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作者：廉文韬;吴小华;杨鲁伟;侯超;宁旭丹;
单位：北京石油化工学院机械工程学院;中国科学院理化技术研究所;西安交通大学能源与动力工程学院;
摘要：针对乙醇-水采用常规机械蒸汽再压缩(MVR)精馏技术无法达到节能精馏需求，兼顾精馏系统的安全性和经济性，开发了一种外部工质分割式MVR热泵精馏系统；构建了液相采用NRTL方程、气相采用RK方程的NRTL-RK组合模型，用于拟合物系的热力学性质；借助Aspen Plus软件，对常规精馏、常规MVR热泵精馏、直接压缩式MVR热泵精馏和外部工质分割式MVR热泵精馏等4种系统进行了模拟研究，对比分析了系统热力学性能、安全性等。结果表明，系统引入水作为循环工质，通过压缩水蒸气而非乙醇蒸汽，提高了系统的安全性。采用分割式结构，上精馏塔温差仅为3.54 ℃，有效减少了压缩机进出口温差；NRTL-RK组合模型的分析结果与试验数据对比表明，所构建的NRTL-RK组合模型可精确拟合乙醇-水物系的热力特性；所设计开发的外部工质分割式MVR热泵精馏系统，较常规乙醇精馏系统，可节约能源72.15%，可节约运行费用70.87%。该系统已在实际生产中得到成功应用，节能效果显著。研究结果可为乙醇精馏生产过程中的节能改造提供参考。
关键词：乙醇;;精馏系统;;热泵;;机械蒸汽再压缩(MVR);;热力学
基金资助：中国科学院低温工程学重点实验开放课题(CRYO202112);; 北京石油化工学院重要科研成果培育项目(BIPTACF-002);; 重要科研成果培育项目(PCF-002);; 北京市教委科研计划(KZ202110017026)
