化工精馏节能技术探讨 胡弱 沈阳万益安全科技有限公司 辽宁沈阳 １ １ ００００ 【摘娶】如今环境问题逐渐显露，环境与能源的保护越来越得到社 于各组分沸点相差很大的物系，若有组分要在冷冻条件下进行分离，应 会的重视。尤其是化工行业的资源节约更是在国际中都得到重视。也因此 使进入冷冻系统或冷冻等级更高系统的组分数尽量减少；应把关键组 节能的技术、工艺等节能措施等都得到了新的发展。本文便针对其中的化 分的相对挥发度最接近于ｌ的组分放在最后；对产品纯度要求高的组分 工精馏节能问题进行讨论。 【关键词ｌ化工节能；精馏技术 Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｒｎ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎｄｕｓｔｒｙ 应放在最后分离。简单精馏流程采用热集成技术比无热集成的可节约 操作费用５０％，可见塔系热集成技术对于分离过程能耗的影响往往比单 个塔的优化更显著，这是挖掘精馏系统节能潜力极大的一种措施，因而 成为节能研究者的热点对象。 ４．多效精馏 多效精馏是将原料分成大致相等的Ｎ股进料，分别送入压力依次 ａｔｔａｃｈｅｓ ｇｒｅａｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｔｏ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａＶｉｎｇ ｗｏｒｋ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｉｎｖｅｓｔｅｄ ａ ｌｏｔ ｏｆ ｍａｎｐｏｗｅｒ， ｍａｔｅｒｉａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｕｔ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｅｎｅｒｇｙ—ｓａＶｉｎｇ ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｎｅｗ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｎｅｗ ｍｅａｓｕｒｅｓ，ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ． 递增的Ｎ个精馏塔中，Ｎ个塔的操作温度也依次递增。压力和温度较高 塔的塔顶蒸汽向较低塔的塔釜再沸器供热，同时自身也被冷凝，以此类 推，这样就节省了低压塔再沸器的能耗和高压塔冷凝器的水耗。在这个 系统中，只需向第一个最高压力塔供热，系统即可进行工作，所需能量 约为单塔能耗的１／Ｎ，如将三个塔串在一起采用三效精馏技术，其能耗 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ，ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ，ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ 仅用原来的１／３，节能幅度达￣Ｕ６７％，节能效果非常明显。多效精馏由于 随着化工技术的迅猛发展，化工技术的进步在化工生产过程中，分 效数增加，加热蒸气用量减少，能耗降低，但效数越多，设备投资费用增 离是在这一个过程中显得尤为重要，我们在这一个过程中最终能够确定 下来产品的质量和收率。精馏是指利用回流方法使液体混合物进行高 纯度分离的操作，其利用自身独特的优势在工业生产过程中得到了广泛 的应用。我们在这一方面探讨了各种数据，最后得出的结论就是精馏分 离操作所消耗的能源就占用了化工分离中的９５％。当然通过我们的研究 发现出来的结论是，在热力学中精馏是低效的耗能过程，有极高的热力 学不可逆性。但是在如今世界能源日益紧缺的背景下，精馏过程中的节 能操作势在必行。有效的精馏节能不仅能够带来巨大的社会经济效益， 还有助于可持续性资源的发展。在现代化工行业中国内外都投入了大 量的人力、物力加强其节能技术的发展，下面将展开讨论精馏的节能技 术。 一加，且受到第一级加热蒸气压力及末级冷却介质种类的，操作愈发 困难，一般由单效改为双效可节能５Ｏ％，双效到三效ｎ增加１７％，三效 到四效 仅增加了８％，可见，多效精馏后几效所产生的节能效果不断下 降，因此工业上一般采用双效精馏，其工艺流程按加热蒸气和物料的流 向不同，分为平流、顺流和逆流三种。 ５ 提高分离效率 在我们的实验中我们发现这样的结论，随着分离效率的提高，能够 起到降低能耗、减排、提高产品质量等优点，从而提高企业的效益。化 工精馏的同时，选用高效导向筛板及新型的填料等分离设备，不仅能够 提高分离效率，使精馏塔的操作回流比降低，还能够因为精馏塔的还能 与回流比呈线性关系，从而成比例地降低的能量消耗。使化工产品质量 提高的办法之一及时提供啊分离效率。 ．加强精馏节能技术的措施 １ 完善操作条件 在本文中将通过对精馏过程的软件模拟来进行对其操作条件的研 分析。精馏塔的主要操作条件包括操作压力、操作温度、塔板压降，进 是是为了达到产品质量能够满足指标的同时，将能耗降到最低。然而， 料位置及温度、理论板数、回流比以及回流温度、塔顶塔底采出量、关 精馏操作过程受众多因素的影响，研究时，提出了一系列的方法以减少 键组分的清晰分割程度，塔顶塔底热负荷等等，除塔的操作压力通常是 能量消耗，包括：选用高效规整填料取代普通填料方式，以提高再沸器 给定的（在设计双效流程除外），至于其它条件均可以根据实际作为变量 或冷凝器传热效果，将精馏塔的进料的状态机位置进行修改，增加了一 进行操作，至于最佳分离值则可以通过对灵敏度的分析、设计规定或优 个中间再沸器或冷凝器，热泵技术的应用，采用多效精馏和特殊蒸馏技 化技术来确定，以获得最小的冷凝负荷和再沸器热负荷，从而达到精馏 术，改变多塔精馏工艺过程减少回流比，改变塔的压力的操作。 能耗节约的目的。 ２ 利用中间换热装置节能 有些精馏塔的顶部与底部温差较大，对于此类精馏塔便可增加中 ＝．结语 依据以上的研究我们可以得出主要的结论，优化节能蒸馏塔，主要 间换热器来事冷热量达到均衡的状态。增设的中间换热器能够改变操 作线斜率，并利用低品位能源：若是精馏塔上部的温度变化明显，则可 在精馏段的某塔板间处设置中间冷凝器，并用低品位冷剂作为冷源，以 此节省主冷凝器高品位冷剂的用量，从而降低能耗，但是此种方法会使 精馏塔上方塔板的分离能力减弱；若是精馏塔下方的温度分布变化大， 可在提馏段的某塔板问处设置中间再沸器，减少主塔再沸器高品位热量 的消耗，精馏塔的热能降低，热效率提高，能够达到最佳的节能效果。 此种方法虽然节能效果良好，但是同时也存在下方塔板分离能力被削弱 参考文献 的问题，如当乙烯精馏塔装置中间再沸器的热负荷约为提馏段总热负荷 【１】李群生．多晶硅生产中精馏节能减排提高质量技术的应用［Ｊ】．精 的３０％时，所节约的能量相当于整塔能耗的１７％左右。 细与专用化学品，２００９．０２． ３ 多塔精馏分离序列的优化 ［２】《精细石油化工》稿约［Ｊ］．精细石油化工，２ｏ１ ｏｇ－０５期 通过操作实践可以得出结论，就是在精馏过程中应首先除去容易 【５】《化学工程师》投稿指南［Ｊ］．化学工程师，２０ｆ１年０７期 造成系统腐蚀或结焦的组分，以便降低后续设备的材质要求或稳定操 ［４】《合成润滑材料》投稿须知［Ｊ】．合成润滑材料，２０１ １年０１期 作；首先应当把进料分成分子数接近的两股流，按塔顶与塔底各占５Ｏ％ 【５］王军英．中国石化上市后财务管理转型问题研究【Ｄ】．对外经济贸 的分馏比例安排；根据塔顶产品的挥发度依次递减的顺序逐个回收，对 易大学，２００２年
