超重力精馏传质过程强化理论分析

超重力精馏技术是一种新型的过程强化精馏技术,文中通过实验与理论分析,探讨其传质过程强化的作用机理。以乙醇/水为物系,多级旋转填料床为主要设备,在常压操作条件下,进行超重力精馏实验研究。在超重力因子为31—196,原料流量为15—30 L/h,原料摩尔分数为0.089 1—0.283 1,回流比为1.0—2.5的操作条件下,超重力装置的理论塔板高度为12.7—152 mm,比传统精馏塔低1个数量级。通过分析流体在超重力装置内的流动状态,提出超重力精馏过程的传质原理及传质单元——液膜。通过理论分析,认为超重力精馏传质过程克服了双膜理论、渗透理论与表面更新理论中的瓶颈,是超重力精馏传质过程强化的根本原因。     

精馏技术研究进展与工业应用

精馏是化学工业中应用最广泛的关键共性技术,广泛应用于石油、化工、化肥、制药、环境保护等行业。精馏具有应用广泛、技术成熟等优点,但存在设备投资大、分离能耗高等问题,因此研究开发新型高效传质元件、开发新型节能精馏技术,具有重要的社会意义和经济价值。本文从精馏塔类型、流体力学性能、传质性能、塔器大型化、过程节能、过程强化等方面,介绍了精馏技术的研究进展与工业应用。对于板式塔,从气液两相流动状态、压降、漏液和雾沫夹带方面研究了塔板的流体力学性能;对于填料塔,从压降、液泛和持液量方面研究了填料塔的流体力学性能,但目前的研究仍以经验关联式为主,缺乏严谨的的理论模型。对于气液两相的传质性能研究,简述了气液两相传质理论,但科学、精准的传质模型尚未提出。对于塔器大型化的应用研究,介绍了塔板、气液分布器和支撑装置等大型化关键技术的工业应用。从精馏过程典型节能技术、耦合节能技术、流程节能技术、低温余热回收和特殊精馏等方面,介绍了精馏过程节能与强化的应用进展。文章最后对精馏过程的传质、强化和集成进行了展望。     

萃取精馏的计算传质学模拟与实验验证

提出了萃取精馏过程模拟的计算传质学方法,并针对以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂分离苯和噻吩的萃取精馏过程进行了模拟计算。在散堆填料实验塔内进行了相同的萃取精馏实验,得到了萃取精馏塔内浓度分布。将模拟计算结果与实验结果进行比较表明,提出的计算传质学方法能够有效预测萃取精馏塔内浓度和速度分布,为萃取精馏过程设计提供依据。     

超重力场精馏过程探讨

在常压、全回流操作条件下,以甲醇-水溶液为物系,研究了超重力场精馏过程中超重力因子、回流量、气相动能因子对超重力精馏装置传质性能和流体力学性能的影响规律;研究了转子结构对超重力精馏装置传质性能的影响.结果表明在超重力场中,精馏过程存在最佳操作条件;转子结构对精馏装置的精馏性能有较大影响.应用最小二乘法建立了超重力装置精馏过程的传质模型与流体力模型.     

多级超重力精馏过程的传质性能

超重力精馏设备因具有体积小、能耗低且传质效率高的优势已引起人们广泛关注。文中以不锈钢波纹丝网为填料,以甲醇/水溶液为物系,在超重力因子β为21—131、回流比R为1.5—4.0、原料流量q为1.24—2.50kmol/h、原料摩尔分数xf为0.09—0.32、常压操作和室温进料条件下,考察多级超重力精馏过程的传质性能研究,并与其他超重力精馏填料的传质性能进行比较。研究表明:装有不锈钢波纹丝网填料的多级超重机在精馏实验过程中运行平稳;实验最佳操作条件为q=1.248 3 kmol/h,R=4,β=83.609 4,xf=0.090 3,精馏段、提馏段和整个系统的理论塔板数NTP分别为5.1,5.5和10.6;设备的理论塔板高度为37.6—58.4mm;塔顶、塔底分离效果可达97.6%以上和1%以下(质量分数),其传质效率优于常规塔设备及实验室设备。     

折流式旋转床的流体力学与传质性能研究

开发了一种新型的旋转设备——折流式旋转床,其转子由动部件和静部件组合而成.与传统的旋转填料床相比,折流式旋转床易于实现连续精馏过程的中间进料,同时可方便地将多个转子同轴安装在-个壳体内,成倍提高单台设备的分离能力.对折流旋转床的流体力学和传质性能进行了实验研究,结果表明折流式旋转床具有良好的流体力学和传质性能.目前折流式旋转床已经成功应用于化学工业中的气液接触过程,尤其是连续精馏过程中.     

反应精馏过程耦合强化技术基础与应用研究述评

反应精馏技术是过程强化概念在化学工业成功应用的典范。由于反应与精馏耦合的高度复杂性和非线性,反应-精馏相互影响机制、耦合方式及其过程能效调控与优化成为制约该技术广泛应用的关键科学问题。综述了近二十年来国内外反应精馏技术从基础研究到工业应用的概况,包括反应精馏过程的可行性分析与概念设计方法、稳态模拟过程优化与动态模拟控制策略设计、兼具催化反应与气液传质的高效内构件开发以及反应精馏在各领域的应用。探讨了目前制约反应精馏广泛应用关键问题的解决方法与途径,阐明了普适性的反应精馏过程开发方法,总结了基于反应精馏过程耦合的新型过程强化技术,指出了反应精馏技术的发展趋势。     

并流、逆流联合操作卧式精馏塔——试验总结报告

近年来,随着石油、化学工业的飞速发展,在精馏技术中对精馏设备提出了某些更高的要求,即既具有大的处理能力,又需保证高的分离效率。而在我国当前具体情况下,特别是对三线建设的石油、化工企业,从战备观点来看,除满足上述要求外,尚有将高大的立式精馏塔卧倒操作之要求,以利于战备的需要。 对于气-液传质设备,近年来不少研究者在原有塔设备的基础上,用提高气速的方法对传质过程进行了充分的研究,使设备的生产能力比原有塔设备有了一定的提高。但对于逆流操作的设备,气速的提高若超过某一极限值,就将产生严重的雾沫夹带或液泛现象,这     

精馏-结晶联合分离法分离挥发度相近物系

研究了精馏 -结晶联合法的分离工艺 ,介绍了精馏 -结晶联合分离法的传质机理、数学模型、操作线方程。用对二氯苯 -邻二氯苯物系 ,对精馏 -结晶联合分离法与纯精馏方法进行了对比 ,结果表明 ,前者设备投资比后者节省 6 0 % ,能耗节省 5 7% ,冷却水消耗减少 5 7% ,表明它是一种很有开发前景的工业分离方法。     

化学工程2003年(第31卷)第1—6期(总第185—190期)总目次

蒸馏、吸收、萃取、干燥、吸附等传质分离过程及设备　　　　　　　　　　　　　　　　　　　期　页混合箱塔板流体力学性能实验研究 18吸收过程的界面传质机理 113双柱循环色谱分离过程的最优化 117超临界二氧化碳萃取亚麻籽油的研究 12 2无恒速段干燥过程特征及实践 12 6催化精馏合成异丙苯过程催化剂装填结　构研究 14 6精馏塔中不凝气积聚与放空 170Marangoni效应对填料塔精馏传质过程　的影响 2 7N 甲酰吗啉芳烃抽提塔试验研究 2 13气体分布板为斜孔的惰性粒子流化床干　燥器性能研究 2 16络合萃取法处理磺酸类染料中间体工业　废水的…     

分子蒸馏过程模型化研究进展

介绍了分子蒸馏基本原理和常用分子蒸馏设备 ,系统地对分子蒸馏过程模型化的研究进展情况进行了叙述 ,重点介绍了蒸发系数法、液体内部传质传热和蒸馏区惰性气体压力对分子蒸馏的影响等方面的研究结果 ,并对其进行了评述 ,同时对分子蒸馏过程研究的进一步发展提出了一些展望。     

蒸馏过程强化技术研究进展

蒸馏过程强化技术作为我国现代化学工业发展的重要研究领域,是过程强化概念在化学工业成功应用的典范之一。随着近些年的发展,蒸馏过程强化技术的研究已形成了一套较完整的体系,但也出现了一系列新的难题与挑战。为此,本文针对混合物相对挥发度与气液传质两个蒸馏过程强化的基础理论本质问题,以基础理论创新、关键技术突破和关键装备研究进展为主线,从强化原理、研究进展、工业应用及发展3方面系统介绍共沸蒸馏、萃取蒸馏、反应蒸馏这3类典型的引入质量分离剂强化的蒸馏过程及其耦合技术;微波、超重力场等典型外场作用下的引入能量分离剂强化的蒸馏过程,并系统介绍以新型塔内件及新型塔结构为切入点的基于先进设备强化的蒸馏过程,为迎接这一领域新的难题和挑战提供新思路。     

我国蒸馏技术的现状与发展

从蒸馏过程设备、蒸馏过程模拟、蒸馏传质动力学等多方面论述了我国蒸馏技术的现状与发展，并提出促进这一学科领域发展的几个关键问题     

微尺度蒸馏技术的研究进展

随着电子学的发展和微制造技术的不断进步，微尺度蒸馏技术作为一种有效的化工强化手段，可用于解决蒸馏工艺存在的设备庞大、能量利用效率低以及对于相对挥发度较低的体系分离困难等问题。当尺度减小后，液体通道的深度和传质距离也随之减少，气-液或液-液间的传质效率显著增强。利用微蒸馏设备进行分离具有极低的等板高度；同时，在具有优良控温系统的前提下可以对传热进行更精准地控制，有利于减少热敏体系中副反应的发生。本综述分别介绍了重力微蒸馏、载气微蒸馏、真空微蒸馏、毛细(管)力微蒸馏和离心力微蒸馏五种主要的微尺度蒸馏方法，比较和讨论了每种方法的结构特征及其优缺点，并对微蒸馏设备的加工制造技术进行了系统介绍。微尺度蒸馏技术具有特殊的优势，能够为现代化工蒸馏向着降耗、环保、集约化的目标发展提供新思路。     

创新强化传热策略与应用提升炼化企业竞争力

强化传热是炼化企业实现绿色低碳发展和提升综合竞争力的有效途径。本文基于丰富的工程知识沉淀与炼化设计实践,通过系统梳理、总结,将炼化企业的强化传热工程策略划分为设备元件、工艺过程和全厂3个层次。通过梳理管壳式换热器等的工程应用方案,归纳了面向特殊工艺和介质的设备元件强化传热;通过总结芳烃、原油蒸馏、乙烯等装置热能/冷能利用,归纳了面向工艺与工程技术集成的工艺过程强化传热;通过总结全厂大系统回收与优化利用低温热资源、蒸汽系统梯级优化利用、循环水系统串级利用等,归纳了炼化企业全厂强化传热。强化传热工程策略在海南炼化公司、青岛炼化公司的实际应用表明,两者的综合能耗、单因能耗均达到国内先进水平。本文的阐述有望为强化传热工程策略的发展、完善,为丰富炼化工程强化传热内涵发挥积极的指导和示范作用。     

200 Jahre Entwicklung in der kontinuierlichen Destillation

Distillation is the oldest and today most frequently used separation and purification method. In 1813, Jean‐Baptiste Cellier‐Blumenthal patented the first continuously working distillation column, starting an impressive development of process equipment. New product areas were discovered as well as improved equipment installations. Current developments are guided by deeper knowledge of heat and mass transfer as well as the integration of various process functions.     

膜蒸馏技术研究及应用进展

膜蒸馏作为一种新型分离技术,具有操作温度低、设备简单、脱盐率高等特点,在海水淡化、苦咸水脱盐、果汁浓缩等过程具有良好的应用前景。本文简述了膜蒸馏的工作原理、特点和膜材料的制备方法,指出当前膜材料的研究方向。综述了直接接触式、气隙式、真空式和气扫式4种基本膜蒸馏形式和几种改进的膜蒸馏形式的传热传质原理、研究现状和发展方向。重点介绍了可再生能源以及工业低温余热驱动膜蒸馏的技术特点、研究现状和应用,包括太阳能光伏/光热驱动膜蒸馏技术、太阳能热泵耦合驱动膜蒸馏技术、太阳池膜蒸馏技术、地热能梯级利用驱动膜蒸馏技术和低温余热驱动膜蒸馏技术等,并指出其发展方向。最后,探讨了膜蒸馏技术亟待研究和解决的问题,为该技术的进一步发展提供参考。     

高纯砷制备研究进展及趋势

阐述了高纯砷的制备技术、生产现状、研究进展及趋势。通过回顾液相氯化-氢还原、气相氯化-氢还原、升华蒸馏及热分解等主要制备高纯砷的研究进展,分析各种制备方法的特点和优劣,对高纯砷制备技术的发展趋势进行展望。结果表明,目前制备高纯砷的主要方法为升华蒸馏法和氯化还原,升华蒸馏法尽管流程短,但存在铅、锑等杂质易污染产品的缺陷,氯化还原法存在氯化氢对设备腐蚀及环境污染的问题;硫化砷氢还原法和As(OR)3热分解法制备过程中无废液、废气和废弃物产生,环境友好,是今后制备高纯的可取方法。     

间歇萃取精馏技术的进展

对间歇萃取精馏分离技术和进展进行了评述,主要从萃取精馏溶剂选择,操作方式,新型塔设备的研究,操作优化及过程模拟等几个方面,介绍了国内外关于间歇萃取精馏新兴分离技术的最新研究动态,最后指出了萃取精馏技术目前存在的问题和今后发展的方向。