精餾塔(精餾過程)有效能效率是精餾塔，精餾 過程完善程度的最重要的指標，決定了精餾塔的 能耗大小，精餾塔的有效能效率越高精餾塔的能 耗越小，該如何計算精餾塔的有效能效率呢?卻 不是一件容易的事!

精餾塔有效能效率等于可逆精餾過程所需的最小有效能(各產品最小分離功之和)和實際過程所需的有效能的比值，而精餾過程輸入的有效能是 溫差有效能，在環境溫度以上的精餾過程輸入的 是廣義的熱能(無相應熱量的熱能，它的熱量在 精餾過程中循環),而在環境溫度以下的精餾過程，輸入的是廣義的冷能(同樣也是無相應冷量的冷能，冷量在精餾過程中循環)要理解精餾塔 及精餾過程的有效能效率，首先要理解實際精餾 過程的有效能損失及什么是可逆的精餾過程。

實際精餾過程的有效能損失有那些呢?主要包 括以下幾個部分， 一是精餾塔再沸器和冷凝器傳 熱溫差形成的有效能損失，這部分的有效能損失 在高溫或常溫附近其有效能損失很小!但在深冷 條件下其損失將變得非常顯著,例如100K時 ， 1K的傳熱溫差可以造成很大的冷能有效能損失! 對精餾系統的有效能效率產生重大的影響，當然就開式熱泵精餾而言，這些有效能損失屬于開式 熱泵的有效能損失， 降低了開式熱泵有效能效 率。二是實際回流比大于最小回流比造成的有效 能損失，最小回流比對應的是無限塔板數，實際 的精餾過程塔板數不可能無限總是有限的，因此 實際的回流比總是大于最小回流比，這就造成了 有效能損失，這個損失是非常顯性的，對精餾塔 有效能效率影響很大!三是精餾塔塔板阻力造成 的有效能損失，這個有效能損失也不是可以忽略 不計的，但相對是比較次要的!

以上的三方面有效能損失是大家容易想到的， 但是精餾過程除了以上的有效能損失外，還有另 外一個大家不容易認識到的有效能損失，那就是 精餾塔內溫差及濃度差造成的有效能損失，這部 分的有效能損失很大，大約影響精餾塔有效能損 失的20%以上!對于常規精餾來說這部分有效能 損失基本上無法消除，只能通過采用雙效精餾及多效精餾來部分消除，對于熱泵精餾來說只能通過 采 用 多 熱 泵 技 術 才 有 可 能 得 到 部 分 消 除 I  要  實現完全可逆的精餾過程，需要無限多的開式熱泵 供冷供熱設置(這樣情況下，當然也只能開式熱 泵冷凝器無換熱溫差一一換熱溫差等于零的極限 條件下才有可能) 。

綜合以上分析，熱泵精餾流程在不采用多熱泵 技術進行改進的情況下(深冷空分目前就是這種 情況)單級精餾塔有效能效率超過80%基本上是 不可能的!不要認為80%的精餾塔有效能效率很 低，其實在采用常規精餾流程時，單級精餾塔有 效能效率10 — 20%是非常常見的，1%有效能效 率也不是絕無僅有的，特別是沸點相近的混合物 及制取高純度產品的精餾過程(沸點相近的精餾 過程和制取高純度產品的精餾過程在精餾上是非 常相似的)!當然如果不制取高純產品，實際回 流比只比最小回流比大5%- 10%,在雙開式熱泵供冷供熱精餾工藝方案(避免由于單熱泵精餾導致的精餾段回流液氣比和提餾段回流氣液比嚴重 不協調，導致精餾效率過低的情況)下，采用開 式熱泵雙熱泵精餾工藝方案，精餾塔本身的有效 能效率 一 般可以達到70%- 80%!開式熱泵精餾 效率可以達到40%-50%! 目前雙塔流程中開式 熱泵精餾效率30%是嚴重偏低的。

什么是完全可逆的精餾過程呢?常規布局的精餾過程其供熱供冷完全可以用一個熱泵來代替，所以只要說明什么是完全可逆的熱泵精餾過程就 可以了。熱泵精餾有所謂的熱泵精餾流程，單熱 泵及多熱泵技術的說法，熱泵精餾流程和單熱泵 精餾技術語意相近經常混合使用，也可以叫做完 全自熱的精餾流程。單熱泵精餾技術熱泵精餾流 程和多熱泵技術之間應該還有一個雙熱泵工藝， 這個雙熱泵工藝方案非常重要。任何一個二元物 系精餾過程由于二元物系組分比例不同，對產品 純度的要求不同，無論是常規精餾還是熱泵精餾都存在一個影響精餾能耗的問題。那就是精餾段液氣比和提餾段氣液比如何協調的問題。例如新 單塔流程氮氣循環量達到空氣流量60%時，精餾 段液氣比已經比最小液氣比大10%!而提餾段氣 液比尚達不到最小氣液比。沒有辦法只能將氮氣 循環量提高到空氣量的66%以上!這當然大大提 高了精餾過程所需要的能耗，如果增加一個以含 氧53%的富氧空氣為循環工質的熱泵，形成雙熱 泵工藝，就可以大幅度提高精餾效率。至于多熱 泵技術則多在塔板數有限的條件下，用于制取高純產品。其實完全可逆的精餾過程不但每個精餾段都在最小回流比下運行而且需要無數個熱泵， 從而完全消除精餾過程的傳熱溫差和濃度差，只 有這樣才是完全可逆的精餾過程(可以參閱廈大 論證報告)。僅僅是最小回流比無限塔板數是無 法實現完全可逆的精餾。

利用精餾過程各節點的有效能數據有一個比 較簡單可靠的辦法計算精餾過程的有效能效率。

首先計算出精餾過程得到的氣體最小分離功， 然1后計算出精餾過程的有效能損失。氣體最小分離 功除以精餾過程有效能損失和氣體最小分離功之 和就是精餾過程的有效能效率或精餾效率。以此 辦法計算雙塔流程精餾系統(上塔加下塔)的有 效能效率(精餾效率)得出的結果是40%以下， 而不是什么90%以上!當然也可以從有效能效率 的基本定義出發計算精餾塔的有效能效率，那就 是精餾產品氣體分離功之和和精餾過程輸入的溫 差有效能的比值。兩者的計算結果是一致的。