La technologie de distillation est la technologie la plus importante pour réaliser la séparation du mélange en utilisant les différents points d’ébullition de chaque composant du mélange. Les points d’ébullition de chaque composant sont différents. Lorsqu’ils sont dans un état de coexistence gaz-liquide, les composants à bas point d’ébullition sont relativement volatils, de sorte que la proportion relative des composants à bas point d’ébullition dans la phase gazeuse est supérieure à celle des composants à bas point d’ébullition dans la phase gazeuse. phase liquide. Cette propriété du mélange binaire peut être utilisée pour réaliser une séparation complète du mélange binaire par distillation. Le processus de séparation par distillation du mélange binaire comprend l’équipement standard suivant, l’un est le transport de la distillation des matières premières (mélange binaire), si le point d’ébullition du mélange binaire à température ambiante (température ambiante) est inférieur, le mélange binaire à l’équipement de transport gazeux à température ambiante est un compresseur, si le point d’ébullition du mélange binaire est supérieur à la température ambiante, l’équipement de transport de liquide du mélange binaire à température ambiante est une pompe. Le second est l’échange thermique du mélange binaire de matières premières de distillation et de produits de séparation de distillation, et cet échangeur de chaleur peut également être appelé échangeur de chaleur principal. Sa fonction principale réside dans l’échange thermique des matières premières de distillation et des produits de séparation de distillation, d’une part, des matières premières de distillation après échange thermique au milieu de la colonne de rectification dans un état proche de la coexistence gaz-liquide, d’autre part. , la température des produits de séparation par distillation après échange thermique est proche de la température normale pour le stockage et le transport. Bien entendu, l’échange thermique des matières premières de distillation et des produits de séparation par distillation réduit également la consommation d’énergie du processus de séparation par distillation. Le troisième est la colonne de distillation, qui constitue la partie centrale du processus de séparation par distillation, et la séparation par distillation du mélange binaire est réalisée dans la colonne de distillation. Il se compose de trois parties, l’une est placée au sommet du condenseur de la colonne de distillation, à travers l’eau de refroidissement pour fournir une capacité de refroidissement permettant de condenser les composants à bas point d’ébullition de la colonne de distillation en phase liquide comme liquide de reflux de la colonne de distillation. Le second est le rebouilleur situé au fond de la colonne de rectification, qui fournit de la chaleur à travers la vapeur pour évaporer et faire monter les composants à haut point d’ébullition au fond de la colonne de rectification sous forme de gaz de distillation. Le troisième est le corps de la colonne de distillation, qui est un récipient sous pression cylindrique avec un plateau ou un garnissage au milieu. Le rôle du plateau et du garnissage est de renforcer le transfert de masse et de chaleur afin que la séparation par distillation puisse être effectuée, de sorte que les composants purs à faible point d’ébullition et les composants purs à point d’ébullition élevé puissent être extraits du haut et du bas de la colonne de rectification. La distillation est une opération unitaire chimique de base, c’est un processus purement physique, il n’y a pas de mystère ! Comme le montre la description ci-dessus, la chaleur apportée par la vapeur du rebouilleur est essentiellement évacuée par l’eau de refroidissement du condenseur ! Par conséquent, le processus de séparation par distillation ne consomme pas réellement de chaleur, il consomme l’énergie efficace générée par la différence de température entre la chaleur d’entrée du rebouilleur et la chaleur de sortie du condenseur, ce qui constitue la base la plus importante pour que la technologie des pompes à chaleur soit largement utilisé dans le processus de séparation par distillation et devient la technologie d’économie d’énergie la plus importante dans le processus de séparation par distillation. L’application la plus fondamentale de la technologie des pompes à chaleur dans le processus de séparation par distillation consiste à utiliser une pompe à chaleur fermée au lieu de la vapeur et de l’eau de refroidissement pour chauffer le rebouilleur et produire de la chaleur du condenseur. Cette application la plus basique ne modifie pas l’équipement de la colonne de distillation ni les paramètres de la colonne de distillation, et il s’agit toujours d’un processus de séparation par distillation standard à colonne unique pour le processus de séparation par distillation de mélanges binaires. Bien que l’utilisation d’une pompe à chaleur fermée au lieu de la vapeur et de l’eau de refroidissement soit la technologie de pompe à chaleur la plus élémentaire utilisée dans le processus de séparation par distillation, elle n’est pas courante dans le processus de séparation par distillation lui-même ! Les raisons sont les suivantes : Premièrement, la pompe à chaleur fermée ne convient que pour le mélange binaire de composants à point d’ébullition élevé et de composants à point d’ébullition bas. L’écart du point d’ébullition n’est pas trop grand, l’écart du point d’ébullition est trop grand, le taux de compression du compresseur de la pompe à chaleur est trop gros, le coût du projet augmentera considérablement, l’économie n’est pas favorable ! La seconde consiste à remplacer complètement la vapeur et l’eau de refroidissement par une pompe à chaleur fermée pour chauffer le rebouilleur et produire de la chaleur du condenseur, ce qui entraînera inévitablement le problème du bilan thermique ou du bilan froid du système de rectification, et afin d’assurer la chaleur En équilibre du système de rectification, dans le cas où de la vapeur et de l’eau de refroidissement peuvent être utilisées pour réaliser une séparation par distillation, le moyen le plus simple est de conserver le rebouilleur et le condenseur en utilisant de la vapeur et de l’eau de refroidissement. Dans ce cas, l’utilisation d’un processus de séparation par distillation par pompe à chaleur fermée entièrement auto-échauffante n’est pas nécessaire, il suffit d’utiliser la technologie d’une pompe à chaleur unique et de plusieurs pompes à chaleur pour améliorer le processus de séparation par distillation ! Troisièmement, l’utilisation de pompes à chaleur ouvertes dans le processus de séparation par distillation présente de grands avantages par rapport aux pompes à chaleur fermées. Quatrièmement, l’utilisation d’un processus de distillation par pompe à chaleur fermée n’est que plus adaptée à proximité de la température ambiante, et il est difficile de trouver un fluide de travail à cycle approprié s’il est trop éloigné de la température ambiante. Pour les raisons ci-dessus, les pompes à chaleur fermées ne sont largement utilisées que lorsque le point d’ébullition d’un mélange binaire est proche de la température ambiante. La plus largement utilisée dans le processus de séparation par distillation est la technologie dite de pompe à chaleur simple et multi-pompe à chaleur, la technologie dite de pompe à chaleur simple et multi-pompe à chaleur est une pompe à chaleur ouverte ! Il conduit le mélange de la section de rectification de la colonne de distillation au compresseur de pompe à chaleur après compression, dans la section de distillation de la colonne de distillation fixée dans l’échangeur thermique avec le mélange de liquide tombant dans la colonne de distillation, d’une part, le liquide dans la colonne de distillation et sa propre liquéfaction après décompression dans la section de distillation de la colonne de distillation comme liquide de reflux. La technologie des pompes à chaleur simples et multi-pompes à chaleur convient non seulement à la transformation des économies d’énergie du processus de séparation par distillation conventionnel, mais également à la transformation des économies d’énergie du processus de distillation par pompe à chaleur ! Son utilisation est donc la plus répandue et la plus courante. La troisième manière d’utiliser la technologie des pompes à chaleur dans le processus de séparation par distillation est le processus de distillation dit par pompe à chaleur ouverte, le processus de distillation dit auto-échauffant, dans la technologie de distillation à pompe à chaleur unique et à pompe à chaleur multiple, la circulation Le fluide de travail de la pompe à chaleur unique et de la pompe à chaleur multiple est le produit intermédiaire du processus de distillation, si nous utilisons les matières premières de distillation et les composants à bas point d’ébullition comme fluide de travail en circulation de la pompe à chaleur, il est alors possible de trouver trois processus de distillation par pompe à chaleur ouverte qui peuvent être réalisés, parmi lesquels deux processus de distillation par pompe à chaleur ouverte avec des matières premières de rectification comme milieu de travail en circulation sont respectivement le processus de distillation par pompe à chaleur ouverte à tour unique de production d’un seul composant pur, et la chaleur ouverte processus de distillation par pompe à deux tours qui peut réaliser la séparation complète de deux composants. Une autre pompe à chaleur ouverte rectifiant un processus à colonne unique avec une composition pure à faible point d’ébullition du fluide de travail en circulation. Bien entendu, le processus de distillation par pompe à chaleur ouverte n’est pas illimité. Dans des circonstances normales, il ne convient que pour le point d’ébullition du mélange binaire en dessous de la température ambiante, seulement dans ce cas, le mélange de distillation et les composants purs de distillation à faible point d’ébullition sont gazeux à température ambiante, adaptés à la compression à température ambiante. Deuxièmement, dans ce cas, en plus de l’utilisation de pompes à chaleur, il n’existe aucun moyen réalisable pour réaliser l’opération industrielle de séparation par distillation, qui est en quelque sorte le Liangshan ! Un problème très important dans le processus de distillation par pompe à chaleur ouverte est de savoir comment atteindre l’équilibre de la capacité de refroidissement. C’est effectivement le cas de la séparation cryogénique de l’air !
