化工精馏高效节能技术探讨
时间：2021-02-05 16:04:16 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：随着社会的快速发展，各种能源迅速的被消耗，国家对节能指标的要求越来越高，但是在政策上不断的鼓励各行各业开展新技术、新工艺等方面的节能创新开发，降低工业生产、运行中的能耗。其中，化工生产分离过程中的精馏是一个重要的环节，具有较高的能耗。本文从化工精馏原理、影响因素，精馏操作条件优化、多塔联合、塔内换热器设置、多效精馏和节能标准化设计等方面进行了介绍。
关键词：精馏；节能技术；标准化
随着我国快速发展，各种能源迅速的被消耗，全国甚至是全球的学者都在研究废弃物综合利用，太阳能、风能、地热等自然清洁能源利用，生物质可再生资源利用，希望能够满足我国的能源需求。目前，国家对节能指标的要求越来越高，但是在政策上不断的鼓励各行各业开展新技术、新工艺等方面的节能创新开发，降低工业生产、运行中的能耗。其中，化工生产分离过程中的精馏是一个重要的环节，具有较高的能耗。
1 精馏原理介绍
精馏是对化工物料进行分离的一种手段，如将石油精馏过程中，根据其组分的不同沸点，获得不同的化工产品，因此，这个过程一般是在精馏塔中完成。需要精馏的物料一般在精馏塔的底部熱量供给条件下实现汽化，然后再精馏塔内不同的塔板上进行传热、传质，从而根据汽化组分的本身性质获得分离，剩余的汽化物质一般是采用冷凝的方式进行回收，并进行循环精馏。整个精馏过程中的能耗损失较大的地方主要是精馏塔顶部的损耗，因此，要对精馏进行节能，首当其冲的是开展此部分的节能技术开发。
2 精馏影响因素
化工精馏过程受到很多因素的影响，其中精馏塔的塔压、物料的进料量、塔内温度控制和精馏回流比控制对其影响比较显著。如精馏塔内的塔压变化会直接影响塔板上组分的成分变化和分离浓度；物料的进料量一般都是控制在加热釜和系统冷凝的承受范围内，其过多或过少都会对最后的产品质量带来一定的影响；温度则对精馏会有直接的显著影响，其降低会导致精馏塔底的冷负荷变大，整个分离过程和状态都会受到严重影响；选择合理的回流比对产品质量的控制具有较大的影响，回流比值过大过小都会降低产品质量。因此，要输出较好质量的产品，就需要对精馏的各个影响因素进行合理的控制和调节，以保证精馏工艺参数与产品质量需求相匹配。
3 精馏节能技术
3.1 精馏操作条件优化
精馏操作工艺参数包含了塔内压力、进料量、塔内温度、塔板数量、塔内压降、冷热负荷等，目前一般是控制塔内压力不变，根据对输出产品种类和质量，来调节其它的工艺参数来实现节能。如采用化工模拟仿真软件来分析整个精馏流程中的能耗，寻找出最佳的分离值时机，计算获得冷凝器、再沸器的最小负荷，达到节约能耗的目的。
3.2 精馏塔内设置换热器
在开展精馏过程中，精馏塔的顶部和底部会出现温差较大的情况，这样会增加冷却系统中高品位冷剂的用量，导致能耗较高。针对精馏塔上、下部出现温差可以采用在精馏塔内设置换热器，利用低品位的冷剂缩小塔顶和塔底的温差，改变精馏操作曲线，达到节能的目的。
3.3 多个精馏塔联合
相对于单个精馏塔开展化工精馏能耗较大而言，采用多个精馏塔联合工作，在精馏量相同的条件下，多塔联合集成精馏的能耗可以节约一半左右。其主要是将组分的分子量相近的物质按照1：1的比例在精馏塔的上、下部进行分布，根据组分的沸点不同，来实现对不同组分的逐一收集。在遇到物料中不同组分的沸点相差较大的时候，可以采用冷却等级较低的集成系统进行精馏，并控制沸点相对低的组分在尾部进行冷却回收，实现精馏过程中的高效节能。
3.4 多效精馏
该技术是采用塔内压力和温度逐渐升高的方法来实现多股物料的高效分离，一般是利用组分高的塔的为组分低的塔提供热量，同时实现对高组分塔的冷凝。其流程包括平流、顺流、逆流三种，平流流程中低压再沸器热能有高压冷凝器提供，顺流流程中低压塔底部热能有高压塔的釜液提供，逆流采用高压塔直接为低压塔提供热能。
3.5 节能标准化
目前，我国已经开展了节能标准化体系的建设工作，相关石油化工行业节能标准也在“十一五”期间发布，包括了20余项的国家强制标准和60余项的推荐性标准，涉及节能设计、能源管理、节能监测、能耗计算和限额等方面。因此，精馏作为化工生产中的重要节能部分，需要我们积极的开展相关标准化建设工作，使得精馏节能为整个行业的节能做出重要的贡献。
4 结论
目前，国家对节能指标的要求越来越高，但是在政策上不断的鼓励各行各业开展新技术、新工艺等方面的节能创新开发，降低工业生产、运行中的能耗。其中，化工生产分离过程中的精馏是一个重要的环节，具有较高的能耗。本文简要介绍了精馏过程中的影响因素，并从精馏操作条件优化、精馏塔内设置换热器、多效精馏、多塔联合精馏及精馏节能标准化建设五个方面进行了精馏高效节能技术的探讨。
参考文献：
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[2]刘勇全，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，2015，11（02）：37-38.
[3]李凤莲，任瑞平，邹雪梅.化工精馏高效节能技术开发及应用[J].化工管理，2014（18）：162.
作者简介：
张学岗（1975- ），男，汉族，山东潍坊人，工程师、博士。主要研究方向：难分离物系的传质分离。
