化工精馏高效节能技术开发与运用

化工精馏高效节能技术开发与运用

赵晨晓   李丹青

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摘要：现今能源短缺局势更加严峻，对于化工企业来讲，需要积极响应节能减排，实施节能举措。化工装备主要涉及反应、分离两个过程，后者占消耗量的75%，其中精馏是核心过程，能耗占一半以上。因此，在装备能耗方面，减少精馏过程的消耗是关键点。如今，一般的蒸馏程序难以让能耗减少，必须采取高效精馏技术。实际上，该项技术目前仍然不是很成熟，存在不少可能给精馏带来影响的因素。化工企业应对这一方面开展全方位研究，加大运用力度。

关键词：化工精馏；高效节能；物质分离

1 化工精馏分析

利用物质间某些性质的差异，选用不同的方法将它们分离，通常情况下需要借助精馏塔。使用蒸汽热能组成汽化物料，然后借助塔板传递热量及传质，并且进行汽化分离，剩余物料在冷却之后进行回收，这就是蒸馏原理。就普通蒸馏而言，其蒸汽损耗较为突出，会提高能耗，借助精馏能科学发挥这一部分热量的作用，继而实现节能目标。其中，存在较多可能会影响精馏过程的因素，比如温度及塔压，塔压出现波动，会干扰塔板组成，使分离浓度出现变化。对于冷凝器及加热釜，应该避免二者过多进料，否则，将难以确保产品质量。物料温度变低时，冷负荷提高，也可能干扰分离情况。通过加大回流比，进一步提高输出质量，让回流比处在适当范围，以便确保蒸馏效率。

就普通精馏而言，通常情况下都是一股进料，在塔底借助再沸器，通过热能量体提供热量，达成汽化目标，物料基于塔板对热量进行传递，利用组分持续冷凝及汽化，继而进行分离，最终气体至塔顶。借助冷能量体，待有效完成冷凝，物料返回至塔顶，剩余的作为产品输出。化工精馏中，冷凝会带走一定的热量，临近塔底利用热能量体供热，若有效借助冷凝热，则可以让能耗减少，实现节能增效目标。通过冷凝热回收利用，组成各种节能型精馏流程，例如多效精馏。

2 技术开发与运用意义

（1）减少化工精馏过程能耗。对于化工精馏过程来讲，它利用气相液相彼此转化，将难挥发、易挥发组分进行传质，继而达到物质分离的目的。强化对技术的开发运用，可以充分把控传热反应快慢，合理调节蒸汽损耗，继而针对蒸馏塔温度差异开展合理调整，尽可能使用其中的蒸汽热量，通过引入分级换热，促使传递更加准确，效率变得更高，为进一步运用热量调节方案奠定了有力基础。

（2）提高化工精馏质量及效率。对于化工精馏过程来讲，大多数情况下于蒸馏塔中开展操作，这与节能技术运用模式及方式息息相关。强化开发与运用高效节能，可以基于全方位采集散失能量，达成合理聚合能量的目标，继而重新分配能量，使能量使用率得到提高。这对冷凝与气化的能耗发挥了保障性作用，继而增强了工艺运用效果，进一步实现了混合物质分离，促使组分变得更纯，进而提升了精馏质量及效率。

3 技术开发与运用存在的问题

（1）分级换热开发与运用缺少可靠性。对于分级换热来讲，是针对热量不一样的物质，通过中间换热器对热量实行传递，继而尽可能使用富余热量。现今精馏过程中，因为换热器装置缺乏可靠性，加之存在换热流程布局不合理等因素，常常会发生这样的问题，即不易对数据进行采集，预测数值不够精准，给热量调节方案的运用带来了一定的阻碍，不利于减少精馏过程能耗，无法重新分配多余热量，使换热效率不高，影响该技术的进一步使用。

（2）精馏塔系统热集成开发与运用缺少合理性。现今，化工精馏高效节能技术运用模式还不是很成熟，不易合理设置物料投放比例，极大地影响了热量的回收，有碍于进一步整合热量数据，造成了能量单方向使用的现象。这一现象为能量多级利用带来了一定的阻碍，有碍于精馏过程中能耗的减少，使该项技术开发与使用变得更为不易，给行业节能生产技术的普及带来了不良影响。

4 技术开发与运用对策

对高效节能技术开展研究，可以有效解决生产问题，同时切实提升产品质量。对于化工企业来讲，应该在实践中不断研究高效节能精馏技术，不断进行优化改进，向企业提供更优质的服务，实现经济效益及技术效益的双提升。

（1）强化分级换热开发与运用有效性。针对精馏工艺，为切实提高其能量使用率，达成能量循环使用目标，推动混合物分离效率及提纯质量的提高，需要强化该项技术开发与运用的有效性，结合不一样的物质分离需要，制定并且完善开发与运用规范机制，确定技术运用的重难点，增强操作者的业务能力，有效调节温差，继而加强增效技术的运用。基于此，需要提高换热器设备的可靠性，合理布局换热流程，精准把控及调节信息采集过程，针对热效率及预期数值，确定二者差距，继而实现进一步精馏节能目标。同时，针对每一类换热器，需要开展合理分析，选择适当的换热器设备，根据既定传热类别来明确换热方案，尽可能使用到所有换热元件，切实加强换热效率，并且强化日常对换热器的管护，推动该项技术的高效开发使用。比如，要想提高换热器稳定性，需要把底板及塔板看成操纵载体，确定对称处，合理设置中间换热器；并且需要优化换热流程布局，及时采集温度数据，通过红外测温手段开展温度数字化处理，基于合理编号物理材料来选取冷凝剂，尽可能满足温差调整需要，继而减少能量消耗。另外，需要科学运用多类换热器，比如间壁式及接触式换热器，实行有相变传热手段，强化对冷凝器、重沸器的管理与维护。同时，需要认真检修每一种换热元件，确保热量调节的合理性，提高该项技术的开发与运用质量。

（2）健全精馏塔系统热集成开发与运用合理性。为切实提高物质分离质量，减少精馏过程能耗，尽可能确保热量充分利用，化工企业需要结合生产实况，根据有关技术研究成果，合理健全精馏塔系统热集成开发与运用，促使技术运用模式更成熟、可靠；合理设置物料投放比例，有效整合热量数据，制定并完善技术开发运用规范机制，进而改变蒸汽利用方向性，为更好地使用该项技术奠定有力基础。比如，在加强物料投放比例合理性上，需要确保持液量占总体积比例处于科学区间范围，当开展热集成时，以原油精馏为例，需要结合不同组合开展有效分离。原油中包含多种烃类物质，比如烷烃、芳香烃，由于存在不一样的馏分，需要结合它们的物理性质开展回收，结合不同的沸点来计算温差均值，针对冷凝性较差的组分实行科学处理，将其放置在精馏塔系统内来采集损耗热量，继而充分利用再沸器与冷凝器，处于恒温环境，提高再沸与冷凝能量使用率，提高热量回收率，推动该项技术的规范性使用。

结束语

总而言之，针对精馏，为了尽可能提高能源利用率，切实提高行业生产效率，为企业创造更为可观的效益，本文针对高效节能技术，先解析了其开发与使用意义，同时根据现今出现的问题开展了论述，以多个方面为切入点，提出了有效的运用举措，其中包括提高分级换热开发与运用有效性、强化多效精馏开发与运用规范性等，旨在推动该项技术的成功开发与大力普及。

参考文献

[1]李广忠.多效精馏节能在化工分离中的应用[J].广东化工,2021,48(22):186-187.

[2]吴玉龙.化工精馏高效节能技术开发及应用研究[J].化工中间体,2022,11(2):37-38.

[3]汪亮.反应精馏过程模拟研究[D].青岛:青岛科技大学,2020.