化工节能技术之多效精馏
多效精馏是由若干压力不同的精馏塔构成的精馏过程，是利用高压塔塔顶蒸汽的潜热向低压塔的再沸器提供热量，同时高压塔塔顶蒸汽被冷凝的热集成精馏系统。因此，在多效精馏中，只是第一个塔（第一效）的塔釜需要加入热量，最后一个塔（最后一效）的塔顶蒸汽需要冷却介质进行冷凝，除压力最低的塔外，其余各塔塔顶蒸汽的冷凝潜热均被精馏系统自身回收利用，从而降低了能耗，达到节能目的。
多效精馏的分类
一、根据效数分类
多效精馏根据效数可以分为双效、三效、四效精馏等，而其理论节能率
由上式可知，双效精馏的理论节能率为50%，三效的为66.7%，四效的为75%。效数越多，节能效果越明显。但随着效数的增加，节能率的增加幅度下降。且效数受到投资、能耗、换热器、操作条件、设计和控制等诸多方面的限制。因此在采用多效精馏时，要考虑到节能与设备费用之间的关系。
二、根据进料与压力梯度方向的一致性分类
多效精馏的工艺流程根据进料与压力梯度方向的一致性，可分为：
并流：原料分配到各热集成塔进料；
顺流：进料方向和压力梯度方向一致，即从高压塔进料；
逆流：进料方向和压力梯度方向相反，即从低压塔进料；
混流：从高压塔进料，塔顶冷凝液入低压塔。
以常用的双效精馏为例，具体的结构流程如下图所示（C1-高压塔；C2-低压塔）。
多效精馏常用体系
苯及其衍生物，如苯-甲苯、苯-甲苯-二甲苯、混合二甲苯等；
烃类混合物，如丙烯-丙烷、正庚烷-甲基戊烷等；
工业废水（含有毒、有害物质，具有一定的挥发度），如二甲基甲酰胺废水、表面活性剂废水等。多效精馏分离工业废水，可降低能耗并回收一部分化工原料，分离后的废水能达到排放标准或可供进一步生化处理；
醇类水溶液，主要是甲醇-水、乙醇-水物系。
多效精馏模拟举例
以双效精馏中的顺流和并流为例，利用Aspen Plus中的RadFrac模块和NRTL方程模拟甲醇-水体系的顺流双效精馏和并流双效精馏。
（1）顺流双效精馏
图1 顺流双效精馏的辅助双塔系统
图2 顺流双效精馏计算流程图
（2）并流双效精馏
图3 并流双效精馏的辅助双塔系统
图4 并流双效精馏计算流程图
详细的模拟文件见文末的百度云链接，给大家提供一份甲醇-水体系的顺流双效精馏和并流双效精馏的模拟文件（版本为9.0）。小编能力有限，模拟有问题之处还请大家谅解并告知。谢谢！
关于多效精馏的详细模拟请参考孙兰义老师《化工流程模拟实训——Aspen Plus教程》P253或包宗宏老师《化工计算与软件应用》P141相关内容。
百度云链接：
https://pan.baidu.com/s/1BaWnouB13GehfNmTj5gvOQ
密码：bnhh
参考文献：
[1] 叶庆国主编. 分离工程[M].北京: 化学工业出版社.2009.
[2] 孙兰义主编. 化工流程模拟实训 Aspen Plus教程[M]. 北京: 化学工业出版社.2012.
[3] 包宗宏, 武文良主编. 化工计算与软件应用[M]. 北京: 化学工业出版社.2013.
本期编辑：裘晟波