化工精餾節(jié)能技術(shù)探討

文/胡俊

在化工生產(chǎn)中經(jīng)常會(huì)用到精餾節(jié)能技術(shù)，但傳統(tǒng)技術(shù)尚不能完全滿足高效節(jié)能的要求。新型的精餾節(jié)能技術(shù)以傳統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，作出了技術(shù)改進(jìn)，使操作條件更加完善，效果得到優(yōu)化與提升，并獲得推廣，這對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)化工企業(yè)發(fā)展起到了推動(dòng)作用。筆者就此進(jìn)行研究與探討，以期為大家提供參考?，F(xiàn)報(bào)道如下。

一、化工精餾節(jié)能技術(shù)的原理

普通精餾進(jìn)料，塔底處藉由再沸器提供反應(yīng)所需熱量，塔底處物料將被氣化。之后塔板對(duì)液態(tài)物料進(jìn)行傳質(zhì)傳熱，借輕重組分之別完成氣化與冷凝的整個(gè)過(guò)程，最終實(shí)現(xiàn)了分離。之后，塔頂處氣體部分經(jīng)冷凝器完成冷凝，當(dāng)塔頂部分產(chǎn)品被采取完，其余的部分會(huì)再次返回塔頂?；どa(chǎn)的實(shí)際過(guò)程當(dāng)中，這種塔頂冷凝器將蒸汽的熱量消耗掉，塔底部的再沸器提供熱量的過(guò)程，使得塔頂處蒸汽的冷凝熱利用具有高效性，最終可以實(shí)現(xiàn)降低能耗，同時(shí)提高生產(chǎn)效率的目的[1]。

通常來(lái)講，化工的精餾節(jié)能包括三類流程，及熱偶精餾、多效精餾以及熱泵精餾。在現(xiàn)代科技加持下，我國(guó)化工企業(yè)根據(jù)自己的實(shí)際需要，將節(jié)能精餾廣泛應(yīng)用與生產(chǎn)，并不斷衍生出新的節(jié)能技術(shù)，以此為基礎(chǔ)，為企業(yè)生產(chǎn)高效、穩(wěn)定、可持續(xù)進(jìn)行提供了保證。

二、影響化工精餾的因素有哪些

(一)壓力

精餾塔的設(shè)計(jì)以及精餾的整個(gè)過(guò)程都會(huì)處在一定的塔壓下進(jìn)行，因此保證塔壓穩(wěn)定對(duì)整個(gè)精餾最終效果有著較大的影響。壓力不穩(wěn)通常會(huì)造成一下幾方面影響：(1)塔壓的激增，會(huì)導(dǎo)致液相物質(zhì)揮發(fā)度急劇降低，蒸餾分離就可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)，氣相重度也隨之增加，這就會(huì)使得蒸餾的效率也隨之下降；(2)塔壓增大，會(huì)導(dǎo)致氣相組分的濃度增加，重量比變大，這會(huì)直接導(dǎo)致已經(jīng)揮發(fā)的氣相又再次變回液相，并混入原液相物質(zhì)當(dāng)中，亦難以實(shí)現(xiàn)分離效果。

(二)進(jìn)料量與加料速度

進(jìn)料量的掌控對(duì)蒸餾效果有著直接影響。進(jìn)料量如果過(guò)大就會(huì)超出冷凝器與再沸器的工作負(fù)荷，導(dǎo)致整塔溫度失衡，以致氣液物質(zhì)交換失衡，蒸氣揮發(fā)過(guò)快，本該液化的氣相物質(zhì)在液化前就已被排出，最終難以獲得滿意的蒸餾效果。而加料速度方面，氣液混合加料速度過(guò)快的話，精餾的蒸汽量與提餾的回流量都會(huì)突然增加，出現(xiàn)冷凝劑與加熱量不夠，導(dǎo)致液壓成分重度過(guò)大，最終產(chǎn)出的精餾產(chǎn)品是不合格的。

(三)進(jìn)料溫度

進(jìn)料溫度的控制是蒸餾過(guò)程中的重要一環(huán)，直接關(guān)系到最終的蒸餾效果。通常，若進(jìn)料溫度較低，塔頂冷凝器的冷負(fù)荷也會(huì)隨之降低，并會(huì)增加塔底處的再沸器的熱負(fù)荷；而進(jìn)料溫度較高，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)精餾塔工作溫度上升，對(duì)氣液平衡變換造成破壞，降低最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

三、精餾節(jié)能技術(shù)的改進(jìn)

(一)完善操作條件

精餾塔操作條件包括了壓力、溫度、塔板壓降、板數(shù)以及進(jìn)料位置和塔頂塔底采出量與熱負(fù)荷等[2]。壓力為固定值，其他則需隨實(shí)際需要靈活變動(dòng)。如靈敏度、技術(shù)以及設(shè)計(jì)3點(diǎn)綜合考量才可決定分離值的最佳狀態(tài)，并以此為基礎(chǔ)，獲取相關(guān)的負(fù)荷值，才能實(shí)現(xiàn)精餾節(jié)能降耗的目標(biāo)。

(二)設(shè)備減耗

精餾塔工作中，其頂部與底部存在較大溫差，為確保其冷熱量均衡，應(yīng)安裝換熱裝置。換熱器的存在改變了操作線斜率，也降低了能源的品位要求，增加了能源利用率。

精餾塔頂部如果存在較為明顯的溫度變化，可考慮在塔板間增加冷凝設(shè)備，且可選用品位較低的冷劑作為冷源，這樣就可以減少主冷凝器中高品位冷劑的使用，進(jìn)而控制其能耗。同理，當(dāng)塔底溫度變化存在較大差異時(shí)，亦可在塔底塔板間加設(shè)再沸裝置，亦可有效降低主再沸器的熱量消耗，提高熱效率。如上兩步就可以起到節(jié)能的效果。但也應(yīng)注意，設(shè)備減耗的操作會(huì)使塔板分離能力有所減弱，如何取舍要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)判斷[3]。

(三)優(yōu)化操作流程

1.提升分離率，降低頂與底之間壓差與溫差：采用高效規(guī)整的填料(波紋板、絲網(wǎng)填料等)代替普通填料可做到有效節(jié)能，其具有顯著提高產(chǎn)能，在同高度下增加理論板數(shù)使回流比下降等優(yōu)點(diǎn)。且如果使用了規(guī)整填料，可以降低再沸器所使用的熱源的品位，減少塔釜內(nèi)的熱敏性物質(zhì)的聚合，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.改善熱利用率：改善精餾塔熱利用率的方法有很多，其中增強(qiáng)傳熱面積可選擇以多孔向變化傳熱面積與擴(kuò)散傳熱面積兩手手段，前者又包括微孔沸騰表面與特殊處理的冷凝表面；后者則包括翅片管及槽溝擴(kuò)大傳熱面積，這些手段都可以較為有效的提升傳熱系數(shù)。另外，若塔釜液為無(wú)用廢液，也可將其轉(zhuǎn)變?yōu)闈摕峒右岳谩?/p>

3.其他：調(diào)整進(jìn)料的狀態(tài)可以獲得較好的節(jié)能效果，比如將料液的溫度提高，使液料氣化或一部分氣化，此類方法操作簡(jiǎn)便且容易控制，成本也較低，值得考慮[4]。另外，選擇合適的進(jìn)料口位置，將不同組分物料混合后進(jìn)行單塔或一塔多股進(jìn)料，都可起到降低能耗的作用。

綜上所述，化工精餾節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用在不降低產(chǎn)品質(zhì)量的前提之下，最大程度的降低了能源消耗，亦滿足了節(jié)能環(huán)保的企業(yè)要求。現(xiàn)階段，由于資料與經(jīng)驗(yàn)不足等因素，在化工精餾節(jié)能方面我們還存在許多薄弱點(diǎn)，但相信伴隨技術(shù)的優(yōu)化與創(chuàng)新，這一局面可以得到扭轉(zhuǎn)，以進(jìn)一步推動(dòng)企業(yè)的良性發(fā)展。

[1]胡玥.化工精餾節(jié)能技術(shù)探討[J].科技與企業(yè)，2013(15)：244.

[2]王夢(mèng)華.精餾過(guò)程節(jié)能技術(shù)探討[J].齊魯石油化工，2003，31(4)：324-326.

[3]楊林.對(duì)化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用探討[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，36(7)：124-125.

[4]高維平，楊瑩，劉學(xué)線，等.化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)與應(yīng)用化學(xué)，2012(12)：1531-1536.