化工分离过程中节能新技术研究进展

《化工分离过程中节能新技术研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、化工分离过程中的节能新技术研究进展扌商要:简要介绍了我国化工生产中的结晶分离技术（包括萃取结晶、熔融结晶、高压结晶）、膜分离技术（离子膜、气体膜、膜结晶、膜蒸f留、微滤膜）、精f留技术（板式塔、填料塔）、变压吸附技术、机械分离技术、热处理分离技术（蒸发、干燥）等6种分离技术中的节能技术现状，以及一些节能新技术,并展望了今后的发展趋势。关键词:化工分离；节能；新技术；研究发展1引言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丁-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%

2、〜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。2结晶分离的节能技术结晶分离是分离混合物常用的方法之一。传统的结晶分离，如浓缩结晶，冷却（冷冻）结晶，耗能很大。目前国际上新型结晶技术已取得了突破性进展，并得到实际应用⑴。2.1萃取结晶技术萃取结晶技术是萃取技术与结晶技术的藕合技术。可很好地用于沸点等物性相近的混合物。例如，在对二甲苯■间二甲苯混合物屮，加

3、入四氯化碳，可以将对二甲苯从混合液屮分离岀來，对二甲苯收率高达90%o萃取结晶技术也应用于无机混合物的分离。例如，用1,4・二氧杂坏乙烷从KIO.3和K1的水溶液屮分离KIO.3;用有机胺络合萃取剂，以氯化钾和磷酸为原料,生产磷酸二氢钾等。又如，在碳酸钠水溶液屮加入正丁醇,结晶出碳酸钠，在实际生产屮得到了满意的结果。萃取结晶技术也可用于有机物・水・无机盐体系屮使有机物与无机盐分离。例如在制造有机疑醛的试验屮，在疑醛・水・硫酸钠体系屮，常温下加入甲醇，成功地将硫酸钠分离出來，使其分离后的混合溶液屮，硫酸钠含量小于5%。萃取结晶技术关键是寻找到合适的萃取络合

4、剂。2.2熔融结晶技术由于近90%的有机化合物为低共熔型，70%的化合物熔点在0〜200°C,只有10%左右低于0°C,因此，用熔融结晶法更易分离。大多有机化合物的结晶,不需深冷分离，而且可利用废热、余热。新型熔融结晶技术特点:(1)低能耗，结晶相变潜能仅是精憾的1/3〜1/7;⑵低操作温度；⑶高选择性，可制取高纯或超纯(>99.9%色谱纯)产品；(4)环境污染较小。国际上熔融结晶装置目前有复合式悬浮结晶型和逐步冻凝型。天津大学已成功地开发了液膜结晶设备，并已成功地应用于4200t-a_1邻位与对位二氯苯的分离。2.3高压结晶技术高压结晶是利用加压下物系

5、的液一固相变化的分离技术。其原理为:物系屮包含的杂质使其熔点下降，对应相变压力上升，随着结晶过程的进行，固相份数增加，液相杂质浓度提高，相变压力不断上升，在共晶压力下，物系中就只有高纯口的物晶体和母液共存,排除母液经减压发汗，可分离得到更纯的R的物晶体。高压结晶尤其适应于有机物的提纯精制。3膜分离技术节能膜分离技术是利用特定膜的渗透作用，在外界能量或化学位差的推动下，对气相或液相混合物进行分离、分级、提纯和富集，膜分离过程大多无相变，常温操作,高效、节能、工艺简便、污染小。20世纪80年代以来我国膜技术跨入应用阶段，同时也是新膜过程的开发阶段。在这一时期

6、,膜技术在食品加工、海水淡化、纯水、超纯水制备、医药、生物、环保等领域得到了较大规模的开发和应用3.1离子膜技术离子膜烧碱不但能生产出高纯度烧碱和氢气，而口节能效果显著，比隔膜法节约能耗约30%。因此，离子膜法将逐步取代隔膜法生产烧碱。离子膜也开始应用于医疗、食品工业除去电解质，分离氨基酸及海水淡化等。3.2气体分离膜技术膜分离氢气技术已成功地用在合成氨厂从驰放气中回收氢气,甲酸装置从合成气、水煤气脱氢气得到90%的一氧化碳，炼厂从催化重整过剩气中分离出95%含量的氢气作为加氢裂解原料等。从空气中富集浓缩氧和氮，比深冷分离法要节能得多。3.3膜萃取技术膜

7、萃取是膜过程与液・液萃取过程相结合的分离过程，特点是：(1)萃取剂选择范围宽；(2)料液夹带损失小；⑶过程不受“反混”的影响秋液泛”条件的限制;(4)可实现同级萃取和反萃取过程；(5)可提高传质效率。膜萃取技术在分离生物化工产品和实现发酵耦合过程方面正成为研究工作的热点1和。3.4膜蒸馆技术膜蒸憾技术是膜技术与蒸发过程相结合的分离技术。过程是在常压和低于溶液沸点下进行，热侧溶液可以在较低的温度下操作，因而可利用废热或低温热源,达到节能效果。该技术弱点是单程效率较低，阻碍了其大规模应用。3.5微滤膜技术微滤膜主要用于超纯水制取和除菌，微滤膜可制取电子工业用

8、水，微滤膜除菌的水可以直接饮用。4精f留过程的节能降耗精憾是化工、石化等行业中的