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化工精餾節(jié)能技術(shù)研究

文檔作者：楊振文檔來(lái)源：天津衡創(chuàng)工大現(xiàn)代塔器技術(shù)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月08日
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化工精餾節(jié)能技術(shù)研究
楊振(天津衡創(chuàng)工大現(xiàn)代塔器技術(shù)有限公司，天津300384)
摘要：當(dāng)前，能源與環(huán)境問(wèn)題得到了廣泛的關(guān)注，主要是由
于資源的緊缺情況日益嚴(yán)峻，節(jié)能技術(shù)在生活與生產(chǎn)中的重要
性日益顯著。在此背景下，節(jié)能技術(shù)得到了快速的發(fā)展。本文
主要研究了化工精餾節(jié)能技術(shù)，其中重點(diǎn)介紹了其多塔精餾與
多效精餾的內(nèi)容，精餾節(jié)能技術(shù)的作用十分凸顯，不僅實(shí)現(xiàn)了
節(jié)能降耗，還促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提高。
關(guān)鍵詞：化工；精餾；節(jié)能技術(shù)
在化工生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)精餾節(jié)能技術(shù)有著普遍的應(yīng)用，但
傳統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)未能滿(mǎn)足能耗降低的要求，急需新型、高效的
節(jié)能技術(shù)。在傳統(tǒng)精餾節(jié)能技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文對(duì)精餾節(jié)能技
術(shù)展開(kāi)了全面的研究，并提出了幾點(diǎn)技術(shù)改進(jìn)的對(duì)策，主要有
操作條件的完善、多塔精餾的優(yōu)化與分離效果的提升等，新型
的精餾節(jié)能技術(shù)在化工企業(yè)得到了全面的推廣，它不僅具有高
效的節(jié)能作用，還擁有良好的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)了化工企業(yè)的可
持續(xù)發(fā)展。
1化工精餾節(jié)能的原理
化工精餾節(jié)能的原理如下：在進(jìn)料后，塔底的再沸器將提
供熱量，以此實(shí)現(xiàn)塔底物料的氣化，此后，塔板促進(jìn)了液體物料
的傳質(zhì)傳熱，再借助輕重組分實(shí)現(xiàn)了氣化與冷凝，在此基礎(chǔ)上，
促進(jìn)了分離的實(shí)現(xiàn)。在塔頂部分的氣體，借助冷凝器實(shí)現(xiàn)了冷
凝，此時(shí)塔頂將采取一定的產(chǎn)品，而其余部分則會(huì)返回塔頂。
在實(shí)際的化工生產(chǎn)過(guò)程中，塔頂冷凝器消耗了蒸汽的熱量，塔
底再沸器提供了熱量。對(duì)于塔頂蒸汽冷凝熱的高效利用，可以
實(shí)現(xiàn)能耗的降低與生產(chǎn)效率的提高，進(jìn)而節(jié)能與高效生產(chǎn)的目
標(biāo)也將達(dá)成?。
當(dāng)前，化工精餾節(jié)能的流程主要分為三種分別為熱偶精餾
流程、多效精餾流程與熱泵精餾流程等。在科學(xué)技術(shù)的支持
下，我國(guó)化工企業(yè)生產(chǎn)根據(jù)自身的實(shí)際需求，對(duì)節(jié)能精餾流程
進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)也促進(jìn)了其類(lèi)型的增多，在此基礎(chǔ)上，
保證了化工企業(yè)生產(chǎn)的高效性、穩(wěn)定性與可持續(xù)性。
2化工精餾節(jié)能的技術(shù)
2．1操作條件的完善
精餾塔的操作條件主要包括操作壓力、操作溫度、塔板壓
降、理論板數(shù)、進(jìn)料位置與塔頂塔底采出量及熱負(fù)荷等，其中操
作壓力是固定的數(shù)值，而其他條件要以實(shí)際的需求為依據(jù)進(jìn)行
靈活的操作。關(guān)于分離值的最佳狀態(tài)，它是由靈敏度分析、技
術(shù)優(yōu)化與設(shè)計(jì)規(guī)定共同決定的，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了對(duì)相關(guān)負(fù)
荷的獲取，進(jìn)而促進(jìn)了精餾能耗節(jié)約目標(biāo)的達(dá)成。
2．2換熱器的安裝
通常情況下，精餾塔的頂部與底部存在較大的溫差，此時(shí)
要借助換熱裝置，在換熱器安裝后，使冷熱量二者保持了均
衡。同時(shí)換熱器的增設(shè)，使操作線斜率得到了改變，此時(shí)對(duì)于
低品位的能源也能夠進(jìn)行利用。
如果精餾塔頂部的溫度變化較為明顯，此時(shí)可以在塔板間
增設(shè)冷凝器，其中的冷源可以為低品位冷劑，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)
了高品味冷劑使用量的減少，進(jìn)而控制了主冷凝器的能耗，但
此方法減弱了塔板的分離能力，如果精餾塔底部的溫度變化較
為明顯，此時(shí)可以在塔板間增設(shè)再沸器，在此基礎(chǔ)上，主塔再沸
器的高品味熱量消耗得到了控制，精餾塔中的熱能也得到了降
低，同時(shí)提高了熱效率，促進(jìn)了最佳節(jié)能效果的實(shí)現(xiàn)，此方法擁
有良好的節(jié)能效果，但削弱了下方塔板的分離能力81。
例如：在乙烯精餾塔中增設(shè)再沸器，其中提餾段的總熱符
合提高了30％，此時(shí)的能耗節(jié)約達(dá)到了17％。
2．3多塔精餾的優(yōu)化
關(guān)于多塔精餾的優(yōu)化主要體現(xiàn)在分離序列方面，通過(guò)操作
實(shí)驗(yàn)可知，在精餾階段要對(duì)相關(guān)的組分進(jìn)行去除，主要是由于
這些組分極易腐蝕系統(tǒng)或者使其結(jié)焦，此后，對(duì)于后續(xù)設(shè)備材
質(zhì)的要求有所降低，同時(shí)也提高了操作的穩(wěn)定性。具體的優(yōu)化
內(nèi)容如下：
對(duì)進(jìn)料進(jìn)行劃分，使其成為兩股流，每股的分子數(shù)量相同，
對(duì)于塔頂、塔底的分餾比例分別為50％；對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行回收，主要
的依據(jù)為塔頂產(chǎn)品的揮發(fā)度，其順序?yàn)檫f減；對(duì)物系進(jìn)行分離，
如果各組的分沸點(diǎn)具有較大的差距，而組分條件為冷凍條件，
此時(shí)在系統(tǒng)中的組分?jǐn)?shù)量要保持最小值，其中最后組分的應(yīng)為
揮發(fā)度在1左右的，同時(shí)最后分離的應(yīng)為較高產(chǎn)品純度要求的
組分。
對(duì)于精餾程序而言，為了實(shí)現(xiàn)操作費(fèi)用的節(jié)約可以選用熱
集成技術(shù)，而非無(wú)熱集成的技術(shù)，前者可以節(jié)省50％的費(fèi)用，因
此，搭系熱集成技術(shù)是重要的，與單塔相比，前者的優(yōu)化效果更
加顯著，在分離過(guò)程中對(duì)能耗的影響相對(duì)較少。通過(guò)上述技術(shù)
的運(yùn)用，促進(jìn)了精餾系統(tǒng)節(jié)能潛力的挖掘，因此，多塔精餾的優(yōu)
化措施得到了廣泛的研究。
2．4多效精餾的運(yùn)用
多效精餾的運(yùn)用主要是對(duì)原料進(jìn)行劃分，使其成為相等的
多股以此進(jìn)料，同時(shí)，對(duì)每股進(jìn)行壓力的送入，此時(shí)精餾塔將接
受依次遞增的壓力，而塔的操作溫度則成為遞減趨勢(shì)。在此基
礎(chǔ)上，如果塔的壓力與溫度均相對(duì)較高，此時(shí)的塔頂蒸汽則會(huì)
向較低塔再沸器進(jìn)行供熱，而供熱塔自身也會(huì)實(shí)現(xiàn)冷凝，在循
環(huán)過(guò)程下，再沸器與冷凝器的能耗均會(huì)不斷減少，在此系統(tǒng)中，
供熱僅提供給第一個(gè)高壓塔即可，此時(shí)系統(tǒng)便可以保持正常的
工作，而該塔的能耗為I／N。
例如：在三個(gè)塔串中，此時(shí)利用的技術(shù)為三效精餾，其能耗
與原能耗相比為1：3，節(jié)能的幅度接近了70％，其節(jié)能效果是顯
著的。
多效精餾技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中，在效數(shù)增加的基礎(chǔ)上，蒸汽
用量與能耗均會(huì)得到減少，但效數(shù)的增多，使設(shè)備的投資費(fèi)用
有所增多，同時(shí)，受一定因素的影響，主要源于第一級(jí)加熱蒸汽
(下轉(zhuǎn)第195頁(yè))
236 l化工哲鱈2015年8月
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
制好給水系統(tǒng)(脫鹽水、冷凝液)指標(biāo)；二是鍋爐自身要加強(qiáng)爐
水、蒸汽指標(biāo)的控制。
④、廢熱鍋爐水、汽控制措施
變換廢鍋、合成廢鍋P0。?？刂浦笜?biāo)由≤15 mg／L，按國(guó)標(biāo)調(diào)整
為7—30mg／L，以保障低壓蒸汽pH值在9-11。
增加變換廢鍋、合成廢鍋爐水定排頻次(1次／班調(diào)整為2—3
次，班)，按廢鍋給水的卜2％對(duì)廢鍋進(jìn)行排污操作，將廢鍋爐水
中的硅酸鹽排出系統(tǒng)，以保障廢鍋爐水SiO：一<2mg／L，進(jìn)而保障
廢鍋及鍋爐給水指標(biāo)。
②、鍋爐水、汽控制措施
鍋爐爐水p043-控制指標(biāo)由2-10mg／L，調(diào)整為6-10mg／L；以
保障鍋爐爐水pH值在9-1l。
增加鍋爐爐水定排頻次(1次，天調(diào)整為1次，班)，按鍋爐給
水的1-2％對(duì)鍋爐爐水進(jìn)行排污操作，將鍋爐爐水中的硅酸鹽
排出系統(tǒng)，以保障鍋爐爐水中SiO：≤2mg／L，進(jìn)而保障鍋爐水、汽
控制指標(biāo)。
加強(qiáng)鍋爐吹灰操作，控制鍋爐出力不超負(fù)荷，控制鍋爐汽
包液位低指標(biāo)運(yùn)行，以保證爐膛溫度一<750。C，提高鍋爐水、汽分
離效果，從而保障鍋爐蒸汽中Na+≤5ug／L、Si02、<20ug／L。
4積極效果
根據(jù)以上措施進(jìn)行調(diào)整后，2015年4、5月份鍋爐汽水工藝
指標(biāo)合格率有了明顯提升，高壓蒸汽二氧化硅100％；汽包爐水
pH 100％；汽包爐水二氧化硅100％；汽包爐水磷酸根99％。通
過(guò)全廠鍋爐水、汽控制指標(biāo)優(yōu)化確保了鍋爐、汽輪機(jī)組的安全、
長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。
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1】
(上接第236頁(yè))
壓力與最后一級(jí)的冷卻介質(zhì)種類(lèi)，在此基礎(chǔ)上，操作的難度較
大。通常情況下，單效轉(zhuǎn)為雙效的設(shè)備，其節(jié)能可達(dá)到50％，雙
效轉(zhuǎn)為三效的設(shè)備，其節(jié)能可達(dá)到17％，三效轉(zhuǎn)為四效，其節(jié)能
可達(dá)到8％，根據(jù)數(shù)據(jù)可知，多效精餾隨著效數(shù)的增多，其節(jié)能
效果在逐漸下降。因此，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，主要采用的為雙
效精餾，此時(shí)的工藝流程分為三種，分別為平流、順流與逆流，
三者劃分的依據(jù)為加熱蒸汽與物流流向”1。
2．4．1分離效果的提升
根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)可知，分離效率直接影響著能耗的降低、
節(jié)能減排的實(shí)現(xiàn)與產(chǎn)品質(zhì)量的提高，因此，要采取必要的措施
促進(jìn)分離效果的提升，在此基礎(chǔ)上，企業(yè)的綜合效益才能夠得
到保障?；ぞs過(guò)程中，要注重分離設(shè)備的選擇，主要有新
型的填料設(shè)備與高效的導(dǎo)向篩板等，此設(shè)備能夠促進(jìn)分離效率
的進(jìn)一步提高，還能夠降低精餾塔的操作回流比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了
能耗的有效控制。分離效率的提高是化工產(chǎn)品質(zhì)量提高的可
靠保障。
3化工精餾節(jié)能的發(fā)展
節(jié)能蒸餾塔的發(fā)展是必要的，它滿(mǎn)足了節(jié)能環(huán)保的要求，
在保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上，最大限度的減少了能源的損耗。精
餾操作流程受諸多因素的影響，在對(duì)其研究過(guò)程中，為了實(shí)現(xiàn)
能量消耗的降低，采取了相應(yīng)的措施，具體內(nèi)容有：填料的轉(zhuǎn)
換，由高效、整齊填科取代了普通的材料，同時(shí)對(duì)再沸器與冷凝
器的傳熱效果進(jìn)行了提升，并且還改進(jìn)了精餾塔的進(jìn)料，在其
中增設(shè)了再沸器或者冷凝器，還采用了熱泵技術(shù)，最后有效利
用了多效精餾技術(shù)與特效精餾技術(shù)。在節(jié)能型精餾流程建立
后，要對(duì)相關(guān)的工藝進(jìn)行改進(jìn)，并對(duì)于示范裝置進(jìn)行研發(fā)，以此
促進(jìn)其工業(yè)推廣”】。
化工精餾技術(shù)在不斷優(yōu)化與創(chuàng)新，促進(jìn)了化工生產(chǎn)效率的
提高，保證了其產(chǎn)品的質(zhì)量。但對(duì)其研究不足，應(yīng)用也不夠全
面，造成此情況的原因主要有實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)較少，對(duì)于此技
術(shù)的相關(guān)資料支持不足，同時(shí)還欠缺專(zhuān)業(yè)的示范裝置，最后節(jié)
能精餾的程序較為復(fù)雜，企業(yè)對(duì)其應(yīng)用的主動(dòng)性與積極性不
足。為了有效轉(zhuǎn)變此局面，增加化工企業(yè)對(duì)節(jié)能精餾技術(shù)應(yīng)用
的自主性，減少我國(guó)化工生產(chǎn)的能耗，并保證我國(guó)節(jié)能減排目
標(biāo)的達(dá)成，要采取以下措施：化工企業(yè)要建立了優(yōu)化的流程系
統(tǒng)，如：模擬分析系統(tǒng)與專(zhuān)家系統(tǒng)等，以此指導(dǎo)化工企業(yè)分餾工
作的有序與高效開(kāi)展t同時(shí)，化工企業(yè)要進(jìn)行積極的聯(lián)合，構(gòu)建
工業(yè)化示范裝置，促進(jìn)企業(yè)間信息的溝通與交流，以此推動(dòng)精
餾應(yīng)用技術(shù)的提高。
4結(jié)語(yǔ)
綜上所述，本文主要研究了化工精餾節(jié)能技術(shù)，闡述了其
原理，重點(diǎn)分析了其各個(gè)技術(shù)，并根據(jù)精餾技術(shù)發(fā)展中存在的
問(wèn)題，提出了解決的對(duì)策，相信，化工企業(yè)的精餾技術(shù)應(yīng)用將更
加高效。
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2015年8月化j彳群l 195

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