节能技术在精馏系统中的应用

节能技术在精馏系统中的应用

周岩

大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司内蒙古锡林郭勒027300

摘要：在经济全球化迅速发展的浪潮中，世界经济贸易往来更加频繁，我国与外国的工业交流也更加频繁，更加密切。在工业生产的过程中，只有积极借鉴西方发达国家的先进技术和丰富的经验教训，才能够取长补短，为我所用，快速提高我国工业生产的技术水平。因为前几十年我国受到一些技术因素的影响，在精馏系统的建设和发展方面存在着很多不足，因此我们要从技术上进行根本上的创新。将节能技术和精馏系统相结合是非常符合我国当今发展的倡导观念的，因为以前的精馏系统在运行过程中会在一定程度上对环境造成污染，这对于可持续发展来说是非常不利的。

关键词：节能技术；精馏系统；应用

一、热泵精馏塔

1、塔顶直接式热泵精馏塔

新时期下，精馏塔在国内诸多石油化工工厂已经得到较广泛性应用，并且该技术还及涉足至医药、食品、造纸等领域中。有研究人员尝试把国外应用的直接压缩式热泵整合到乙烯裂解设备内，同时和普通精馏塔运行效果进行比较分析，结果显示直接压缩式热泵在乙烯裂解设备中的应用，能大幅度的降低能源消耗量，实现节能减排。

在上个世纪80年代，国外就有企业率先将直接压缩式热本精馏塔应用于乙苯生产过程中，并对精馏塔节能效果进行检测与分析，发现该设备节能效率约为80%。塔顶蒸汽的运行机理可作出如下概述：首先，采用控制塔底温度与塔内压力方式，去实现两相分离，其次，采用抽真空系统控制压力大小，最后采用他底再沸腾器与冷热回流装备实现控制目标。塔顶直接式热泵精馏塔的有效作业，需在其内增设一台填料，因为其操纵范畴相对较窄，故此具有很大的优化空间。2、塔底再沸式热泵精馏塔

采用塔底釜液闪蒸于再沸式热泵的程序，对丙烯塔进行模拟研究，所获得结果表明该技术具有很高的可行性。本精馏系统适合应用在塔顶部气体不能直接或采用一定手段无法有效排除的生产环境中，利用塔釜所产生的物质，可以和闪蒸塔实现降压闪蒸，闪蒸工作后进行相应压缩处理，不断提升化石产品生产过程的规范性。有研究人员研究人员将该节能技术，分别应用到丙烯-丙烷物系与苯-甲苯物系中，并对其节能效果进行比较，发现在塔顶与塔底温差≤36℃时，直接式热泵精馏塔的节能效率最大。

二、内部热集成精馏塔

Freshwater是内部热集成精馏流程的首次提出者。内部热集成精馏的运行原理：采用内部的精馏段与提馏段传导热量，进而实现节约能源的目标。图2为内部热集成精馏塔的工艺程序，其在运行过程中无需冷凝器与再沸器等基础构建的辅助。于苯一甲苯和丙烯一丙烷物理体系中，国内有研究人员采用理想内部热集成精馏系统，拟化模型并解析了压缩比、进料状态及换热量部署情况，对理想内部能量集成精馏塔设备的运行属性、所需塔内换热面积以及节能效率均产生不同程度的影响。

三、热耦精馏塔

自从热耦合精馏技术被研制以后，其便在化石行业中博得众多关注的眼球，成为了石油、化工工厂高度重视的一类生产技术。在最近几十年中，业内很多人员积极对该技术进行研究，不断完善性能，促使该项技术在化石行业应用范畴不断拓展，与其应用相关的技术与设备设施也不断尖端化。

1、内部热耦合精馏塔

实际上，当下石化行业在发展中并没有应用到内部热耦合技术，但是该技术所具备的节能优势是不可否认的。业内相关人员采用精度相对较高的的二阶内部模式，规划了一套结构相对完善的、具备控制内膜功能的热耦合方案，即M-IMC。在本方案中，PID超调量相对较低，稳定性能较好。在精馏系统的协助下，某一内部热耦合精馏塔实现对丙烯-丙烷的有效分离，与此同时对其分离效果和普通精馏塔、热泵精馏塔进行比较，发现在三精馏系统中，内部热耦合的节能效率最高。当下，内部热耦合类型有很多种，但属热耦合精馏塔应用最广泛，且节能效果也得到一定验证与肯定。

2、外部热耦合精馏塔

该系统可以被细化为对称性与对称性两种类型。本系统是最近几年中被开发的一类热集成精馏塔，该节能技术自研发以来，也受到业内相关人员一定关注。有研究人员把本系统应用到乙烯-乙烷物系分离进程中，采用该方式对本系统模型建设方法进行探究。从当下该技术的应用情况进行分析，发现与其相关的研究工作缺乏深度，且运行相对迟缓。

四、如何进行节能技术的利用

1、完善技术和设备

将节能技术融入到我国的精馏技术当中是一种非常创新性的思想和技术，这不仅需要我国相关专家掌握充分的信息以及进行试验探究，而且需要我们将理论和现实相结合，不断探求其中的可能性，争取找出最科学的方案。首先，我们在节能的过程中要遵循着一个原则，那就是在保证生产质量和加工效果的基础上，这主要可以通过几个渠道进行。我们可以从精馏系统的设备上进行完善和加强，通过对精馏系统各个零件和组成部分进行结构性的调整，然后更换掉一些老旧传统的精馏设备，改用性能比较高的精馏塔以及材料，为我国企业的工业精馏过程提供最好的硬件支持。然后，在节能技术的运用过程中，我们还要从各个方面进行考虑，每一个精馏的环节都可以被我们利用。从技术引用上，我们要积极学习最先进的精馏技术和节能技术，争取在有限的时间内提高加工生产效率，进而减少精馏设备的耗电量，降低能耗，实现节能的效果。然后，我们也可以加强精馏设备的保温保冷效果，进而降低环境和设备之间的热量传递，从生产工程中减少能源的消耗，进而实现节约能源的目的。

2、加强外部监督和管理

完善我国的精馏系统和技术的建设是要从多个方面进行考虑的，因为能源的使用和消耗关系到好多方面，它不仅会受到外部环境的影响，而且也会受到内部人为因素的影响，因为在进行精馏能加工的过程中需要工作人员的参与，因此高素质和富有经验的工作人员对于精馏技术的节能水平也有着非常重要的作用。首先，我们应该聘请具有先进思想观念和节能意识的工作人员，这样才能够有效督促各种节能技术的实施。工作人员除了要具备高度的责任感，而且他们也需要通过各方面加强对精馏系统的监督和优化管理。目前我国的经济发展水平已经有了很大的提高，所以可以为节能发展提供非常方便的技术支持，我们可以通过现代信息技术比如先进的计算机技术实现对精馏系统的监督和管理，一旦在精馏加工过程中出现了分离不足等情况，那么工作人员就可以通过监视系统及时了解情况并且做出相应的调整，避免造成更多的能源浪费，这在一定程度上可以大大减少资源的浪费，而且我们也可以利用先进的技术对精馏设备进行合理的控制，从各种有限的条件下实现对资源的回收利用以及循环使用，可以减少能源的浪费，实现节能的效果。只要我国的工作人员可以稍微对加工过程进行管理和控制，那么就可以尽量避免不必要的损失，因为这种方式是性价比最高的方式。

结束语

随着社会的进步和思潮的转变，我们必须更加关注工业技术的进步和创新，传统的精馏系统在生产过程中还存在着比较多的不足，特别是在能耗问题上不利于我国经济的可持续发展，因此将节能技术和精馏技术相结合是非常有必要的。

参考文献

[1]李海.化工精馏高效节能技术开发及应用分析[J].卷宗，2017，18（12）：123-1214.

[2]董碧军、工煤、罗橙.热泵精馏在气体分馏装置丙烯塔中的应用分析[J].化学工业与工程技术，2008-04.29（2）：58-60.