化工精馏高效节能技术开发及应用

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:姜丽娜 宁萌萌
[导读] 摘要:目前全球能源短缺越来越严峻,化工企业作为能源消耗,要响应号召节能减排,实现化工过程优化节能处理。
        陕西省高科环保科技有限公司  陕西咸阳  713200
        摘要:目前全球能源短缺越来越严峻,化工企业作为能源消耗,要响应号召节能减排,实现化工过程优化节能处理。目前,化工装备包括反应和分离两个过程,分离过程占据消耗量为75%,精馏过程为主要过程,能耗占据超过50%。所以,在化工装备能耗中,使精馏过程消耗降低为重点。目前,普通蒸馏程序无法使蒸馏能耗降低,就要利用高效精馏技术。但是技术并不成熟,对精馏造成影响的因素比较多。所以,企业要对此方面全面研究,加大使用力度。
        关键词:化工精馏高效;节能技术;开发及应用
        1化工精馏高效节能技术开发
        1.1分级换热技术
        为了使化工精馏蒸馏塔中的低品位能源实际使用效率得到提高,对蒸馏塔中实际温度进行平衡和调节,使蒸馏塔中温度和冷热程度满足化工精馏工作需求,化工行业使用分级换热技术。此技术能够使精馏塔中的塔底和塔顶温度差异消除。另外,使用此技术还能够将中间换热器放置到蒸馏塔中的各个塔板中间位置,在精馏塔温度差异比较大的时候,通过中间换热器调节实际温度,并且中间换热器还能够通过低品位冷凝器作为冷却源,使蒸馏塔实际温度降低。其次,使用分级换热技术能够代替低品位冷凝集,使能源资源实际损耗量降低。最后,在改变精馏塔塔底温度的时候,分级换热技术能够通过安装在塔内各个塔板之间的再沸器,根据低品位能源实现热量转换操作,使精馏塔系统实际置换效率提高。对系统整体热效率进行保证,还能够保证精馏塔产品产出质量。
        1.2多效精馏技术
        此技术指的是在精馏塔中放置两份或者以上同等质量的精馏原材料,使物料成分在精馏塔中压强和温度不断增加,高组分精馏原材料直接提供低组分精馏塔和内部原料,使精馏目标热量得到满足,以使精馏塔中数目物料冷却。多效精馏技术操作能够使高组分原材料能源资源消耗降低,还能够使低组分蒸馏塔实际热量损耗降低,高效、多重使用能源资源,还能够使能源实际使用效率提高,增强精馏经济效益,降低能源损耗。就目前分析,双效精馏技术的使用较为广泛,主要包括平流、逆流、顺流三种。在顺流中,物料成分会进入高压蒸馏塔中,之后在低压蒸馏塔中进入,从而实现系统整体化蒸馏。顺流流程化工精馏工作都是将高压蒸馏塔实现低压塔底部热源供应,将通过塔底液所产生热量成为高压塔热源供应。
        1.3塔系热集成技术
        此技术大部分都是在多塔精馏中使用,此精馏方式能够使能源使用量降低,并且在化工精馏运行中使所消耗的能量降低,降低单个蒸馏塔消耗能源,实现能源资源节约目的。在塔系热集成技术使用时,要求工作人员使分子数相同的物料根据1∶1的方式在蒸馏塔上下位置放置。另外,在逐一收集不同性质物料时,如果部分回收物料沸点的差别比较大,那么工作人员要先使物料放入到冷却等级低的系统塔中,实现此物料化工精馏操作。最后,使此高关键组分其他物质在精馏塔底部放置,实现整体收集,对化工精馏操作顺利开展进行保证。
        1.4提高精馏效率
        在化工蒸馏过程中,如果多物质能够及时迅速地分离,则具有良好的节能效果。要想提高物质分离效果,就要使用高质量设备,选择高效率物质分离、填充设备,缩短物料分离时间,避免物料反复循环蒸馏,使蒸馏频率降低。以此,使能源消耗得到进一步的降低,有效实现节能。
        2化工精馏高效节能技术开发及应用策略
        2.1加强分级换热技术开发及应用的有效性
        为了有效地提升化工行业精馏工艺的能量利用率,实现能量的循环多级利用,促进物质分离和提纯过程的质量提升。对此,应加强分级换热技术开发及应用的有效性,根据不同化工行业的物质分离需求,建立健全分级换热技术开发应用的规范机制,明确分级换热技术应用的重点和难点,提升操作人员的专业能力水平,加强对于温差的灵活性调整,从而更好地提升蒸馏塔增效的技术应用。

对此,应该加强换热器装置的稳定性,科学规划换热流程,将数据收集过程进行准确的控制和调整,明确整体热效率和预期数值之间的潜在差距,从而更好地实现精馏节能的目的。同时应该对于各类换热器进行有效的研究分析,采取适宜的换热器,按照特定传热种类进行换热方案的制定,强化各类换热元件的高效应用,在提升换热效率的同时增强对于换热器的日常维护和管理,促进分级换热技术的高效开发应用。
        例如,在加强换热器装置的稳定性方面,应该将底板和塔板作为操纵载体,明确对称位置,进行中间换热器的有效安装。同时应加强对于换热流程的规划,强化对于温度数据的即时收集,采取红外测温技术的方式进行温度的数字化处理,通过对于物理材料的有效编号进行冷凝剂的选择,在最大程度上符合内部温差的调节需求,从而降低能耗的增加。另一方面,应将直接接触式换热器、蓄能式换热器、间壁式换热器进行有效的应用,采取有相变传热的方式,加强对于冷凝器和重沸器的日常维护,并且应将各类换热元件如表面蒸发式空冷器进行日常检修操作,保证热量调整过程的高效性,促进化工精馏分级换热技术开发应用的质量提升。
        2.2完善塔系热集成技术开发及应用的科学性
        为了更好地促进混合类化工物质分离质量的有效提升,降低蒸馏精馏过程中的能量损耗,在最大程度上保证热量的充分使用。对此,各类化工企业应该根据自身的生产实际情况,结合相应的技术研发成果,对于塔系热集成技术的开发应用进行科学性的完善,增强热集成技术应用模式的成熟化和稳定性,加强对于精馏塔物料投放比例设计的科学性,提升对于热量信息整合的有效性,建立健全塔系热集成技术开发应用的规范性机制,从而改变蒸汽热量利用的方向性,为精馏塔系热集成技术的有效应用打下坚实的基础。
        例如,在提升精馏塔物料投放比例科学性的方面,应该保证塔内持液量占总塔体积的百分数在合理区间内,在进行精馏塔内部热集成时,以原油精馏为例,应该根据原油的各组分进行有效的分离,原油中的烃类主要包括烷烃、环烷烃和芳烃,分别具有不同的馏分,对此,应该按照各烃类物质的不同物理性质进行有效的回收,根据沸点差异进行温差平均值的比对计算,对于冷凝性较差的组分进行有效的处理,将其置于对应的精馏塔系中进行损耗蒸汽热量的收集,从而能够实现对于再沸器和冷凝器的有效使用,加强恒温条件下再沸以及冷凝过程的能量利用效率,有利于据此对于温焓图进行有效的分析,提升对于原油各馏分塔系的热量回收效率,促进塔系热集成技术的规范性应用。
        3化工精馏高效节能技术的展望
        化工精馏高效节能技术为时代发展需求,其能够使化工企业生产效益得到提高,并且使企业竞争力提高,促进化工企业的持续发展。使用精馏技术过程中会受到外部因素影响,为了实现节能目标,化工行业普遍使用的方法就是转换填料。就目前情况分析,高效整齐填料方式能够提高冷凝器、再沸器传热效果。其次,将热泵技术应用到精馏塔中,并且使用特效精馏技术和多效精馏技术。在科学技术水平不断提高的过程中,能够促进精馏技术的发展,提高化工生产效率和产品质量。但是因为缺少深入性研究,其使用推广比较困难。比如,缺乏实验数据和实际生产经验对化工精馏高效节能技术的使用和推广造成了制约。化工精馏高效节能技术比较复杂,降低了企业使用的积极性,对高效节能精馏技术的发展是非常不利的。为了使精馏使用范围得到拓展,要求政府部门创建优化流程,比如模拟分析系统,使同行业间信息交流得到加强,促进精馏技术的发展。
        结束语
        对化工精馏过程中高效节能技术进行研究,此技术能够使企业在生产过程中的问题得到解决,并且提高产品质量。另外,针对化工精馏企业来说,要在具体实践过程中持续分析高效节能精馏技术,并且持续的创新,以服务于化工企业,实现企业经济效益和技术效益的最大化。
        参考文献:
        [1]王少君.关于化工精馏节能技术的研究[J].技术与信息,2018(10):153-154.
        [2]李洪亮.浅析化工精馏高效节能技术开发及应用[J].技术管理,2017(9):95.
        [3]陈小祥.化工精馏高效节能技术的开发及应用[J].化工设计通讯,2019,45(1):194,222.
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