精馏是最重要的化工分离单元操作，但由于其热力学效率的极其低下，它同时也是最耗能的分离手段。自从上个世纪石油危机发生以来，人们开发出了各种针对精馏过程的节能方案，其中热泵精馏（简称 VRC ，下同）最为简洁有效，并早已实现工业化。内部能量集成精馏塔（简称 HIDiC ，下同）是一种将热泵精馏的思想与内部能量耦合相结合的产物，它用精馏段与提馏段之间的内部渐进透热代替了 VRC 的单点传热，成为了近些年来的研究热点。
2.HIDiC 作为对 VRC 继承与发展的产物，在提高过程可逆性的同时也要付出增加设备复杂性的代价。另外，国内外一些学者研究发现，通过把 HIDiC 简化为有限几点的外部换热，可以在保持节能效果的同时显著降低设备投资。为了考察 HIDiC 及其各种简化方案的的经济可行性，我使用年度总费用（ TAC ）作为目标函数，进行了全面比较和考察。结果发现，在相同的最小换热温差下， HIDiC 及其简化方案的能耗其实要略高于 VRC ，这种差距随着理论板数的增加而减小，但并不明显。设备投资方面， HIDiC 由于内部换热设备的投资巨大，因此明显高于 VRC 。因此从年度总费用的角度考虑，相同最小换热温差下的 HIDiC 及其简化方案相对于 VRC 来说并没有优势。要使它们真正获得工业上的应用前景，就必须达到明显比 VRC 更低的最小换热温差，并且要保证塔内空间足以安装所需的大量换热面积。 |