精馏是应用最广泛的分离技术,过程工业中最大的能耗户,对整个流程的生产能力、产品质量、能源消耗与原料消耗、环境保护都有重大影响。而传统的精馏塔及其精馏序列已不适应当前过程集成、设备集成的发展趋势。突破传统的简单塔塔结构,设计节能型的多组分复杂精馏设备及流程目前是一个非常重要的并且富有挑战性的课题。 复杂精馏塔的使用,与传统精馏塔的一股进料,二股产品的精馏塔比较,能够产生相当大的能量消耗及成本上的节约。复杂塔还适合更新设计,因为它经常可以通过对现有塔进行微小的改动来实行。在所有可能的多组分精馏过程新方案中,热偶精馏在能量和投资费用的节约上都非常有前途。 在本文中,采用Underwood方程和V_min分析了多组分热偶精馏的最小能耗;主要探讨了用详细的塔模型来进行多组分热偶精馏塔的设计,所建立的塔模型既能够描述传统塔又可以描述热偶精馏塔,并允许不同的选择结构互相比较;提出了以能量消耗最小为目标的,多组分混合物分离的热偶精馏序列的整体优化方法。 最后,以四组分烷烃混合物的分离为例,根据详细的热偶精馏塔数学模型,计算了热偶精馏的能耗、年总费用,并比较了各种热偶方案的节能效果。以能量消耗最小为目标,对两种热偶精馏序列进行了整体优化。