淺析精餾塔設計以及節能的研究

謝英芹，李 玲

（天津天大天久科技股份有限公司，天津 300072)

淺析精餾塔設計以及節能的研究

謝英芹，李 玲

（天津天大天久科技股份有限公司，天津 300072)

在化工處理過程中，精餾過程比較復雜，常見的精餾塔分為常規型、反應型和分隔型等，針對其特殊性，在節能處理階段必須按照要求進行落實，保證其合理性。以精餾塔設計作為前提，對如何節能設計進行分析。

精餾塔；節能設計；設計要點

精餾屬于石油加工中使用較為廣泛的一個分離單元，在化工行業中，石油化工的耗油量比較大，在處理階段需要做好節能分析工作，按照具體要求實施。精餾過程對熱學動力有嚴格的要求，精餾塔的設計好壞對節能設計有重要的作用，因此精餾塔設計是重點，需要正視設計體系的作用，實現合理預設。

1 精餾原理以及精餾塔設計分析

1.1 精餾原理概述

在混合物中對具體設計形式有不同的要求，混合物中的不同成分揮發后有一定的差異，精餾設備則是應用這一原理，通過氣相、液相回流等進行設計，呈現出逆向的趨勢。在相對于不容易揮發的成分設計可知，對混合物進行分離處理，這一過程稱之為精餾過程，在精餾處理階段，傳質和傳熱是同步完成的[1]。

1.2 精餾塔設計

1.2.1 塔板設計

近些年來，精餾塔的設計逐漸完善，對塔板設計時，相對于傳統的塔板預設，組合設計效率較高，在很大程度上能促進生產效率的提升，通過對塔板上區域流動的狀態進行分析后，塔板的導向作用明顯，能進一步提升傳質效率。在精餾處理階段，為了促進塔效率的提升，操作過程中適當增加彈性，進而達到減少能耗的效果。

1.2.2 填料處理和設計

精餾塔的填料為竹片、石塊等，對科學技術成果分析后，精餾塔填料的研究不斷深入，在整個設計階段，其本身具有小壓降、大通量的優點，其應用優勢逐漸明顯，在精餾塔設計階段，需要以網孔填料作為基礎，在現有工藝基礎上，促進精餾塔負荷的提升，進而實現高效節能處理。

1.2.3 其他方面設計

在精餾塔整個預設階段，對混合塔板以及填料進行處理后，使其符合優化設計需求，以多個進料口作為基礎，為了便于施工，可以選擇具體進料，根據進料性質和要求實施。為了便于對精餾過程進行選擇，在整個落實階段，需要對成分進行掌握，得到精餾效果，使精餾產量提升。如果某一階段存在較大區域的負荷，在進行分組和分離的過程中，需要實現混合搭板設計，達到節能效果。

2 精餾塔節能設計要點

針對精餾塔節能設計的各類要求可知，在整個處理階段，要按照預設和實際要求進行落實，保證其合理性和有效性。以下將對精餾塔節能設計要點進行分析。

2.1 分壁精餾工藝

分壁精餾工藝逐漸發展，屬于新型精餾設備的一種，其本身具有較高的測線純度，由于設備較為簡單，對于設備投資不多，經濟效益明顯。根據現有處理要求和實施內容可知，對汽油三塔的流程和分壁精餾設備進行對比后可知，設備投入能促進應用效率的提升，在運行過程中，設備熱損失減少，能提升工作效率。分壁精餾能實現應用量的減少，在后續處理過程中，對空分系統合理應用后，能提升應用效率。

2.2 合理應用熱集成工藝

熱集成化工藝形式的應用優勢明顯，主要是通過塔頂交替的形式對材料處理。此類工藝形式在進行冷凝操作中，無需添加冷卻劑，經過預熱后的材料進行分離處理后，難度比較大，加熱機的應用量減少后，將熱集成的變壓精餾以及傳統變壓精餾對比后，能使得能源利用量得到35%和58%的提升，在后續操作階段，操作方面分為正壓精餾、常壓精餾和負壓精餾等，在具體操作階段，采用加壓處理后，相對于常壓負壓采用加熱處理，能達到理想節能效果。

2.3 分壁精餾

分壁精餾是在近些年來得到發展，屬于一種新型的精餾設備，在落實階段，對純度有嚴格的要求，設備本身比較簡單，在設備應用階段，要掌握投資量，使其具備理想的經濟效益。很多學者將分壁精餾和分離裂解處理等對比，整體而言，投資較少，能實現能源的有效利用。

2.4 精餾塔耦合設計

針對現有反應指標的具體要求可知，在精餾處理階段，對反應精餾處理后，要掌握精簡流程，以選擇性處理作為前提，將其逐漸演化為化工行業特點。在現有速率不變的前提下，模擬反應精餾塔后，對模擬系統進行評價，能實現相互轉移。該反應系統能提升分離能力和選擇性，在操作處理階段，能減少操作單元數量，進而達到節省投資的目的。

在反應的精餾塔預設階段，當前沒有形成完整的管理體系，精餾設計階段，要掌握精餾耦合反應的要求，在現有反應處理階段，按照容器處理要求進行。由于兩者是相互影響的，因此在反應物配料階段，需要對進料位置、塔板數以及副產物濃度等進行了解。以集成過程為例，反應出精餾設計的具體要求。在轉換能量的前提下，全面了解其中存在的各種不足和缺陷，結合實際情況進行完善和改進，進而達到節省投資操作的目的。

3 結束語

化工生產階段，對現有設計方案和實施內容有嚴格的要求，針對其特殊性，在具體操作過程中，必須按照實際要求實施，保證其合理性和有效性。根據化工行業輔助計算內容可知，提前對現有設計方式進行改進，形成各種類型的理想物系，能達到節能的作用。如果存在節能設計不合理或者其他類型的問題，必須按照具體設計要求實施，保證其合理性。

[1] 楊新建.試論精餾塔設備設計和節能研究[J].化工管理，2016，（21）：218.

Study on Equipment Design and Energy Saving of Distillation Tower

Xie Ying-qin，Li Ling

In the process of chemical treatment，the distillation process is complicated.The common distillation column is divided into conventional type，reaction type and separation type.For its particularity，it must be implemented in accordance with the requirements in the energy saving treatment stage to ensure its reasonable Sex.In this study，the distillation tower design as a prerequisite for how to analyze energy-saving design.

distillation tower；energy saving design；design points

TQ053.5

A

1003–6490（2017）11–0149–02

2017–09–10

謝英芹（1978—），天津人，工程師，主要研究方向為化工工藝及塔內件設計。