化工精馏高效节能技术的开发及应用

高鹤飞 李全新

摘 要：社会经济的快速发展造成了严重的环境问题，当前能源紧缺，使得节约能源成为了当前关注的热点问题，尤其对于化工行业的能源节约，国、内外都高度重视，也带动了节能工业和技术等措施的发展。

关键词：化工精馏；高效；节能技术；开发；应用

1 化工精馏高效节能技术开发

1.1 塔系热集成节能

单个精馏塔被应用在传统的化工中，有较大能耗，而塔系热集成节能技术，蒸馏是凭借多个蒸馏塔实现的，可以将精馏能耗降低，最终实现节能。总之，对于分子数相近的物料来说，可分布在精馏塔的上部和下部，其比例为1：1，针对物料的不同挥发性进行逐个回收。若组分物相沸点差异大，则应采用低等级冷却系统的蒸馏塔蒸馏，并将挥发度最高的组分在尾部收集。塔系热集成节能技术利用多个塔收集不同沸点差异的物料，防止单一塔温差过大，最终实现节能。

1.2 分级换热节能

在塔板中间对换热器进行安装，称为分级换热节能，其作用是可以将蒸馏塔中的低位能利用效率进行提高，从而平衡蒸馏塔中的冷热状态，防止塔底和塔顶的温差较大，最终实现节能效果。在对温差进行缩小的同时，可将低品位冷凝剂应用其中，从而使高品位冷凝剂的能耗有效降低。并且，一旦蒸馏塔下部位置有较大的温差，就可以在塔板间安装再沸器，并通过低品位进行热量转换，从而使热效率提高，节能效果最佳。

1.3 多效精馏节能

多效蒸馏节能技术，就是使用具有增加的压力和操作温度的蒸馏塔，在这种类型的蒸馏塔中送入多种等量的物料，这可以对高组分塔的热量充分利用，从而将热能提供给低组分的塔的再沸器，最终实现节能。与此同时，还能够冷凝高组分塔，从而实现高组分塔对冷源水能耗的降低，进一步使组分低的塔的热能消耗降低，达到节能目的。根据当前情况，多效蒸馏节能技术被很多化工企业使用，并且效果较为显著，但根据实际的应用，将多效精馏节能技术统分成了三个流程，具体如下：①平流流程：高低压塔双路进料被应用在平流流程中，即产品能够分别从塔底和塔顶产出，并且再沸器的热能是由高压冷凝器提供的，最终达到节能目的；②逆流流程：有蒸汽进入高压蒸馏塔中，并且将原料送入低压蒸馏塔中，低压蒸馏塔的热量由高压蒸馏塔提供，最终达到节能效果；③顺流流程：在高压蒸馏塔、低压蒸馏塔中依次送进原料，高压蒸馏塔的釜底液为低压蒸馏塔的底部提供了热量，以此满足节能效果。

1.4 精馏效率的提升

在化工蒸馏中，若多种物质能够在很短的时间内得以迅速分离，这样就能够使节能效果显著。想要使物质的分离效率提高，第一步则是要应用高质量设备，尤其是要很好地选择效率高的物质的分离、填充设备，这样能够使得物料分离的时间缩短，同时也能够防止物料进行反复循环蒸馏，降低蒸馏频率，这样，也会最大程度地降低能源消耗，最终实现节能。

2 化工精馏高效节能技术的应用

2.1 完善技术和设备

首先，我们在节能的过程中要遵循着一个原则，那就是在保证生产质量和加工效果的基础上，这主要可以通过几个渠道进行。我们可以从精馏系统的设备上进行完善和加强，通过对精馏系统各个零件和组成部分进行结构性的调整，然后更换掉一些老旧传统的精馏设备，改用性能比较高的精馏塔以及材料，为我国企业的工业精馏过程提供最好的硬件支持。然后，在节能技术的运用过程中，我们还要从各个方面进行考虑，每一个精馏的环节都可以被我们利用。从技术引用上，我们要积极学习最先进的精馏技术和节能技术，争取在有限的时间内提高加工生产效率，进而减少精馏设备的耗电量，降低能耗，实现节能的效果。然后，我们也可以加强精馏设备的保温保冷效果，进而降低环境和设备之间的热量传递，从生产工程中减少能源的消耗，进而实现节约能源的目的。

2.2 加强外部监督和管理

完善我国的精馏系统和技术的建设是要从多个方面进行考虑的，因为能源的使用和消耗关系到好多方面，它不仅会受到外部环境的影响，而且也会受到内部人为因素的影响。首先，我们应该聘请具有先进思想观念和节能意识的工作人员，这样才能够有效督促各种节能技术的实施。工作人员除了要具备高度的责任感，而且他们也需要通过各方面加强对精馏系统的监督和优化管理。目前我国的经济发展水平已经有了很大的提高，所以可以为节能发展提供非常方便的技术支持，我们可以通过现代信息技术比如先进的计算机技术实现对精馏系统的监督和管理，一旦在精馏加工过程中出现了分离不足等情况，那么工作人员就可以通过监视系统及时了解情况并且做出相应的调整，避免造成更多的能源浪費，这在一定程度上可以大大减少资源的浪费，而且我们也可以利用先进的技术对精馏设备进行合理的控制，从各种有限的条件下实现对资源的回收利用以及循环使用，可以减少能源的浪费，实现节能的效果。只要我国的工作人员可以稍微对加工过程进行管理和控制，那么就可以尽量避免不必要的损失，因为这种方式是性价比最高的方式。

3 结语

总而言之，随着社会的进步和思潮的转变，我们必须更加关注工业技术的进步和创新，传统的精馏系统在生产过程中还存在着比较多的不足，特别是在能耗问题上不利于我国经济的可持续发展，因此将节能技术和精馏技术相结合是非常有必要的。

参考文献：

[1]史赢赢.浅谈乙酸乙烯精馏工艺的节能与优化[J].化工管理，2016（08）：182.

刘运思

摘 要：环境与能源是目前发展的主题，尤其是随着资源短缺形势的日益严峻，节能发展已经成为必然。基于以上背景，文章对化工精馏高效节能技术的开发与应用进行探讨具有重要的现实意义。文章首先对化工精馏原理进行阐述，然后结合实际工作经验重点分析了化工精馏高效节能技术的开发，最后对化工精馏高效节能技术的应用进行展望，以期为化工行业的节能发展提供借鉴。

关键词：化工生产；精馏；高效节能

进入21世纪以来，绿色环保节能发展理念的提出，使得各行业开始寻求发展模式的转变，而化工行业是能源消耗的主体，对其进行化工设备的能源优化，减少化工生产中的资源浪费不仅是社会发展的要求，更是提升企业竞争力的必然需要，因此对化工生产过程的节能优化具有重要的意义。就目前而言，我國化工行业在制造化工产品的过程中所使用的高效节能精馏技术范围并不广泛，因此，政府部门以及企业研究人员需要对精馏技术进行深入的研究，并推出有效的措施，助力化工精馏高效节能技术的开发与应用，提升我国化工行业竞争力。

1 化工精馏原理

化工精馏原理与蒸馏理念相类似，但化工精馏技术的效果远远优于蒸馏技术。精馏的基本原理是利用不同化学原料所具有的不同物理性质对物料进行分离，一般而言，精馏操作均是在蒸馏塔内进行，不同物理性质的物料在经过蒸馏后会分布在蒸馏塔内不同的塔板上，蒸馏塔内部的物料则主要是通过塔底部的蒸汽所产生的热能进行热传递并发生传质反应，经热反应形成气化的不同物料在自身重力作用下发生分离，多于的气化物料则通过塔顶，经冷凝水冷却后进入塔内的回收循环装置。在传统蒸馏过程中，塔顶的热量消耗较大，往往会导致过多的热能损耗，精馏技术则可以将塔顶的热能充分使用，进而实现节能效果。

2 化工精馏高效节能技术的开发

2.1 分级换热节能

分级热换节能技术使用最主要的功能就是能够提升蒸馏塔内低品位能源的利用率，且有效地调节塔内的温度分布状况，将塔内温度调节至最优。分级热换节能技术最大的优点就是其能够消除蒸馏塔内塔底与塔顶的温度差，该技术通常是在塔内每一级踏板间设置一个中间换热器，当塔内出现较大温差时，设置的换热器可以对塔内的温度进行调节，并通过使用低品位的冷凝剂来降低塔内高温区域温度，且可有效地降少对高品位冷凝剂的使用，低品位冷凝剂的使用可以在最大限度上减少塔内热量的浪费。另外，在蒸馏过程中，如果塔底温度改变较大则可以在塔内每一级的塔板间再设置一再沸器，同样可使用低品位热量完成塔内热量的交换，提升精馏塔的转换效率，达到节能的目标。

2.2 塔系热集成节能

传统化工精馏通常使用单个精馏塔，进行化学产品的置换，该种生产模式未能集成化，使得热能损耗较多，生产效率较低，而塔系热集成节能技术可以有效地解决单个精馏塔热能损耗大的的缺点，提升对塔内热能量的利用效率。塔系热集成节能技术主要是通过设置多个蒸馏塔，使得每一塔内的热能量得到不断的循环利用，进而减少塔内热能的损耗。在实际生产中，塔系热集成节能技术的生产模式主要为把蒸馏过程中分子数接近的物料分区放置，分别在精馏塔的塔顶与塔底放置同等量的待置换物料，并基于不同物料的气化特点分批次地收集。对于那些沸点相差大的物料，可以使用低等级冷却系统进行蒸馏，并在尾部收集。塔系热集成节能技术另一个特点是借助多个蒸馏塔对不同物质进行分批次采集，这样就可以有效地防止同一塔内相似物质对收集的干扰，进而提升生产效率。

2.3 多效精馏节能

多效精馏节能技术对压力以及温度要求较高，当把不同物理性质的物料放入精馏塔后可利用塔内的热量使用再沸器提供热能，达到节能目的。此外，高组分塔冷凝环节能够有效地减少对能源的损耗，具有良好的节能效益。

3 化工精馏高效节能技术的应用展望

化工精馏高效节能技术的应用是时代发展的必然需求，它不但有助于提升化工企业的生产效益，还可有效地提升企业的竞争力，实现化工企业的可持续发展。精馏技术的使用会受到多种外部因素的影响，为达到节能目标，化工行业通常采取的措施如下：填料的转换。目前来看，高效整齐的填料方式使得再沸器和冷凝气的传热效果得到提升，另外，精馏塔内使用了热泵技术，并采用多效精馏技术和特效精馏技术。随着科学技术水平的不断提升，精馏技术有了长足的进步，其不但有助于提升化工生产效率，还能够显著提升产品质量，但由于缺乏深入性研究，其应用推广还存在一定的困难。例如，实际生产经验、实验数据的匮乏都严重制约着化工精馏高效节能技术的推广与使用。另外，化工精馏高效节能技术较为复杂，造成企业使用积极性不高，这不利于高效节能精馏技术的发展。为进一步拓展精馏技术的使用范围，政府相关部门应构建相应的优化流程系统，比如构建精馏技术的模拟分析系统，用来指导企业分馏工作的开展，对于企业来说，应加强同行业间的信息交流，推动精馏技术进步。

4 结论

精馏技术是化工生产中的关键技术之一，但精馏技术的使用工序复杂，应用与推广受到多种因素的影响，所以在对传统精馏技术改进优化的同时，应采取针对性的措施推动化工行业精馏高效节能技术的应用和推广，促进我国化工精馏高效节能技术的发展。

参考文献：

[1]李洪亮.浅析化工精馏高效节能技术开发及应用[J].化工管理，2017（21）：95.

[2]孙荣义.浅析化工精馏高效节能技术开发及应用[J].化工管理，2016（20）：283.