将讨论乙醇燃料的市场趋势和未来发展方向。
一、乙醇燃料的市场趋势1. 国家政策的推动随着全球环保意识的不断提高,许多国家开始出台支持乙醇燃料开发的政策。
例如,美国政府通过生物燃料标准(RFS)及生物质能源计划(BEP)等政策,推动乙醇燃料产业的发展。
中国政府也在不断出台相关政策,加大对乙醇燃料的支持力度,鼓励企业加强技术研发。
2. 石油价格的波动性随着石油价格的不断上涨和波动,许多国家开始关注乙醇燃料。
乙醇燃料的拉动效应,促进了包括玉米、甜菜、玉米秸秆、木质纤维素以及其他生物物质在内的多种原料产业的发展。
此外,乙醇燃料较石油燃料更环保、经济,可显著减少对环境的污染。
3. 轻型汽车需求的提高由于全球经济的发展,柴油车的销量不断增长,但同时也带来了严重的空气污染问题。
为了应对这一问题,乙醇燃料成为了替代石油燃料的首选。
欧洲、北美和亚太地区的许多国家已经开始推广乙醇燃料汽车,使其成为一个全新的市场。
二、乙醇燃料的未来发展方向1. 高效生产技术的研发乙醇燃料生产过程中需要大量的水和能源,如何实现绿色、低能耗、高效的乙醇燃料生产技术是未来的发展方向。
目前,不少企业正在探索新型生产技术,以提高生产效率和降低生产成本。
2. 多样化的原料开发玉米一直是制造乙醇燃料的主要原料,但随着生物质能源技术的不断发展,人们开始关注其他生物质原料的利用。
如木质纤维素等资源,这对降低乙醇生产成本和减少对饲料作物的竞争具有积极的意义。
3. 良好的产业化环境建设除了研发技术和探索原料,建立良好的产业化环境也是乙醇燃料发展的一个关键因素。
政府需要出台相关政策,并依托于市场力量,为企业提供有力的政策支持,规范市场秩序。
综上所述,乙醇燃料的市场前景和未来发展方向是值得关注的。
乙醇热泵精馏的节能特性与热力学研究乙醇热泵精馏的节能特性与热力学研究一、引言随着全球能源危机的加剧以及环境保护意识的提高,节能成为了当下社会关注的焦点之一。
在化工工业中,乙醇的生产和精馏是能耗较高的过程之一。
因此,研究乙醇热泵精馏的节能特性和热力学行为具有重要的意义。
本文旨在通过热力学分析,探讨乙醇热泵精馏的节能特性,并提出相关的优化建议。
二、热泵精馏技术的简介热泵精馏技术是一种能耗较低的分离技术,通过使用热泵工作介质的高温废热来提供蒸馏塔的外加热,减少传统精馏过程中对蒸汽的需求。
由于乙醇精馏过程中蒸发潜热较大,因此应用热泵技术进行乙醇精馏具有很大的潜力。
三、乙醇热泵精馏的节能特性乙醇热泵精馏相较于传统的乙醇精馏具有明显的节能优势。
首先,通过使用热泵工作介质的高温废热来提供蒸馏塔的外加热,可以减少对蒸汽的需求,从而降低了能耗。
其次,热泵技术能够利用回收的废热对进料进行预热,提高了塔顶温度,增强了馏分的分离效果,进一步提高了能耗效率。
另外,热泵技术还可以降低精馏塔的工作压力,减少蒸汽的产生,从而减少了与锅炉相关的运行费用。
四、乙醇热泵精馏的热力学研究对乙醇热泵精馏的热力学行为进行研究可以优化热泵设备的设计和操作。
首先,需要确定适宜的工作介质。
乙醇热泵精馏的工作介质应具备较高的汽化潜热和较低的饱和蒸汽压力,以保证充分利用高温废热和提高节能效果。
其次,需要调查系统的热力学特性,如热力学参数、平衡曲线等,以便优化精馏塔的位置、塔板数等参数。
最后,研究乙醇与工作介质的相互作用,了解在乙醇和工作介质间的传热和传质机理,进一步提高热泵精馏的效果。
五、乙醇热泵精馏的优化建议基于热泵精馏的节能特性和热力学研究,可以提出一些优化建议。
首先,选择适合乙醇热泵精馏的工作介质,如氨、甲醛等,以实现更好的节能效果。
其次,通过优化精馏塔的设计和操作,如增加塔板数、调整回流比等,提高精馏的分离效率。
最后,结合热泵技术和其他节能技术,如余热回收等,进一步提高整个生产流程的能耗效率。
酒精蒸馏生产节能技术摘要:酒精蒸馏是一种常见的制酒工艺,也是酒类生产中不可或缺的步骤。
然而,传统的酒精蒸馏过程存在一定的能源浪费和热损失问题。
因此,探索和应用节能技术对于提高酒精蒸馏的效率和降低能源消耗具有重要的意义。
综上,本文将深入分析酒精蒸馏生产节能技术要点,希望提高技术应用效果与生产效率。
关键词:酒精蒸馏;生产节能;技术要点前言:酒精蒸馏生产节能技术的应用具有重要的价值。
通过节能技术,可以降低酒精蒸馏的能耗,提高生产效率,改善产品质量。
这不仅有利于企业降低成本,提高竞争力,也符合现代社会对于环境保护和可持续发展的要求。
因此,在酒精蒸馏工艺中广泛推广和应用节能技术,对于实现酒类行业的可持续发展具有重要的意义。
1.多级蒸馏酒精蒸馏是一种重要的工业过程,用于生产酒精、酒精溶液等。
传统的酒精蒸馏过程中存在能源浪费的问题,为了解决这个问题,采用多级蒸馏技术是一种有效的节能措施。
传统的酒精蒸馏过程中存在能源浪费的问题,为了解决这个问题,采用多级蒸馏技术是一种有效的节能措施。
多级蒸馏是指通过将蒸馏过程分成多个阶段进行,每个阶段都有一个蒸馏塔[1],每个蒸馏塔都有不同的温度和压力。
通过这种方式,可以使得蒸馏过程中液体逐级降温,回收过程中能量的损失最小化。
在多级蒸馏系统中,通常使用回流和分馏两个步骤来实现能源的高效利用。
首先,馏出液体经过冷凝器冷却,部分液体变成回流液体,回流到上一级塔中继续蒸馏。
这样可以使得蒸汽中的热量得到充分利用,提高能量回收率。
其次,在分馏过程中,通过控制每个阶段的温度和压力来分离组分。
高温的蒸馏液体在蒸馏塔中上升,经过冷凝器冷却后变成液体,回流到上一级塔中。
低温的分馏液体则从塔底排出,经过进一步处理后得到所需的酒精产品。
这种逐级降温的方式、回收能量的方法,有效降低了能量的浪费。
多级蒸馏系统不仅可以提高能源利用效率,还可以减少对环境的影响。
通过优化蒸馏过程中的温度和压力控制,可以减少能源的消耗,降低排放物的产生。
炼油、石化生产过程中大量存在的分离、换热和反应工序,节能潜力巨大.能源是社会发展和进步的重要物质基础。
我国的能源储量以及一次能源的开发和消费量居世界前列,而能源的总利用率则远低于欧美和日本。
化学工业是个耗能大户,能耗量约占全国能源总消费的9%—10%,占工业用能的13%-15%,因此,化工节能对缓解我国能源的供需矛盾影响很大。
在当前世界性的能源危机面前,化学工业必须首先关注节能降耗和节能新技术的研究应用。
本文就我国化学工业中最普通也是能耗较多的分离过程这一领域中的一些节能现状作一粗略介绍。
一精馏过程的节能降耗精馏技术是化工领域中最为成熟,应用最为广泛且必不可少的单元操作,同时也是工业过程中能耗和设备投资高的设备,在炼油、石化等行业中,其能耗占全过程总能耗的一半以上。
因此对精馏过程节能技术的研究具有极其重要的意义。
国内外已开发并应用了一些节能型耦合精馏塔,如反应精馏塔(Reactive Distillation Column)、热耦合精馏塔(Petlyuk Column)、隔板精馏塔(Dividi Wall Column,简称DWC)等。
精馏过程的节能主要有以下几种基本方式:提高塔的分离效率,降低能耗和提高产品回收率;采用多效精馏技术;采用热泵技术等.1.1板式塔1。
1.1高效导向筛板高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点,目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等.1。
1。
2板填复合塔板板填复合塔板充分利用板式塔中塔板间距的空隙,设置高效填料,以降低雾沫夹带,提高气体在塔内的流速和塔的生产能力。
同时气液在高效填料表面再次传质,进一步提高了塔板效率.由于负荷下限未变而上限大幅度提高,因此塔的操作弹性也大为提高。
板填复合塔板已在石化、化工中的甲苯、氯乙烯等多种物系中得到成功应用。
1.1。
3复杂精馏塔传统的精馏塔及其精馏序列已不适应当前过程集成、设备集成的发展趋势。
乙醇燃料的应用前景和市场前景随着社会的发展和能源环境的变化,绿色可再生能源越来越受到重视,乙醇燃料作为一种可再生能源,在未来的市场中有着广阔的应用前景和市场前景。
在本文中,将会对乙醇燃料进行分析和解析,剖析其应用前景和市场前景。
一、乙醇燃料的基本情况1.乙醇燃料的定义乙醇燃料,是一种由农作物和植物废弃物等可再生原料通过发酵和蒸馏等工艺生产的一种替代石油的燃料。
2.乙醇燃料的种类乙醇燃料可以分为两种,分别为E10和E85。
其中,E10是指含有10%乙醇的汽油,E85是指含有85%乙醇的燃料。
3.乙醇燃料的优点乙醇燃料的优点主要包括以下几个方面:(1)环保:乙醇燃料可以减少二氧化碳、尾气排放等污染物,会更好地保护大气环境。
(2)可再生:乙醇燃料是一种由农作物和植物废弃物等可再生原料制成的燃料,其源源不断的可再生性使其更具可持续发展性。
(3)价格:相较于传统的石油燃料,乙醇燃料的价格更具有竞争力。
4.乙醇燃料的适用范围目前,乙醇燃料的适用范围已经越来越广,主要包括以下几个领域:(1)机动车:一些国家已经开始促进乙醇燃料的应用,例如巴西、美国以及欧盟等地,均将乙醇燃料作为一种替代石油的燃料进行大力推广。
(2)动力机械:乙醇燃料可以作为动力机械的燃料,例如发电机和船舶等。
(3)生物化学制品:乙醇燃料作为一种原料,可以生产生物化学品,例如食品、医药、化妆品等。
二、乙醇燃料的应用前景1.全球乙醇燃料市场规模据统计,2018年全球乙醇燃料市场规模达到了2870.8亿美元,预计到2025年将达到4982.4亿美元。
2.乙醇燃料的国内市场前景随着我国绿色可再生能源产业的逐渐崛起,乙醇燃料的产业规模也正在逐步扩大。
根据相关数据,2018年我国乙醇燃料市场规模为492亿元,预计到2023年将达到1000亿元,市场前景非常广阔。
3.乙醇燃料的应用领域乙醇燃料适用领域广泛,例如动力机械、船舶、食品、医药、化妆品等领域。
其中,以机动车为例,随着我国汽车保有量的不断增加,乙醇汽油的发展空间正在逐渐扩大。
酒精蒸馏生产节能技术探析摘要:近些年来,随着我国社会经济的不断发展,各行业领域对石油等燃料的使用量明显增加,随之而来的污染物数量也急剧增加。
目前,为全面响应国家节能减排政策号召,各行业生产领域逐渐对生物燃料的开发与利用问题予以了高度重视。
其中,以酒精蒸馏生产节能技术为首的生物燃料开发与利用技术应用的最为频繁。
针对于此,本文主要对酒精蒸馏生产节能技术的应用问题进行研究与分析。
关键词:酒精蒸馏;生产节能技术;应用分析前言:能源作为人类赖以生存的重要物质,是当前社会经济发展不可或缺的重要基础物质之一。
近几年来,随着我国环境污染问题的逐渐加剧,开发与利用生物燃料已然成为当前缓解环境污染问题的重要手段。
其中,大力发展燃料乙醇生产工艺作为有效推进节能减排政策科学贯彻与落实的根本方式,经过多年的研究与努力,在技术层面以及生产层面上得到了显著加强。
结合当前发展情况来看,为进一步加强对乙醇燃料的生产利用效率,相关行业内部主张利用酒精蒸馏节能技术减少以往生产工艺存在的能耗问题以及污染问题,力求可以从根本上保障社会环境安全以及可持续发展目标实现。
1酒精蒸馏真空系统的改造应用分析1.1 水力真空系统能耗问题分析以往水利真空系统在运行期间所涉及到的能耗问题较为明显。
举例而言,水利真空系统若想达到预期的真空度效果,往往需要在运行期间同时开启四台30kw的真空循环泵,才能够达到预期的连续运行状态。
期间,在时间的控制方面需要保持在2~3小时才可以达到预期的真空度效果。
随着机械设备作用时间的不断延长,设备系统内部逐渐会呈现出老化状态。
且随着启动所需时间的不断增长,耗能问题越来越明显。
与此同时,在真空系统用水方面也会存在一定的能耗问题[1]。
举例而言,在实际生产环节,水力喷射器中流回到循环水箱的水会受到相关因素的影响而导致循环水箱水温发生变化。
当循环水箱水温发生变化时,真空度参数也会发生一定变化,可能会对正常生产效果造成不利影响。
山东科技职业学院毕业设计(论文)题目乙醇精馏节能展望专业应用化工技术年级###姓名###指导教师###定稿日期: 2014 年 4 月 20日目录一.引言 (1)二.乙醇精馏提纯的基本原理 (2)三.乙醇精馏提纯的研究 (2)1.进料状态和进料位置的选择 (2)2.塔顶回流比的选择 (3)3.精馏过程进料温度的选择 (4)4.集热共沸精馏 (4)5.多效精馏节能技术 (5)6.高效导向筛板 (6)7.乙醇精馏的新进展及发展方向 (6)8.分割式热泵精馏节能技术 (7)9.乙醇精馏的新进展及发展方向 (8)四.结论 (8)参考文献 (8)致谢 (8)乙醇精馏节能展望###摘要:精馏塔广泛应用于工业乙醇的生产中,精馏过程的能耗占总能耗的比例相当大,精馏系统的节能在化学工业的节能中占有越来越重要的地位,也是企业的节能重点。
因此,在精馏系统的设计时需进行节能优化。
实际上,在精馏塔设计时如果能够合理选择进料状态和最佳回流比,以及进料位置和进料温度的合理确定,采用节能工艺回收利用余热,均能得到较好的节能效果。
不同的乙醇混合物精馏所采用的工艺参数是不同的,本文结合学习内容及实习期间学到的知识以乙醇-水的混合物精馏展开研究。
Future ethanol distillationZhang JianliangAbstract:distillation is widely used in the industrial production of ethanol, the energy consumption of distillation process accounted for the proportion of total energy consumption is quite large, energy-saving distillation system plays more and more important role in energy saving of the chemical industry, energy saving is the key of enterprise. Therefore, in the design of distillation system is required when the energy optimization. In fact, in the distillation tower design if reasonable selection of tower and filler, select the optimum reflux ratio, and reasonably determine the feed temperature and position, can get good effect of energy saving.一.引言乙醇是重要的有机溶剂,广泛用于医药、涂料、卫生用品、化妆品、油脂等各个方面。
酒精蒸馏节能技术的探讨资源的浪费;由于受精馏塔、分子筛操作时工况的限制,精馏塔进入分子筛的酒汽无法再利用蒸馏系统中的热量,必须采用新鲜蒸汽对其直接加热,保持酒汽压力以满足分子筛生产工艺要求。
对蒸馏系统热源重复利用率不高的问题,经研究,将两塔差压蒸馏工艺改为三塔热耦合工艺,流程配置粗馏塔、组合塔、精馏塔。
运用差压蒸馏原理重复利用给定数量的能量来提高蒸馏设备的热力效率。
方案实施后蒸馏系统由不同操作压强的塔组成,利用较高压力的塔顶蒸汽做为相邻压力较低的蒸馏塔的再沸器的热源。
此较低压力蒸馏塔的再沸器即为较高压力精馏塔的冷凝器。
塔顶蒸汽的汽化潜热被系统本身回收利用。
与原有蒸馏系统热耦合方式相比较,增加了组合塔。
发酵成熟醪经多级预热后一部分进粗馏塔,另一部分进组合塔,组合塔下段为提馏段,上段为精馏段。
蒸汽对精馏塔供热,精馏塔对组合塔供热,组合塔对粗馏塔进行供热,其他热源作为醪液多梯次预热。
由于增加了组合塔,提高了蒸汽热能重复利用效率,从而减少了蒸汽使用量,达到节能的目的。
同时技改项目实施后进入分子筛的酒汽不是来自精馏塔而改为组合塔排出的酒汽;精馏塔可为其提供热量,使进入分子筛前的酒汽保持一定温度和压力,满足生产工艺要求。
技改后与现有工艺相比较不需要采用蒸汽直接对酒汽进行加热,减少了蒸汽的消耗。
由于热能的利用率提高,减少了循环水的消耗量,从而达到了降耗的效果。
改造前后蒸馏工艺流程见图1和图2.由此改造后,有几大优势:三塔基于精塔一塔供汽,精塔顶酒汽供热组合塔;组合塔塔顶酒汽供热粗馏塔的热耦合方案,成熟醪的预热及酒汽冷却、粗酒、淡酒都经系统内废热源预热及采用醪液来冷却,大大的降低循环水和蒸汽消耗,节能效果非常明显。
该技术应用后吨酒精蒸馏部分蒸汽消耗由3.1吨下降至2.79吨。
从上述统计数据可以看到,经过技术改造,吨酒精汽耗有较大幅度的下降,按年产10万吨酒精产量,年可节汽3.1万吨,节约用能成本600万元。
目前该方案在企业应用以来,各项指标优于国内现有生产技术,综合技术水平达到国内领先。
山东科技职业学院毕业设计(论文)题目乙醇精馏节能展望专业应用化工技术年级###姓名###指导教师###定稿日期: 2014 年 4 月 20日目录一.引言 (1)二.乙醇精馏提纯的基本原理 (2)三.乙醇精馏提纯的研究 (2)1.进料状态和进料位置的选择 (2)2.塔顶回流比的选择 (3)3.精馏过程进料温度的选择 (4)4.集热共沸精馏 (4)5.多效精馏节能技术 (5)6.高效导向筛板 (6)7.乙醇精馏的新进展及发展方向 (6)8.分割式热泵精馏节能技术 (7)9.乙醇精馏的新进展及发展方向 (8)四.结论 (8)参考文献 (8)致谢 (8)乙醇精馏节能展望###摘要:精馏塔广泛应用于工业乙醇的生产中,精馏过程的能耗占总能耗的比例相当大,精馏系统的节能在化学工业的节能中占有越来越重要的地位,也是企业的节能重点。
因此,在精馏系统的设计时需进行节能优化。
实际上,在精馏塔设计时如果能够合理选择进料状态和最佳回流比,以及进料位置和进料温度的合理确定,采用节能工艺回收利用余热,均能得到较好的节能效果。
不同的乙醇混合物精馏所采用的工艺参数是不同的,本文结合学习内容及实习期间学到的知识以乙醇-水的混合物精馏展开研究。
Future ethanol distillationZhang JianliangAbstract:distillation is widely used in the industrial production of ethanol, the energy consumption of distillation process accounted for the proportion of total energy consumption is quite large, energy-saving distillation system plays more and more important role in energy saving of the chemical industry, energy saving is the key of enterprise. Therefore, in the design of distillation system is required when the energy optimization. In fact, in the distillation tower design if reasonable selection of tower and filler, select the optimum reflux ratio, and reasonably determine the feed temperature and position, can get good effect of energy saving.一.引言乙醇是重要的有机溶剂,广泛用于医药、涂料、卫生用品、化妆品、油脂等各个方面。
乙醇做为一种有机溶剂,用于消毒剂、洗涤剂、工业溶剂、稀释剂、涂料溶剂等几大方面,其中用量最大的是消毒剂,浓度为70%~75%的乙醇溶液的杀菌能力最强;做为基本有机化工原料,乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、乙胺等化工原料,也是制取医药、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料;乙醇还可以调入汽油,作为车用燃料,美国销售乙醇汽油已有20年历史。
中国乙醇在汽油的比重占10%。
无水乙醇又称无水酒精,指浓度大于99%(质量)的乙醇。
主要作为溶剂,用于化妆品、制药等工业。
精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置,又称为蒸馏塔。
有板式塔与填料塔两种主要类型。
根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。
蒸气由塔底进入,与下降液进行逆流接触,两相接触中,下降液中的易挥发(低沸点)组分不断地向蒸气中转移,蒸气中的难挥发(高沸点)组分不断地向下降液中转移,蒸气愈接近塔顶,其易挥发组分浓度愈高,而下降液愈接近塔底,其难挥发组分则愈富集,达到组分分离的目的。
由塔顶上升的蒸气进入冷凝器,冷凝的液体的一部分作为回流液返回塔顶进入精馏塔中,其余的部分则作为馏出液取出。
塔底流出的液体,其中的一部分送入再沸器,热蒸发后,蒸气返回塔中,另一部分液体作为釜残液取出。
精馏塔的工作原理是根据各混合气体的汽化点(或沸点)的不同,控制塔各节的不同温度,达到分离提纯的目的。
化工生产常需进行液体混合物的分离以达到提纯或回收有用组分的目的,精馏操作在化工、石油化工、轻工等工业生产中中占有重要的地位。
为此,掌握气液相平衡关系,熟悉各种塔型的操作特性,对选择、设计和分析分离过程中的各种参数是非常重要的。
要想把低纯度的乙醇水溶液提升到高纯度,要用连续精馏的方法,因为乙醇和水的挥发度相差不大。
精馏是多数分离过程,即同时进行多次部分汽化和部分冷凝的过程,因此可使混合液得到几乎完全的分离。
化工厂中精馏操作是在直立圆形的精馏塔内进行的,塔内装有若干层塔板或充填一定高度的填料。
为实现精馏分离操作,除精馏塔外,还必须从塔底引入上升蒸汽流和从塔顶引入下降液。
可知,单有精馏塔还不能完成精馏操作,还必须有塔底再沸器和塔顶冷凝器,有时还要配原料液预热器、回流液泵等附属设备,才能实现整个操作。
乙醇是用途广泛和用量极大的工业原料之一,在国民经济各部门中占有重要地位,与人民生活有着密切的关系。
乙醇广泛应用于食品、化工、医药、染料、国防等行业,同时也是十分重要的清洁能源。
精馏技术还是目前分离乙醇水体系的主要方法,但精馏技术能耗很高,特别是处于能源紧缺的现代,而且乙醇一水体系又是具有最低共沸物的体系,体系沸点组成及物理性质如下表所示:名称分子式分子相对质量密度20℃kg/m³沸点101.33kPa℃比热容20℃kg/(kg•℃)粘度20℃mPa.S导热系数20℃ω/(m•℃)表面张力σ×10³20℃N/m水H2O 18 998 100 4.183 1.005 0.599 72.8乙醇C2H5OH46 789 78.3 2.39 2.15 0.172 22.8二.乙醇精馏提纯的基本原理精馏是化工生产中分离互溶液体混合物的典型单元操作,其实质是多级蒸馏,即在一定压力下,利用互溶液体混合物各组分的沸点和饱和蒸汽压的不同,使轻组分(即沸点低和饱和蒸汽压高的组分)汽化,经过多次液相汽化和气相冷凝,使气相中的轻组分和液相中的重组分浓度逐渐升高,从而实现分离。
精馏过程中的主要设备有精馏塔、再沸器、冷凝器、预热器、储罐和输送设备。
精馏塔以进料板为界限,上部为精馏段,下部为提馏段。
一定温度和压力的物料进入精馏塔后,轻组分(CH3CH2OH )在精馏段逐渐浓缩,离开塔顶后经冷凝器冷却全部进入回流罐,馏出的轻组分(CH3CH2OH )一部分做为做为成品,一部分做为回流液重新进入精馏塔,进入精馏塔的目的主要有两个原因,一是补充塔板上的轻组分,使塔板上的液体组成保持稳定,二是将精馏塔顶温控制在一个稳定的范围内,保证精馏操作连续稳定的进行。
而重组分(即残液)做为塔釜产品排除。
精馏过程中绝大部分能量都消失在塔顶冷凝器中的泠凝水水和塔釜残液中。
三.乙醇精馏提纯的研究1.进料状态和进料位置的选择进料分为5种状态,分为过冷进料(q>1);泡点进料(q=1);气液混合进料(0<q<1);饱和蒸汽进进料(q=0);过热蒸汽进料(q<0);泡点进料时精馏段和提馏段的塔径相等,设计和制造比较方便,是精馏塔较为理想的进料状况,当进料状况发生变化时,应适当改变进料位置,并及时调节回流比R。
一般精馏塔常设几个进料位置,以适应生产中进料状况,保证在精馏塔的适宜位置进料。
如进料状况改变而进料位置不变,必然引起馏出液和釜残液组成的变化。
进料位置对精馏操作有着重要意义。
不同的进料状况,都显著地直接影响提馏段的回流量和塔内的汽液平衡。
当进料口位置高于最佳进料口时,会使在此状态下的进料板的液相组成中的轻组分(CH3CH2OH )高于最佳位置下该板的液相组成的轻组分(CH3CH2OH ),重组分(H₂O)低于最佳位置下的液相组成,相对于最佳位置而言,精馏段的塔板数减少,提留段的塔板数增加,所以此时塔顶产品质量会下降,同理,当进料口位置低于最佳进料口时,会使在此状态下的进料板的液相组成中的轻组分(CH3CH2OH )低于最佳位置下该板的液相组成的轻组分(CH3CH2OH ),重组分(H₂O)高于最佳位置下的液相组成,相对于最佳位置而言,精馏段的塔板数增加,提留段的塔板数减少,所以此时塔顶产品质量会提高重组分(CH3CH2OH)的含量。
在相同的分离条件下,非最佳进料位置将增大回流比,导致塔釜热负荷增大。
从理论上分析,当塔有几股进料时,不同组成的物料进入不同的位置,其分离效果最佳,节能也较显著,这是因为不同组成的物料混合就是有效能损失的过程。
2.塔顶回流比的选择(1)回流比R对设计的影响回流比R是精馏过程的设计和操作的重要参数。
R直接影响精馏塔的分离能力和系统的能耗,同时也影响设备的结构尺寸。
当回流比增大时精馏段操作线斜率R/(R+1)增大,则精馏段操作线远离平衡线,如图中绿线所示。
使得精馏塔内各板传质推动力及增大,使各板分离能力提高。
为此,完成相同分离要求,所需理论板数将会减少,由13块减为10块理论板。
然而由于R的增加导致塔内气、液两相流量增加,从而引起再沸器热流提高。
从而使精馏过程能耗增加,气相流量V及V'将影响塔径的设计。
需要的理论板数N的减少,可降低塔的高度。
(2)随着回流比R的减小,则精馏过程的能耗下降,塔径D也回随之减小。
但因R减小,使操作线交点向平衡移动,导致过程传质推动力减小,使得完成相同的分离要求所需理论板数N随之增加,使塔增高。
如图所示:当回流比继续减小,使两操作线交点落在平衡曲线上,如图中E点所示。
此时完成规定分离要求所需理论板数为∞。
此工况下的回流比为该设计条件下的最小回流比R min。
由图可得式中x e-平衡曲线上E点液相摩尔分数;y e-平衡曲线上E点气相摩尔分数。
3.精馏过程进料温度的选择精馏塔的分离动力来自塔釜再沸器的热量,而且全塔上下的负荷并不均匀,它与侧线采出和进料工况有关。
一般说来,塔底的气液量比塔顶的大,塔的液泛都从塔底开始。
当进料是冷态时,则要求塔釜再沸器提供较多的热量,也增加了塔底气液量。
对于给定的分离要求,精馏系统所需的热量基本不变,当提高进料温度时,就会减少再沸器的热负荷。
进料温度的降低,将增加塔底再沸器的热负荷,减少塔顶冷凝器的冷负荷;进料温度升高,则增加塔顶冷凝器的冷负荷,减少塔底再沸器的热负荷;当进料温度的变化幅度过大时,常会影响整个塔身的温度,从而改变气液平衡组成。