超重力场精馏技术

超重力场精馏技术起源：1970年代末期美国太空计划征求微重力场研究项目，英国ICI新科学研究小组提出。原理：利用离心力场代替重力场，离心力可以达到重力的数百至数千倍，因此被称为超重力，国外称为Higee。超重力技术原理超重力气液接触设备常规气液接触设备a=w2rg气相液相液相气相世界上第一个超重力旋转床专利英国ICI公司Ramshaw教授在1981年申请了世界上第一个超重力旋转床专利。采用超重力来提高气液相间接触面积和传质速率。设备的尺寸极大缩小。不易液泛，可采用高比表面积填料。摘自《MassTransferApparatusandItsUse,PatentEP0002568》Ramshaw,C.1979液体出口气体出口气体入口填料动密封液体入口动密封填料式超重力床Glitsch

公司超重力床用于精馏操作摘自《Higee-astatusreport》Fowler,R.1989Glitsch公司购买ICI公司的超重力旋转床专利，开始了超重力旋转床在精馏操作中的研究与应用。旋转床再沸器Glitsch公司超重力旋转床用于精馏塔改造常规精馏塔高度可观如对常规精馏塔改造，增加塔板数或填料层高度，难以实现。摘自《Higee-astatusreport》Fowler,R.1989Glitsch

公司超重力床用于精馏塔改造摘自《Higee-astatusreport》Fowler,R.1989超重力旋转床用于精馏塔改造，可以在不增加塔高的基础上实现增加塔板数或填料层高度的目的。超重力旋转床的优点传质效率/通量非常高，不易液泛；液速非常高，适于高粘度物料的处理；微观混合程度很大，适于制备纳米粉体材料；持液量很小，适于贵重/有毒物料的处理；气液停留时间极短，适于热敏物系的分离；转子可自清洗，适于含固/结垢物料处理；安装方向随意，抗颠簸，可安装于运动物体。折流式与填料式超重力床结构对比28135679104液体出口气体出口气体入口填料动密封液体入口动密封单层折流式超重力床结构1-动盘;2－动折流圈;3-气体进口管;4-静折流圈5-静盘;6-气体出口管;7-液体进口管;8－中间进料管;9-壳体;10-液体出口管;11-转轴9456781310112106-16-26-3Simplifiedsketchofzigzagrotatingbedswithtwo-rotorsinacasing6-1,6-2,6-3—liquidinletpipe;10—directingpipe两层转子的折流式超重力床结构1-动盘;2-动折流圈;3-气体进口管;4-1,2,3－液体进口管;5-静盘;6－静折流圈;7-气体出口管;8-导流管;9-回流管;10-壳体;11-液体出口管;12-转轴三层转子的折流式超重力床结构4-34-2121110987654-1321

液体：转子中心→折流圈→外缘(离心力)

气体：转子外缘→折流圈→中心(压力)

气液两相在转子内总体呈逆流流动;在动/静折流圈之间的通道中，气液呈错流/逆流接触折流式超重力床的气液传质上板静止下板旋转，可省掉1个动密封（上动密封），设备可靠性提高上板静止，进料口可设置在上板任意位置，实现中间进料，因而可用于连续精馏过程转子的气液接触元件为折流圈，因此不需要中心进料的液体分布器，防堵塞的能力强转子内气液以“S”形路线通过折流圈，流动路径增长，有利于提高传质效率可以方便地在一个壳体内实现多转子同轴串连，理论塔板数可成倍提高折流式超重力床的特点压降ΔPvs.

气相流量Q压降ΔPvs.

液相流量L折流式超重力床流体力学性能压降ΔPvs.

转速n平均压降ΔPvs.

气相负荷F折流式超重力床流体力学性能功耗Pvs.

气相流量Q功耗Pvs.

液相流量L折流式超重力床功率特性功耗P随气相体积流量Q、液相体积流量L和转速n的增大而增大，但P对Q变化不敏感，对L和n变化敏感，因此L和n是RZB功耗的主要决定因素功耗Pvs.转速n折流式超重力床功率特性折流式超重力床传质性能转子直径750mm，甲醇－水物系，常压，全回流回流液量增大，NT下降，转速增加，NT增大每个理论级压降

vs.

气相负荷F折流式超重力床传质性能填料塔回流塔釜产品塔顶产品进料冷凝器再沸器精馏段提馏段精馏流程折流式旋转床回流塔釜产品塔顶产品进料再沸器冷凝器精馏段提留段折流式超重力床的精馏流程酒精精馏装置

甲醇精馏装置ZG750-Ⅲ型和Ⅱ型设备无水乙醇精馏操作现场折流式超重力旋转床的工业应用ZG750-Ⅲ型三台用于物料连续精馏操作现场甲醇—水系统精馏实例甲醇—水体系常压转速：1000rpm

三层转子，转子直径：750mm壳体直径：830mm，壳体高度：800mm回流比1.5进料甲醇质量浓度：70%馏出液甲醇质量浓度：大于99.8%釜液甲醇质量浓度:小于0.2%馏出液流量：500kg/h全塔理论板:16,精馏段理论板:11.6对应常规填料塔：塔高10m，塔径600mm乙醇—水体系常压转速：1000rpm两层转子，转子直径：620mm壳体直径：700mm，壳体高度：600mm回流比:2.5进料乙醇质量浓度：45%馏出液乙醇体积浓度：大于95%釜液乙醇质量浓度:小于0.5%馏出液流量：470kg/h乙醇—水系统的精馏实例项目乙醇/水甲醇/水RZBPBRZBPB直径/m0.800.40.830.6总高度/m0.559.00.8011.0体积/m30.2761.130.4333.11高度比(PB/RZB)16.413.7体积比(PB/RZB)4.17.2折流式超重力床RZB与填料塔PB的尺寸对比折流式超重力床与填料塔的对比

冷凝器再沸器间歇进料填料塔再沸器冷凝器旋转床电机连续进料折流式超重力床与填料塔的对比折流式超重力场旋转床代替精馏塔使用现场

水蒸汽甲醇产品出冷却水进出冷却水汽提脱甲醇新工艺流程图原料进至真空系统冷冻盐水进出原料进水蒸汽产品出高粘度热敏物料脱甲醇原工艺流程图甲醇高粘度热敏物系汽提脱甲醇气提工艺用于反应过程的应用前景产品+溶剂A脱溶剂A蒸馏加溶剂B反应脱溶剂B蒸馏加溶剂C反应脱溶剂C蒸馏产品+溶剂A溶剂B蒸汽RZB溶剂A+B汽相产品+溶剂B溶剂C蒸汽RZB溶剂B+C汽相…...…...序号数量用户单位分离介质设备规格原料指标原料处理能力成品指标起用时间累计总数注11浙江永宁制药乙醇/水Φ600-两层乙醇

40%7t/d乙醇＞92%2004.07121嘉兴金禾化工甲醇/水Φ750-三层甲醇

70%11t/d甲醇＞99.5%2005.10231宁波天衡制药多组份乙醇Φ750-三层乙醇＞80%5t/d乙醇＞95%2005.09342杭州鑫富药业泛酸钙水/甲醇Φ750-三层/四层甲醇

12%65t/d甲醇＜0.3%2005.095脱甲醇51浙江永农化工甲醇/水等Φ750-三层甲醇

75%12.5t/d甲醇＞99.7%2005.09661浙江思贤制药乙醇/水Φ750-三层乙醇

10-20%20t/d乙醇＞92%2006.03771泰安圣奥化工甲醇/水Φ750-两层甲醇

30%15t/d甲醇＞85%2006.05881兰溪凯普化学DMSO/水Φ750-三层DMSO90%18t/d水＜0.1%2006.07991浙江国邦制药DMSO/水Φ750-三层DMSO70%7.5t/d水＜0.1%2006.0810101杭州争光树脂甲醇/甲缩醛/水Φ750-三层甲醇33%/甲缩醛20%14t/d水＜0.8%2006.0811折流式超重力床工业应用业绩序号数量用户单位分离介质设备规格原料指标原料处理能力成品指标起用时间累计总数注112浙江国邦制药乙醇/水Φ750-三层/两层乙醇＞92%9.6t/d水＜1%2006.0813121嘉善海伦甲醇/水Φ750-三层甲醇

70%11t/d甲醇＞99.5%2006.0814131下沙生物高科甲醇/水Φ750-三层甲醇

45%20t/d甲醇＞99.8%2006.1015141浙江花园高科甲醇/水Φ750-三层甲醇

45%20t/d甲醇＞99.8%2006.1016151浙江花园高科甲醇/水Φ900-四层甲醇

95%25t/d甲醇＞99.7%2006.1017164浙江天宇药业多组份物质分离Φ750-三层略10t/d略2007.0221171东阳巍华化工甲醇/水Φ750-三层甲醇

94%12t/d甲醇＞99%2007.0422182浙江东邦化工乙腈/水Φ750-三层乙腈

70%1.5t/d乙腈＞99.9%2007.0724191浙江东邦化工二氯甲烷/硅醚Φ750-三层二氯甲烷94%/硅醚6%3.5t/d二氯甲烷＞99.5%2007.0725201下沙生物高科甲醇/水Φ900-四层甲醇

70%25t/d甲醇＞99.5%2007.1026折流式超重力床工业应用业绩序号数量用户单位分离介质设备规格原料指标原料处理能力成品指标起用时间累计总数注211浙江传化甲醇/甲醛/水Φ750-三层甲醇42%/甲醛3%20t/d甲醇＞98%2007.1127224浙江天宇药业多组份物质分离Φ750/Φ800-三层略10t/d略2007.1231231江苏英力甲醇/水Φ750-三层甲醇70%11t/d甲醇＞99.5%2008.0132241湖北黄冈永安甲醇/水Φ750-三层甲醇

70%2008.0333252淮安博泰化工多组份物质分离Φ750-三层略10t/d略35安装中261河北永泰甲醇/水Φ750-四层甲醇

70%24t/d甲醇＞98%36安装中271黄岩四方溶剂回收Φ750-三层略7.5t/d略37安装中281淮安博泰化工二氯甲烷Φ750-三层二氯甲烷97.5%16t/d水＜0.1%38加工中291浙江宏达甲醇/水/DMFΦ750-三层/Φ650-二层甲醇5%/DMF50%14t/d甲醇＞99%/

DMF中水＜0.1%39加工中302精进药业丙酮/水Φ850-三层丙酮

95%6.6t/d丙酮＞99.7%41安装中折流式超重力床工业应用业绩序号数量用户单位分离介质设备规格原料指标原料处理能力成品指标起用时间累计总数注311台州一铭医药丙酮/水等Φ750-四层丙酮

80%5t/d丙酮＞99.5%42加工中321埃斯特维华义溶剂回收Φ750-三层略12t/d略43加工中331淮安博泰化工DMSO/水Φ850-三层DMSO75%6t/dDMSO中水＜0.1%44加工中341嘉兴巨成化工甲醇/水Φ750-三层甲醇

70%11t/d甲醇＞99.5%45加工中352浙江天宇药业乙酸乙酯/水Φ750-三层乙酸乙酯

98%30t/d乙酸乙酯中水＜0.2%47加工中361东江能源浙江甲醇/水Φ900-三层甲醇

70%20t/d甲醇＞99.0%48加工中371江苏英力溶剂回收Φ750-三层略10t/d略49加工中381宁波杰森甲醇回收Φ750-三层甲醇

90%12t/d甲醇＞99.5%50加工中折流式超重力床工业应用业绩折流式超重力床应用于精馏的优点※高