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▲圖1  三組分常規(guī)精餾流程

  熱耦精餾的原理：  

如圖2 所示的流程。副塔的物料預(yù)分為A、B和B、C兩組混合物，其中輕組分 A全從塔頂蒸出，重組分C全從塔釜分出，物料進入主塔后，進一步分離塔頂?shù)玫疆a(chǎn)物A，塔底得到產(chǎn)物C，在塔中部B組分液相濃度達到最大，此處采出中間產(chǎn)物，副塔避免使用冷凝器和再沸器，實現(xiàn)了熱量的耦合，故稱為熱耦精餾。

▲圖2  熱耦精餾流程

  熱耦精餾的應(yīng)用：  

在圖2中，假定組分A、B和B、C間的相對揮發(fā)度均為3，設(shè)計回流比為1 ~ 3，以泡點進料，產(chǎn)品的純度均定為 90 %，則在相同或稍多一些塔板數(shù)情況下，熱耦精餾可節(jié)能20%。由于取消了前級塔的再沸器和冷凝器，則可以減少換熱設(shè)備的投資和蒸汽冷卻水的消耗，故其經(jīng)濟效益是很高的，可推廣用于多組分系統(tǒng)的分離。熱耦精餾在熱力學(xué)上是最理想的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，既可節(jié)省能耗，又可節(jié)省設(shè)備投資。經(jīng)計算表明，熱耦精餾比兩個常規(guī)塔精餾可節(jié)能20%~40%。所以，這種新型節(jié)能精餾技術(shù)在20世紀(jì)70年代能源危機時受到西方國家的廣泛注意，進行了許多研究。但是，由于主、副塔之間氣液分配難以在操作中保持設(shè)計值，且分離難度越大，其對氣液分配偏離的靈敏度越大，操作就難以穩(wěn)定，而且由于控制問題和缺少設(shè)計方法，20多年來熱耦精餾并未在工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。只有沸點接近的易分離物系才推薦采用熱耦精餾，但在設(shè)計中也要注意，保證主、副塔中氣液流量達到要求。

  熱耦精餾流程的適用范圍：  

熱耦精餾流程并不適用于所有化工分離過程，它的應(yīng)用有一定的限制。雖然此類塔從熱力學(xué)角度來看具有最理想的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但它主要是通過對輸入精餾塔熱量的“重復(fù)利用”而實現(xiàn)的，當(dāng)再沸器所提供的熱量非常大或冷凝器需將物流冷至很低溫度時，此類工藝會受到很大限制。此外，熱耦精餾流程對所分離物系的純度、進料組成、相對揮發(fā)度及塔的操作壓力都有一定的要求：

⑴產(chǎn)品純度。熱耦精餾流程所采出的中間產(chǎn)品純度比一般精餾塔側(cè)線出料達到的純度更大，因此，當(dāng)希望得到高純度的中間產(chǎn)品時，可考慮使用熱耦精餾流程。如果對中間產(chǎn)品的純度要求不高，則直接使用一般精餾塔側(cè)線采出即可。

⑵進料組成。若分離 A、B和C三個組分，且相對揮發(fā)度依次遞增，采用該類塔型時，進料混合物中組分B的量應(yīng)最多，而組分A和C在量上應(yīng)相當(dāng)。

⑶相對揮發(fā)度。當(dāng)組分B是進料中的主要組分時，只有當(dāng)組分A的相對揮發(fā)度和組分B的相對揮發(fā)度的比值與組分B的相對揮發(fā)度和組分C的相對揮發(fā)度的比值相當(dāng)時，采用熱耦精餾具有的節(jié)能優(yōu)勢最明顯。如果組分A和組分B（與組分B和組分C相比）非常容易分離時，從節(jié)能角度來看不如使用常規(guī)的雙塔流程。

⑷塔的操作壓力和整個分離過程的壓力不能改變。當(dāng)需要改變壓力時，則只能使用常規(guī)的雙塔流程。