精細(xì)化工行業(yè)中的若干節(jié)能措施

李明虎 張雄偉 劉浙軍

（1.德希尼布工程咨詢（上海）有限公司，上海 200031；2.上虞新和成生物化工有限公司，浙江 上虞 312369）

0 前言

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委2004年發(fā)布的《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》，到2010年，中國(guó)每萬元GDP能耗將比2004年降低20％。據(jù)報(bào)道，2005年每百萬美元能耗，中國(guó)是世界平均水平的3.1倍，是OECD（經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織）國(guó)家和地區(qū)的4.3倍，是日本的9倍。發(fā)改委環(huán)境和資源綜合利用司司長(zhǎng)趙家榮說，造成能源利用效率低下的原因首先是結(jié)構(gòu)不合理；其次是工藝技術(shù)和裝備落后。重點(diǎn)行業(yè)落后工藝所占比重仍然較高，如大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)噸鋼綜合能耗與小型企業(yè)相差200kg標(biāo)準(zhǔn)煤左右，火電廠30萬kW機(jī)組與5萬kW機(jī)組的每千瓦時(shí)供電煤耗相差100g標(biāo)準(zhǔn)煤以上；另外，管理水平低，與節(jié)能密切相關(guān)的統(tǒng)計(jì)、計(jì)量、考核制度不完善，信息化水平低，損失浪費(fèi)嚴(yán)重。

上世紀(jì)90年代未以來我國(guó)的精細(xì)化工已步入了快速發(fā)展的軌道，一大批有影響力的產(chǎn)品主導(dǎo)著國(guó)際市場(chǎng)，從而使我國(guó)成為全球精細(xì)化工最具發(fā)展活力的市場(chǎng)和生產(chǎn)國(guó)。但與美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家比，工業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，資源和環(huán)境已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最大制約因素。其中能源消耗比發(fā)達(dá)國(guó)家要大得多。許多在國(guó)際上已成熟應(yīng)用的節(jié)能技術(shù)在我國(guó)精細(xì)化工企業(yè)還沒得到應(yīng)用。雖說采用新技術(shù)、新裝備需要一些投資，但總的來說投資回報(bào)周期并不長(zhǎng)。本文就一些常用的節(jié)能措施作出總結(jié)。

1 精細(xì)化工行業(yè)中常用的節(jié)能措施

1.1 選擇節(jié)能的工藝方式

有可能的話，將間歇生產(chǎn)過程改為連續(xù)生產(chǎn)過程，這樣避免了間歇生產(chǎn)中普遍存在的同一套裝置一會(huì)加熱、一會(huì)冷卻的浪費(fèi)能源的現(xiàn)象。實(shí)在不能改連續(xù)工藝，則可增加設(shè)備，使加熱和冷卻使用單獨(dú)的裝置，尤其是加熱和冷卻溫差較大時(shí)。

1.2 精餾節(jié)能

精餾裝置在精細(xì)化工生產(chǎn)中常見，裝置規(guī)模一般不大，但數(shù)量多，能源消耗也很可觀，如何做到精餾節(jié)能是生產(chǎn)企業(yè)必須認(rèn)真考慮的。精餾節(jié)能需根據(jù)具體體系來制訂相應(yīng)措施，比如采用新的精餾流程節(jié)能［1］、萃取精餾或共沸精餾節(jié)能、反應(yīng)精餾節(jié)能［2］、分壁式精餾塔節(jié)能［3］、熱泵精餾節(jié)能［4］等。上述方式有些已經(jīng)在精細(xì)化工行業(yè)運(yùn)用，比如萃取精餾制無水乙醇、使用反應(yīng)精餾技術(shù)由甲醇與多聚甲醛反應(yīng)制備甲縮醛等。需強(qiáng)調(diào)的是，有些措施雖簡(jiǎn)單，但需整體考慮，比如塔頂、塔釜的熱量要充分利用是大家共知的，但卻往往被忽視，很多時(shí)候還是直接用冷媒冷凝塔頂物料或冷卻塔釜物料，而不是用它們來加熱本裝置或其它裝置的物料。有時(shí)為了達(dá)到裝置之間熱量的匹配，在不影響物料穩(wěn)定性的前提下，可以采用加壓精餾的方式以提高塔頂?shù)臏囟?，做到能量的梯?jí)利用。在這點(diǎn)上BASF公司的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒［5］。

1.3 采用空冷器節(jié)能

空冷器在石油煉制工廠已得到普遍應(yīng)用［6］，但在精細(xì)化工行業(yè)利用得還不多。據(jù)拜耳公司一位從事節(jié)能工作的比利時(shí)專家介紹，在安特衛(wèi)普的化工區(qū)的精細(xì)化工車間大量使用空冷器。一般來說，使用空冷器的運(yùn)行費(fèi)用只有使用循環(huán)冷卻水的50％～60％，節(jié)能效果十分明顯，在適合使用空冷器時(shí)應(yīng)盡量使用。

1.4 蒸汽冷凝水的余熱利用

蒸汽冷凝水蘊(yùn)含大量的熱量，但在許多精細(xì)化工廠往往只是部分利用，其余全排掉，實(shí)在可惜。利用蒸汽冷凝水的方式很多，比如收集起來作為鍋爐補(bǔ)水用，但需解決好水質(zhì)的問題［7］；利用閉式回收技術(shù)回收熱能［8］；利用蒸汽噴射泵回收蒸汽冷凝水熱能［9］。拜耳公司在安特衛(wèi)普的工廠從1975年就開始使用蒸汽噴射泵回收熱能，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局南京環(huán)境科學(xué)研究所研究員閻爾平在大力推廣該技術(shù)，取得了明顯的效果［10-11］。

1.5 公用工程的節(jié)能

鍋爐需選型合理，盡可能在高效率區(qū)使用，要確保省煤器的良好使用，利用煙道氣熱能的另一途徑是產(chǎn)生蒸汽，此情況下則不需裝省煤器。對(duì)于導(dǎo)熱油系統(tǒng)，為了減少管線上的熱量損失，除做好保溫外，還可采用二次循環(huán)的方式提高導(dǎo)熱油的進(jìn)出溫差，降低管線上導(dǎo)熱油的輸送量，也就降低了熱量損耗面積，當(dāng)然，此方法的更直接意義是降低了導(dǎo)熱油的總的使用量（尤其是對(duì)于長(zhǎng)距離的管線）。對(duì)于各種原因造成的冷卻水進(jìn)出溫差過小導(dǎo)致水循環(huán)量過大的地方采用二次循環(huán)泵的方式也是一種節(jié)能的方式。

對(duì)于大量耗電的冷凝系統(tǒng)，則需充分利用峰、谷電電價(jià)的差異節(jié)能，比如低溫水系統(tǒng)采用冰蓄冷的方式，此方式是間接節(jié)能的方式。

2 結(jié)語

我國(guó)精細(xì)化工行業(yè)在過去的十多年雖經(jīng)歷了高速發(fā)展，技經(jīng)水平大幅度提高，但仍存在能耗偏高的問題，大力發(fā)展節(jié)能技術(shù)刻不容緩。本文介紹的是一些常規(guī)的、已在生產(chǎn)中實(shí)施的節(jié)能方法，希望對(duì)精細(xì)化工企業(yè)有所幫助。

［1］吳嘉，陳露.具有熱集成和水集成的甲醇精餾新工藝及其模擬［J］.化工學(xué)報(bào)，2005，56（3）：477-481.

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［3］葉青，裘兆蓉，施鳳芹，等.用分隔壁精餾塔分離三組分混合物的節(jié)能研究［J］.化學(xué)工程，2007，35（11）：54-57.

［4］許維秀，朱云東，李其京，等.化工節(jié)能中的熱泵精餾工藝流程分析［J］.節(jié)能，2004，（10）：19-22.

［5］顧榮良，姜燕紅.BASF的一體化（Verbund）簡(jiǎn)述［J］.化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2002，（2）：44-46.

［6］馬連強(qiáng)，鄭開學(xué)，金志康，等.空冷器的應(yīng)用與工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.化工設(shè)計(jì)，2005，15（2）：32-34.

［7］朱金華，儲(chǔ)群俊.蒸汽冷凝回水作為鍋爐補(bǔ)給水水質(zhì)處理方法探討［J］.中國(guó)鍋爐壓力容器安全，2004，20（5）：59-61.

［8］張守漢，譚芙蓉，肖華，等.閉式回收技術(shù)在蒸汽冷凝水回收利用中的應(yīng)用［J］.節(jié)能，2007（1）：34-36.

［9］張子馨，顧念祖.蒸汽噴射泵及其在節(jié)能中的應(yīng)用［J］.北京節(jié)能，1994（5）：6-8.

［10］閻爾平，於良榮，金學(xué)文，等.蒸汽噴射熱泵在蒸氨中的應(yīng)用［J］.燃料與化工，2007（3）：39-42.

［11］閻爾平，孫國(guó)玲，張曉弟，等.化工裝置利用熱泵回收廢熱蒸汽供熱的應(yīng)用［J］.能源研究與利用，2007（2）：28-29.