在液体组分物料分离中，精馏是比较常见的分离出单组份产品的简洁、有效的方法。而精馏中，原始的工艺构架中，填料塔被应用较多。从拉西环到摩尔填料再到陶瓷轨枕填料，发展到不锈钢丝网轨枕填料，从不同分离物质、酸碱性来选择适合使用的不同填料来满足生产的需要。如今，在高效填料的使用中，陶瓷轨枕和不锈钢轨枕使用较为普遍，虽其具备无数块理论塔板数的共知优势，然在实际分离中塔的较大高度，一直是所有实用分离型企业不可挥之的痛。

      填料塔为什么要设计、建设得很高？一方面提升分离精度的要求，也就是尽管具备无数块理论塔板，然没有二、三十米甚至更高的填料层高度，无法做到分离需要的品质。另一方面，如果没有足够的高度，中下段（提馏段）分离不彻底，会导致轻组分和重组分达不到完全的切割点，致使重组分中轻组分含量超标，也就是塔高是用来拉大分离区域、划分轻重组分的较大空间。

      那么填料塔较高的塔身到底有哪些不利因素呢？首先，我们不排除某些设计机构为了保障精馏的较大弹性和有效性，在原设计的时候刻意放大精馏填料段的长度，因为所谓设计的权威性，很少有人去怀疑塔高度的合理性。其次，我们根据原设计建设的时候，塔高在设备投入中增加了硬性投入，如填料的增加，分布器的增加，塔身的增加等等，这些属于一次投入必然增加。再有，在实际应用中，许多企业采用的是塔顶自回流形式的回流模式，塔体越高，循环水冷却泵的功率必然越大，24小时连续工作的高杨程、大扬量的水泵功率配置在精馏中必然导致较高电负荷的增加，生产直接成本增加。其四，高塔自回流模式中，由于加热将轻组分提升到塔顶，全部被回流，势必需要加大蒸汽的加热来托举轻组分在精馏段的停留，或者是提馏段必须依靠大量重组分的蒸汽托起轻组分不下降，这势必也是需要加热段的持续大剂量加热的供给。任何企业做不到调节循环水的冷却量来控制塔顶回流，效果体现慢，也可能导致轻组分不冷却而挥发跑失。

      那么，实际应用中，有没有可能在使用填料塔的同时，更好地克服以上所谈到的诸多不利因素，做到相对的低投入、低电耗、低能耗的生产格局呢？或者同一件塔，有没有办法做到节约能耗电耗同时提升精馏品质呢？本人通过多年对于精馏的认知和创新，在目前填料塔居多的精馏型企中了解到，很多企业已然认识到填料塔弊端的存在，在小企业缺乏资金投入或者不舍得设备再投入的前提下，技术改造填料塔是比较简洁有效的途径之一。

      案例：2015年10月，山东潍坊某L企业欲精馏某酯化完成后的物料，其主要成分是水、甲醇、酯和有机酸，其中有机酸沸点最大。有成功Y企业模式是精馏釜加24米高精馏塔，在真空情况下，脱轻组分后精馏出酯产品，要求酸值小于0.3mgKOH/g，该Y企业生产的结果完全符合要求。为了L企业减少投入成本等因数，本人给予设计精馏塔的部分，在其原有装置上，将原3米高的粗蒸馏塔加高9米，总高度加塔帽13米，采用本人提出多年的“双级回流”设置，强制回流，同样采用真空精馏形式，一次试车成功，产品混合后酸值0.18mgKOH/g，其余各项指标均合格。

     从以上案例中，我们不难看出，塔高度不一定是精馏精度的唯一指标，需要考虑的是精馏塔的实际使用效率。所以，我用实际的生产案例（13米塔高替代24米塔）来印证我个人理论的正确性。

      众所周知，在同等塔效情况下：塔的直径决定了塔的分离量，塔的高度决定了塔的分离精度。我没有办法改变实际填料决定的分离效率，但是我用塔体的二次回流来改变整塔某段填料层的重叠使用，进而做到较大化的使用效率，用以达到：同等塔高，提高分离质量；降低塔高，保持原有质量的实际使用目的。本人用技术创新的方法降低了精馏设备投入成本，也推翻了原固有“塔高决定分离精度”这一思维定式。

      至于电耗和能耗的问题，本人一直主张不采用自然回流的形式，可以采用强制回流来控制回流量，进而减少高塔循环水电机功率。虽然增加了回流泵（功率小），电耗却可以省百分之五十左右。“双级回流”形式在自回流形式中也可以很好使用，在强制回流中回流泵的实际应用，也不增加电耗。（大规模生产中尤为明显）

应用领域：

1，在固有的填料塔均可以采用“双级回流”形式来提升产品质量。
2，在新建的填料塔设计中可以减少1/3-1/2左右精馏段的填料段高度，分离效率不变。
3，在釜式精馏（定容式）中，精馏塔填料高度降低1/3以上。
4，所有塔顶自回流形式的精馏塔，均可以利用强制回流来降低精馏中电耗的降低和能耗的降低，长期收益明显。

      以上文章，仅提供给欲降低生产综合成本的生产型企业，希望我的理论能够给企业主们带去实质性的成本的节约。同时也欢迎有志于精馏创新研究者共同探讨提高。

摘自  邹刚发表于2017年2月28日  中国化工网