外行学空分(123）一一单热泵及多热泵技术（3）

Yb2021

   沸点在环境温度以上的二元物系采用完全自热的热泵精馏流程时，由于存在开式热泵精馏启动及热量平衡（其实是气液平衡）等问题，加上可以方便采用常规精馏流程，因此沸点在环境温度以上的二元物系的精馏分离几乎全部在常规精馏的基础上，通过运用单热泵及多热泵技术节约蒸汽和冷却水的消耗。
    对于沸点在环境温度以下的二元物系的精馏分离，当然无法采用常规的蒸汽再沸器供热，冷却水冷凝器供冷的精馏流程，原则上都必须是完全自热的开式热泵精馏流程才有可能实现大规模的工业化生产。沸点在环境温度以下的物系并不多，其中最重要的是空气，其余的还有氨气，天然气，烷类烯类有机化合物，二氧化碳及氮氧化合物等。由于沸点在环境温度以下的物系的精馏分离必须采用完全自热的开式热泵精馏流程，而完全自热的热泵精馏流程存在热泵启动冷量(热量)平衡等难以解决的问题，实际案例很少，其中最重要的是深冷空分流程！下面就结合深冷空分流程谈一下热泵精馏流程和单热泵及多热泵技术在深冷空分中运用。
    所有的深冷空分流程都是完全自热的开式热泵供冷供热精馏流程现在连对热泵及热泵精馏非常排斥的深冷空分专家都不得不承认的事实。虽然这样的结论，对于他们来说是颠覆了他们的传统认识。其实完全自热的精馏流程就是彻底开式热泵供冷供热精馏流程。前面已经说过所有的二元混合物都有三个开式热泵精馏根流程，它们分别是以二元混合物为循环工质的单塔开式热泵供冷供热精馏流程，以二元混合物为循环工质的所谓一拖二开式热泵供冷供热精馏工艺方案即所谓的双塔流程，以二元混合物中低沸点组分为循环工质的单塔开式热泵供冷供热精馏流程。只要对深冷空分技术稍有了解的人都会知道，三个根流程中前两个根流程分别对应深冷空分中的古典单塔流程和双塔流程，深冷空分教科书还论证了有且只有双塔流程可以实现氧氮完全分离！而单塔流程不能实现氧氮完全分离！当然这个结论是不能成立的，因为空气这个近似氧氮二元物系还有一个可以实现完全分离的单塔流程，这就是以氮气为循环工质的开式热泵供冷供热单塔流程，我把它叫做新单塔专利流程！其实所谓的新单塔流程可以称为标准的开式热泵氧氮二元物系精馏流程！是三个根流程中的根流程！