李昊宸
中国石化天津分公司炼油部联合九车间 天津市 300270
摘要：作为液化气分离生产丙烷、丙烯以及碳四的重要设备，气体分馏装置在过程中起到至关重要的作用。而关于气体分馏装置节能降耗的工艺，有助于提升现代工业生产的综合效益。本文在阐述气体分馏装置能耗构成的基础上，就气体分馏装置的节能降耗要点展开分析，期望能进一步提升气体分馏装置节能降耗的效果，继而促进现代工业产业的持续、稳定发展。
关键词：气体分馏；装置优化；节能降耗
气体分馏工艺在现代工业产业中的应用较为广泛，该工艺应用环节能耗消耗较大。工业现代化体系下，人们要求在保证气体分馏装置运行稳定的基础上，对气体分馏工艺进行优化处理，以此来降低整个装置的能耗；基于此，有必要对气体分馏工艺进行创新，深化节能降耗的技术，以此来达到生产过程绿色节能的目的。
一、气体分馏装置能耗构成
气体分馏的核心在于传质传热，在整个气体处理过程中，生产人员对于产品纯度和生产能耗提出了较高要求。精馏塔是气体分馏装置的重要组成，其在节能目标控制中起到至关重要的作用，需进一步进行装置优化，提升装置的经济性和性能稳定性。
从气体分馏装置能耗的应用来看，低压蒸汽部分是该装置最主要能耗部分，结合生产实际可知，该部分的能耗超过气体分馏装置总能耗的25%；故而在气体分馏装置中节能降耗控制中，需将降低低压蒸汽消耗作为重点，从关键层面控制整个装置的能耗应用。目前，在气体分馏装置低压蒸汽消耗研究中，实验法是最为常用且有效的方法，该方法适合不同情况及条件下的能耗验证，对于最低能耗控制具有深刻影响。要注意的是，采用实验法验证气体分馏装置能耗情况时，需通过多次试验消除实验结果的偶然性。譬如，天津石化2#气体分馏装置利用低压蒸汽作为脱丙烷塔的热源，在脱丙烷塔使用中，通过降压、降回流的方式进行中压蒸汽能耗控制。脱丙烷塔最初顶压为1.9MPa；回流量为105t/h；经降压、降回流控制后，顶压、回流量分别变为1.75MPa和95t/h。这使得装置每小时节约低压蒸汽用量1t/h。按照8400h/年运作时常计算，该装置年节约低压蒸汽可达到8400t，有效地达到了节能降耗的目的。
二、气体分馏装置的节能降耗要点
1、合理使用再沸器热源
作为气体分馏装置能耗控制的重要手段，设置中间再沸器，对于蒸汽热源的控制具有积极作用，其能有效地降低回水温度，提升温度的利用效率。现阶段，一些工业企业的工艺生产环节较为简单，且多使用小型装置，此时，可通过设置中间再沸器的方式进行蒸汽热源管理，这样可以先在分馏塔的塔顶进行冷却处理，然后在进行分馏的后续处理，这样能有效降低后期工作负荷，达到节能降耗的效果。
2、提升低温余热利用效率
气体分馏过程中，针对低温余热的回收利用需按照就近布置原则进行处理。目前，在同步停工方式指导下，可有效地调整塔顶循环回流低温热，达到回收循环利用低温余热的目的。该技术应用要点包括：其一，在换热过程中，不仅可使用顶循油气进行处理，而且可将热水作为气体分馏热源，这样能在降低换热能耗的同时，提升整体系统运行的稳定性。其二，在使用低温热水时，应注重催化裂化装置的系统配置，这样能给整个塔加热，提升低温余热利用率。其三，回收利用蒸汽凝液时，需将蒸汽凝液传输到水汽锅炉中；这样能在利用冷凝水中热量的基础上，达到节省油气的目的。其四，在液化石油气消耗控制中，应注重“热循环”法的有效使用。通常在气体分馏装置停工检修中，应利用“热循环”法排除装置中的物料，要求将这些物料用于其他方面或留置待下次使用，达到物尽其用的目的。在热循环法操作中，应注重两个要点控制，一是要实现塔压的有效控制，二是要尽可能地多退出液态烃[1]。
3、规范选择热泵装置
气体分馏工艺使用阶段，要实现能耗的有效控制，还应积极探寻新型热源的使用。目前，针对塔顶温度较低的蒸汽，可通过压缩升温技术对其进行转化处理，并将其作为新的热源，达到节水、节能的效果。在实际应用中，可将开放式热泵作为新型热源，以此来解决能量投入的问题。要注意的是，受电价的不断提升，气体压缩机的效益较低，故而其在热泵选择中的应用较少。另外，虽然气体分馏装置在用料与流程上存在不小的差异；但结合具体工况可知，装置的适应性是影响气体分馏装置能耗的重要因素，故而当企业规模较大时，应选择低温余热进行热源补偿，譬如，使用1.0Mpa作为热源的补充等。
4、注重气体分馏装置压力系统的优化控制
在现阶段的气体分馏工艺使用中，装置本身存在压力较大的问题。操作压力偏高虽然能提升产品的纯度，但能耗问题较为严重；对此应合理使用模拟软件，对分馏装置的压力系统进行优化，然后在进行实际的生产，这样能最大限度地达到节能降耗的目的。在压力系统模拟中，专用流程模拟软件的应用较多，利用该软件能实现模拟结果和实际的生产结果的对比，这对于参数优化、回流比控制和系统压力调整具有积极作用。
值得注意的是，气体分馏装置压力控制系统不仅受热旁路控制的特征，而且受加工负荷影响较为明显。当负荷过小时，同样会造成操作过程中塔压的剧烈波动，这对于气体分馏的稳定性造成了较大影响。而操作系统不稳定会造成热源用量增大，能耗增多。针对塔压控制，可使用调节塔顶冷凝器循环水量的方式进行优化，这样能确保塔压的稳定性，减少塔压波动，提升设备整体运作效率，实现生产过程的节能降耗控制。
结语
气体分馏装置节能降耗控制对于整个工业产业的发展具有深刻影响。新时期，人们只有充分认识到气体分馏装置节能降耗控制的必要性，结合现阶段气体分馏装置能耗构成特征，合理的创新气体分馏工艺和能耗控制技术，优化分馏装置使用，这样才能有效地提升气体分馏装置的节能效果，提升气体分馏的经济效益、质量效益和生态效益，继而促进现代工业产业的持续、稳定发展。
参考文献
[1]石文亮.气体分馏装置能量利用现状及优化措施[J].当代化工研究,2019,38(2):67-68.