化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用研究

李江波

（山西金象煤化工有限責任公司，山西 晉城 048000）

引言

隨著全球能源資源緊缺現(xiàn)象越發(fā)嚴峻，化工行業(yè)作為能源消耗量巨大的傳統(tǒng)行業(yè)，在社會發(fā)展中應(yīng)當積極開展節(jié)能減排工作，對化工生產(chǎn)過程進行優(yōu)化改革，從而達到降耗節(jié)能的目的，同時減少化工行業(yè)對生態(tài)環(huán)境的污染與破壞。在此背景下，對化工精餾技術(shù)進行改革創(chuàng)新勢在必行?；どa(chǎn)過程主要分為分離與反應(yīng)兩個過程，其中分離過程所造成的能源消耗量占據(jù)整體能源消耗量的75%，而精餾過程又是分離工序中的主要內(nèi)容，能耗量超過總能耗的一半，因此可以說，降低精餾過程的能耗就是降低化工生產(chǎn)能耗的關(guān)鍵所在。

1 化工精餾分析

化工蒸餾是指將不同性質(zhì)的物料放入蒸餾塔裝置中，利用蒸餾塔內(nèi)底部蒸汽熱量形成塔釜汽化物料，通過塔板裝置傳質(zhì)傳熱，在塔板中進行汽化分離，隨后多余物料會在塔頂冷凝水作用下冷卻回收。傳統(tǒng)的蒸餾技術(shù)在實際應(yīng)用中會造成大量的蒸汽損耗，進而增加整體能耗，化工精餾技術(shù)能夠合理利用多余熱量，以此實現(xiàn)節(jié)能降耗[1]。化工精餾會受到回流比例、環(huán)境溫度、塔內(nèi)壓力、物料量等因素的影響，如蒸餾塔內(nèi)壓強的變化會直接影響到塔板結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致分離濃度發(fā)生變化；在加熱釜與冷凝裝置中應(yīng)當注重物料放置量，以此降低對精餾產(chǎn)品質(zhì)量的影響；將回流比例增加到適當范圍內(nèi)會有效提升蒸餾效率，以此提升精餾產(chǎn)品的質(zhì)量，反之，回流比例過小會導(dǎo)致蒸餾低下，蒸餾產(chǎn)品質(zhì)量無法得到保障；精餾蒸餾塔中底部物料在冷卻降溫的過程中會導(dǎo)致冷卻負荷增加，從而對分離狀態(tài)形成一定程度的負面影響。傳統(tǒng)的化工精餾需要利用大量的能源物質(zhì)加熱蒸餾塔底部結(jié)構(gòu)，且需要較長的持續(xù)時間，而蒸餾塔底部結(jié)構(gòu)通常無法有效保存熱量，從而導(dǎo)致熱量損耗與能源浪費現(xiàn)象發(fā)生。因此，創(chuàng)新研發(fā)與高效應(yīng)用化工精餾節(jié)能降耗技術(shù)具有十分重要的積極作用。

2 化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用的現(xiàn)實意義

2.1 有助于提高化工精餾過程的效率與質(zhì)量

化工精餾在實際操作中需要使用到多個精餾蒸餾塔，在能量運輸過程中具有多流程串聯(lián)運行特點，這種技術(shù)特點在一定程度上解決了化工精餾節(jié)能減排技術(shù)的具體應(yīng)用模式與方法。化工行業(yè)加強高效節(jié)能技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)與應(yīng)用，能夠有效降低化工精餾過程中出現(xiàn)的能量損耗現(xiàn)象，對精餾蒸餾塔耗損能量進行全面收集，在對能量進行高效聚合的同時，對收集能量進行二次分配，以此提升能量利用率，對氣化過程以及冷凝工序需要的能源消耗起到了良好的保障作用。高效節(jié)能技術(shù)直接強化了化工精餾的實際應(yīng)用效果，與傳統(tǒng)模式相比具有更加高效的混合物質(zhì)分離效率，大幅度提升了分離組分的純凈度，從而實現(xiàn)了提高化工精餾過程的效率與質(zhì)量的目標[2]。

2.2 有助于降低化工精餾過程的能量消耗

化工精餾工藝就是借助氣相與液相之間的轉(zhuǎn)化作用，使難發(fā)揮組分與易發(fā)揮組分之間進行有效傳質(zhì)，以此實現(xiàn)精餾材料中不同物質(zhì)有效分離的化工流程?；ば袠I(yè)強化對化工精餾節(jié)能降耗高效技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，能夠在化工精餾實際應(yīng)用中對熱反應(yīng)速度進行科學有效地控制管理，同時調(diào)整可能出現(xiàn)的大量蒸汽損耗現(xiàn)象，使得蒸餾塔內(nèi)蒸汽熱量能夠得到充分利用，在分級換熱技術(shù)的幫助下，對信號傳遞流程開展數(shù)字化專業(yè)處理，以此加強信息傳遞效率與精準度，為熱量調(diào)整規(guī)劃能夠有效應(yīng)用提供堅實的基礎(chǔ)保障。

3 化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用研究

3.1 分級換熱技術(shù)

在化工精餾的過程中為確保能夠?qū)⒒ぞs蒸餾塔內(nèi)能源的利用效率最大化，化工企業(yè)可以采用分級換熱技術(shù)。分級換熱技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠?qū)φ麴s塔內(nèi)部實際溫度進行有效調(diào)節(jié)，消除蒸餾塔內(nèi)部頂部空間與底部空間之間出現(xiàn)的溫度差異，從而確保其冷熱程度符合化工精餾對環(huán)境的具體要求。同時，分級換熱技術(shù)會在蒸餾塔內(nèi)部的踏板中間放置適量的中間換熱裝置，當蒸餾塔在精餾過程中出現(xiàn)溫度差值過大現(xiàn)象時，中間換熱裝置會對溫度進行有效合理的調(diào)節(jié)控制，此外，中間換熱裝置還能夠?qū)⒌推肺坏睦淠齽┺D(zhuǎn)化為冷卻源，以此降低蒸餾塔內(nèi)部實際溫度。分級換熱技術(shù)的高效應(yīng)用能夠使化工企業(yè)在化工生產(chǎn)過程中減少對高品位冷凝劑的使用情況，使用低品位冷凝劑進行代替，從而大幅度減少對化工精餾對能源資源的過度消耗浪費。當蒸餾塔內(nèi)部的底部環(huán)境出現(xiàn)較大程度的溫度變化時，分級換熱技術(shù)能夠通過在塔內(nèi)踏板裝置再沸器的手段，完成利用低品位能源轉(zhuǎn)換熱量的調(diào)節(jié)操作，以此提升精餾蒸餾塔的實際能量轉(zhuǎn)換效率，同時保障了蒸餾塔產(chǎn)品的質(zhì)量。

3.2 多效精餾技術(shù)

多效精餾技術(shù)是指將多份相同質(zhì)量的精餾材料放入精餾蒸餾塔中，其相關(guān)的物質(zhì)成分在蒸餾塔內(nèi)部壓力與溫度變化的作用下，組分高的精餾材料為蒸餾塔內(nèi)部組分低的精餾材料提供一定的熱量，以此滿足化工精餾要求，并將蒸餾塔內(nèi)相關(guān)物料進行降溫冷卻。在化工精餾過程中應(yīng)用多效精餾技術(shù)不僅能夠降低高組分材料的實際消耗量，同時還能夠有效降低蒸餾塔中低組分材料的熱量損耗，從而使化工企業(yè)實現(xiàn)了高效利用能源資源的目的，有效提升了化工精餾的經(jīng)濟效益。對于現(xiàn)階段的多效精餾技術(shù)而言，最為常見的技術(shù)種類應(yīng)當是雙效精餾技術(shù)，雙效精餾技術(shù)能夠分成平流流程、順流流程以及逆流流程三種類型。在順流流程中，精餾材料成分首先會進入高壓精餾蒸餾塔內(nèi)部，隨后進入低壓精餾蒸餾塔中，以此完成整個雙效精餾技術(shù)流程。因此可以說，順流流程的雙效精餾通常將高壓精餾蒸餾塔作為熱量供應(yīng)源，以此為低壓蒸餾塔內(nèi)底部空間提供熱量，同時釜底液所產(chǎn)生的熱量源又會作為高壓蒸餾塔的熱源供應(yīng)。

3.3 塔系熱集成技術(shù)

塔系熱集成技術(shù)通常情況下會應(yīng)用在具有多個精餾塔的工序中，塔系熱集成技術(shù)在實際應(yīng)用中能夠大幅度降低化工精餾對能源資源的消耗使用量，同時降低消耗的熱量，使單個精餾蒸餾塔在化工精餾中消耗的能源量呈下降狀態(tài)，在最大程度上節(jié)約資源，降低能源消耗?；ぞs應(yīng)用塔系熱集成技術(shù)時，首先需要工作人員在蒸餾塔內(nèi)部上下不同的位置分部放置擁有相同質(zhì)量的精餾物料，在收集不同性質(zhì)精餾物料的過程中，如果工作人員發(fā)現(xiàn)部分回收物料中各成分沸點相差較大，則需要將其放置在處于冷卻狀態(tài)中的低等級蒸餾塔中，最后再次進行精餾操作[3]。最后，工作人員需要將高組分物料放置在蒸餾塔底部位置以方便整體收集，從而確保化工精餾工作能夠穩(wěn)定順利進行。

4 結(jié)論

隨著我國經(jīng)濟水平與科學技術(shù)不斷進步發(fā)展，化工行業(yè)中十分重要的化工精餾技術(shù)也隨之不斷完善優(yōu)化。傳統(tǒng)的化工精餾在實際應(yīng)用中會出現(xiàn)熱量與能量大量損耗的問題，不僅會影響到化工企業(yè)的經(jīng)濟效益，同時無法保障化工精餾產(chǎn)品的高質(zhì)量性。因此，對化工精餾高效節(jié)能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，就是提升化工精餾產(chǎn)品的質(zhì)量，幫助化工企業(yè)縮減生產(chǎn)成本，有效提升企業(yè)經(jīng)濟效益，從而推動化工行業(yè)的高效快速發(fā)展。