精馏是化工生产中最重要的分离方法之一。在化学工业、石油化工、精细化工等过程工业中都有广泛的应用。化学工程师非常重视精馏过程的改造设计。精馏系统改造的目的主要包括:提高生产能力、降低能耗、提高产品质量或采用新技术等。本文主要研究复杂精馏塔的扩容改造设计。目前精馏过程的扩容改造设计方法分为以下两类:a)采用高容量和/或高效率的塔内件代替原有塔内件;b)进行一些较小的改造提高现有的装置的性能,如:调整操作条件;增加辅助设备等。b类的改造费用通常较低。最近,Liu和Jobson(Liu & Jobson, Trans IChemE, 2004, 82(A1): 3–9)提出了水力学性能指标—面积利用率(Fraction of Utilised Area,简称FUA),并采用FUA曲线法对简单精馏塔进行了扩容改造研究。结果表明该方法可为b类改造设计提供定性和定量的指导。随着技术进步各种形式的复杂塔的应用越来越广泛。本文采用FUA曲线法研究了复杂精馏塔扩容改造。主要内容有以下几点:第一:调整进料热状况对复杂精馏塔处理能力的影响。由基础工况的FUA曲线形状可以确定:(a)复杂精馏塔处理量增加时的瓶颈, (b)如果FUA曲线不“均匀化”,可通过调整进料热状况提高精馏塔的生产能力。如果FUA曲线“均匀化”,通过调整进料热状况将不能提高精馏塔生产能力。第二:安装中间换热器及热泵对复杂精馏塔处理能力的影响。由基础工况的FUA曲线形状可以确定中间换热器及热泵的合理安装位置及热负荷大小,以及上述改造对复杂塔处理能力的影响。第三:进料组成变动时对复杂精馏塔处理能力的影响。由基础工况的FUA曲线形状可以确定进料组成变化对复杂塔的生产能力的影响。通过几个实例的计算表明FUA曲线法能有效地解决复杂精馏塔的扩容改造问题。