【资料】超重力精馏技术汇编

传统精馏的取代者——超重力精馏闪俊杰刘润静杜振雷马建兵崔文豪摘要：对超重力技术在化工中应用的现状,尤其是在精馏领域的应用作了较全面的总结。

介绍了超重力技术的基本原理和特点及超重力精馏的基本流程图,并对其在精馏领域的优越性进行了较为详细的叙述。

Abstract:A comprehensive review on the recent advances of HIGEE applied in chemical industry and especially in distillation is given in this paper. The basal principium and characteristic of HIGEE are presented.And the basic flowsheet of distillation in the high-gravity condition is also given.At the same time ,the superiority of HIGEE in the field of distillation is described in detail. 关键词：超重力精馏相间传质分离在化学工业中，高达百分之八十的投资用于化工产品的净化和提纯，而精馏无疑是其中最重要的操作单元之一，精馏技术的发展直接关系到产品的质量、生产的效率及能耗的高低。

因此，现有精馏技术的提高将会大大促进化学工业发展并显著提高其经济效益，超重力精馏就是一种较前沿的分离技术。

目前超重力技术已经凭借其独特的优点成功应用于化学工业的多个领域，如包括超细粉体制备、油田注水脱氧、脱硫、除尘、精馏以及吸收等。

本文将重点介绍超重力技术在精馏方面的应用。

1.超重力技术的基本原理超重力是在比地球重力大的多的环境下物质所受到的力。

在超重力的环境下，不同大小分子间的分子扩散与相间传递过程均比常规重力场下的要快得多，气－液、液－液及液－固两相在比地球重力场大数百倍至数千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴，产生巨大的和快速更新的相界面，使得相间传质速率比传统的塔器中的提高1～3个数量级，极大强化了微观混合和传质过程，从而有效的促进了许多化学反应过程[1]。

超重力技术在精馏中的应用超重力技术是指在高离心场下进行分离和纯化的技术，其核心原理是将待分离的混合物在高速旋转离心机中进行分离。

在精馏中，超重力技术主要应用于以下几个方面：
1. 分离混合物中的同分异构体：同分异构体是指在分子结构上相同但空间结构不同的化合物。

在传统的精馏中，同分异构体的分离效率往往较低，但是在超重力技术中，由于其高离心场的作用，可以显著提高同分异构体的分离效率。

2. 提高精馏效率：在传统的精馏中，难以分离极相似的化合物，但是超重力技术可以在短时间内将这些化合物分离出来，从而提高精馏效率。

3. 分离混合物中的高沸点组分：在传统的精馏中，高沸点组分往往会随着蒸馏液一起被带走，导致分离效率降低。

而在超重力技术中，可以通过调节离心机的离心速度和离心时间，将高沸点组分分离出来。

总之，超重力技术在精馏中的应用具有较高的分离效率和操作简便等优点，可以提高分离纯化的效率和质量，为化学工业中的分离纯化过程提供了一种新的选择。

1/ 1。

超重力精馏试验方案试验目:研究折流式超重力精馏机在不一样操作条件下（转速、回流液量及回流比）改变对传质性能影响; 寻求一定产品浓度条件下超重力精馏机最大产量、操作条件及过程参数试验步骤及说明:试验在三层折流旋转床内进行, 每层各装有10个静圈和10个动圈, 设置2个进料口, 分别进料1对应上1层为精馏段, 下2层为提留段; 进料2对应上2层为精馏段, 下1层为提留段, 以适应不一样进料状态, 试验步骤见图1。

由再沸器产生蒸汽从折流旋转床切向进口进入下层转子, 在床内沿折流路径经过高速转子, 从下层转子中心离开进入上一层转子外缘, 经过一样折流路径进入最上一层转子, 最终从中心离开, 经过出汽管进入塔顶冷凝器冷凝; 部分冷凝液作为回流, 经过转子流量计计量后, 从回流管进入上层转子, 经静盘中心处导流管均匀分布于动盘内圈, 在转子内与蒸汽逆流接触后被甩出转子, 经旋转床外壳搜集后由导流管引入下层转子中心, 最终从下层转子甩出, 由出料管进入塔底再沸器, 部分气化回流; 另一部分冷凝液作为产品经转子流量计计量后进入产品储槽; 原料从高位槽下来经转子流量计计量后进入1、2层（或2、3层, 依据进料状态决定）转子中间, 残液从再沸器液封管自动溢出, 旋转床转速由电机变频器调整。

关键试验设备及仪器3层立式折流旋转床1台: 3层转子, 按等同截面积设计, 静圈最外层高度70mm,共10圈; 动圈最外层高度75mm, 整个转子厚度95mm; 尺寸见下表再沸器一只, 20m2冷凝器一只, 25m2储罐二只, 容积1.5m3玻璃温度计二只, 精度0.1℃, 一只量程0~150℃, 另一只0~100℃调速防爆电机一台, 型号YB132M-4,防爆等级dⅡAT2, 功率7.5kW变频器一台: DZB系列, 11Kw,调频范围0~50Hz手持数字测速仪一台, 型号SZG441A, 量程10~99999r/min玻璃转子流量计四台, LZB-15, 量程50~500L/h, 一台; 量程100~1000L/h, 两台; 150~1500一台U型差压计一支, 正确到1mm, 水做指示剂气相色谱仪一台, 型号LAPC-64试验内容本试验采取乙醇-水系统在全回流及部分回流操作条件下对折流式超重力旋转床传质性能进行研究, 影响折流式超重力旋转床传质性能（传质效率即理论板数）参数关键有三个: 液量、转数和回流比, 试验采取固定其中两个参数, 改变另一个方法进行研究。

超重力床精馏设备运行机制解析1. 超重力床精馏设备概述超重力床精馏设备是一种用于分离和提纯混合物的装置，常用于化工、石油和制药等行业。

它利用与常规精馏不同的运行机制，能够有效地处理具有高粘度、高沸点和高含固体浓度的复杂混合物。

本文将对超重力床精馏设备的运行机制进行解析和分析，以帮助读者更全面地理解这一技术。

2. 超重力床精馏设备的原理超重力床精馏设备利用高速旋转的离心力和物料在重力场中的作用力，实现混合物的分离。

在设备中，混合物通过喷嘴进入转盘状床层，床层在高速旋转的离心力的作用下迅速展开成薄层。

不同的组分在离心力和重力的共同作用下，按照其相对密度和粘度的大小在床层中分层，从而实现分离。

3. 超重力床精馏设备的运行机制3.1 床层展开在超重力床精馏设备中，床层的展开是非常关键的一步。

在高速旋转的离心力作用下，床层迅速展开成薄层，扩大了相对于常规精馏设备的有效分离面积。

这样一来，床层内的混合物接触面积增大，分离效果也随之提高。

3.2 组分分层床层内的复杂混合物在高速旋转的情况下，不同的组分会按照其相对密度和粘度的大小在床层中发生分层。

重组分会向外侧移动，轻组分则会向内侧移动。

这种分层现象是超重力床精馏设备运行的核心机制，也是实现混合物分离的关键。

3.3 产物收集经过床层分离后，轻组分和重组分分别沿着不同的管道收集出来。

通过精心设计和控制，可以实现对不同组分的有效分离和提纯。

这个过程需要根据混合物的特性和要求进行仔细调整，以获得最佳的分离效果。

4. 对超重力床精馏设备的观点和理解超重力床精馏设备是一种创新的分离技术，具有高效、节能、节材等优点。

相比于传统的精馏设备，它能够在更短的时间内完成分离，处理更复杂的混合物，并且可以更好地保留组分的活性和品质。

然而，超重力床精馏设备在实际运行中也面临一些挑战，如转速的控制、床层的稳定性等。

总结与回顾超重力床精馏设备的运行机制是基于高速旋转的离心力和物料在重力场中的作用力，实现混合物的分离。

超重力技术在精馏中的应用
超重力技術是一種利用霍爾效應的新型科技，綜合利用超低溫和高地形的空間，將分
子或離子禁區（PRZ）束縮到超壓力最小的空間來完成濃縮或定型實驗。

精馏作為一種稀
釋物質分離或濃縮的流程，是在通過一系列過濾裝置而將混合物分離的操作，所以，精馏
技術可以通過超重力技術進行濃縮操作。

超重力精馏技術被廣泛用於大膽的濃縮項目中。

它能夠達到改善濃縮技術效果的目的，可以有效地改善精馏的效率和性能，同時也可以有效地減少精馏的能耗。

此外，超重力技
術也可以減少精馏操作期間产生的污染，提高污染物濃度，並增加最終產品的安全性。

使用超重力精馏技術濃縮時，可以有效地穩定精馏操作的參數，例如溫度變化的嚴格
控制、沉淀力的抑制和穩定或改善兩種介質類型的界面行為等。

此外，該技術也可以在精
馏過程中有效地控制分子大小和控制網絡連接，有效控制蛋白質形成，以及改善精馏分離率。

除此之外，使用超重力技術可以提高原料表面活性，促進膠體結構的形成，促進非特
異性電場的濃縮或膠體復合，幫助保持均質性等。

也可以完成細胞粉碎、掃描和測定等濃
縮作業。

因此，超重力技術可以有效地提高精馏的分離率和效率，改善濃縮精度，減少能源消耗，控制來源多樣性，以及穩定精馏過程中的參數來完成濃縮作業。

由於該技術具有多重
優點，是一種優秀的濃縮技術，正在逐漸得到應用在精馏領域中。

超重力床是一种新型高效精馏设备，首创将超重力技术应用于工业生产中的连续精馏过程。

超重力床由一个或多个高速旋转的转子组成，气液以逆向折流方式流经转子，进行接触传质。

由此技术衍生的很多设备，但是大多用途差不多，这里以杭州钱江干燥设备有限公司的旋流剪切式超重力精馏塔为例。

旋流剪切式超重力精馏塔（也称快装式离心力精馏塔）是该公司与省级科研、设计单位联合研制的一种新型、高效的传质、分离设备，现已获得国家专利。

这种设备首先在国防、军工上得到应用，近年来逐渐在民用的化工、医药、轻工、石化、环保行业的溶剂回收、吸收脱硫等项目中得到应用。

其中我公司独创的“旋流剪切式超重力塔”是2元或3元组分产品连续精馏或间歇精馏不可多得的高手。

该设备具有体积小、重量轻、投资省、易运转、安全、可靠、灵活等优点，尤其是其占地少、占空间小（1.5米高的超重力塔相当于15米高的常规填料型精馏塔）、开停容易、安装方便、理论塔板数多，回流比小（单位长度上的理论塔板数是普通塔的5～10倍以上），节能明显，是常规塔无可比拟的。

其中“小型旋流剪切式超重力精馏塔”更是大、中学校、科研单位、工厂中试室或车间新产品开发、试制的不可缺少的设备。

本设备已用于甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、DMF、DMAC，N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂的精馏、回收操作。

对易发生共沸的二元或三元互溶混合溶剂的分离，我公司开发的双塔（超重力）组合的萃取精馏装置在无水乙醇、乙酸乙酯、乙腈等的制取中获得很好效果。

超重力塔也能在高真空条件下操作；高沸点馏份的真空精馏分离我公司也开发出一款能将分离所的产品在高真空下（无平衡罐）连续抽出的超重力塔连续精馏装置。

一下就是旋流剪切式超重力精馏塔优点：1）塔径大大减少（相等处理量下）2）塔高大大下降，传统塔一般高度>10米，超重力塔只有2米左右。

从而可大大节省土建费用，也能放在一般厂房或实验室中使用。

3）操作快捷、方便。

传统塔开车到塔顶达设计组分往往需2~5小时左右，而超重力塔达平衡只需30分钟左右。

Chenmical Intermediate242013年第04期陈阳隋志军（华东理工大学化工学院上海200237）摘要：超重力精馏技术作为一种新兴的相对传统精馏技术有巨大优势的新技术,越来越多地收到科研工作者的关注。

本文从宏观介绍了超重力精馏技术的发展历程、研究现状、工业化的应用实例，以及其发展前景的展望。

又从微观描述了超重力精馏设备的原理，内部传质传热的数学模型的经验表达。

从填料式的超重力精馏床到折流式超重力床,其中克服了很多超重力精馏工业化的困难，使其工业化的生产成为现实。

此外还介绍了超重力精馏的工艺流程以及在现实中的应用方向。

超重力精馏的实现使得现代化学工业微型化，大量节约资源，减少能源的消耗.这也是现代工业发展，建立资源节约型、环境友好型社会的需要。

关键词：超重力精馏工业化节能中图分类号：TQ 323.5文献标识码：A文章编号：T1672-8114(2013)04-019-04超重力精馏技术科研开发前言精馏技术不断发展的今天，各种耦合精馏技术应运而生，对这个有着悠久历史的分离技术不断更新和强化。

超重力技术的出现在化工中也被广泛的应用，如超细粉体制备、油田注水脱氧、脱硫、除尘、精馏以及吸收等。

超重力技术也运用到了精馏上，将会引起精馏工业的巨大变革，但工业化的过程仍然面临着诸多困难。

但随着人类技术的发展，超重力技术必然会成为化学工业的“晶体管”，就像晶体管的发明引起电子科技革命一样，巨大的分离设备将会成数量级式地缩小，为人类节约数以万计的资源。

所谓超重力场是指物体所受的力远大于地球重力的环境，物质在超重力场下所受的力称为超重力。

利用超重力科学原理而产生的应用技术称为超重力技术[1-6]。

1超重力精馏基本原理在超重力环境下，分子扩散与相间传递过程均比常规重力场下的要快得多，气-液、液-液两相在比地球重力场大数百倍至数千倍，产生巨大的和快速更新的相界面，使得相间传质速率比传统的塔器提高几个数量级，极大强化了微观混合和传质过程[2]。