關(guān)于化工精餾節(jié)能的研究

楊舉剛

摘要：隨著社會經(jīng)濟不斷發(fā)展，人們生活條件得到了極大的改善，社會各領(lǐng)域進入全新發(fā)展階段，但環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，引起了全社會廣泛關(guān)注。節(jié)能環(huán)保理念逐漸深入人心，人們對各領(lǐng)域節(jié)能減排給予了更多重視。化工行業(yè)作為能源消耗、環(huán)境污染較為嚴(yán)重的行業(yè)，對化工精餾進行節(jié)能處理至關(guān)重要，有利于行業(yè)持續(xù)發(fā)展。文章對化工精餾原理及影響因素進行分析，并從操作條件、多效精餾等多個方面探討化工精餾節(jié)能措施。

關(guān)鍵詞：化工；精餾；節(jié)能

前言：近年來，我國化工技術(shù)得到了快速發(fā)展，精餾技術(shù)是指利用回流方法，對混合液體進行高純度分離處理，不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，且能夠優(yōu)化生產(chǎn)流程，高效完成生產(chǎn)目標(biāo)。但面對能源日益緊缺情況，對化工精餾進行節(jié)能處理勢在必行。有效化工精餾節(jié)能，不僅能夠創(chuàng)造更多的社會經(jīng)濟效益，且有利于可持續(xù)資源發(fā)展。

1、 化工精餾概述

了解化工精餾原理，能夠明確精餾過程中能源消耗關(guān)鍵點，以便對其進行針對性處理，提高節(jié)能有效性。在實踐生產(chǎn)中，精餾是蒸餾過程的一部分，蒸餾是基于物料物理性質(zhì)方面的差異，進行分離化處理，在蒸餾塔內(nèi)完成。而精餾在其中，底部產(chǎn)生蒸汽熱量，受到熱量的影響，不同性質(zhì)塔板上的汽化物料，能夠產(chǎn)生傳熱、傳質(zhì)反應(yīng)，并根據(jù)氣化組分自身重量實現(xiàn)分離。多余的物料會在冷凝水的影響下回收并循環(huán)[1]。對于精餾全過程來說，蒸汽損耗是整個生產(chǎn)中能源消耗最大的環(huán)節(jié)。因此在化工精餾節(jié)能過程中，要加強對蒸汽損耗熱量的利用，以此來提高節(jié)能有效性。

對于化工精餾來說，其主要影響因素主要體現(xiàn)在三個方面：一是溫度下降，蒸餾塔底部冷負(fù)荷會有所增加，對分離狀態(tài)產(chǎn)生一定影響。二是當(dāng)塔壓出現(xiàn)變化時，會影響分離濃度。三是每個化工精餾對進料量具有嚴(yán)格的規(guī)定，如果沒有嚴(yán)格控制用量，勢必會影響到產(chǎn)品質(zhì)量。針對化工精餾節(jié)能處理，要充分把握上述影響因素，控制在合理范圍內(nèi)，只有這樣，才能夠保證化工精餾獲得優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。

2、 化工精餾節(jié)能有效措施

2.1完善操作條件

精餾對操作條件要求較高，因此操作人員在生產(chǎn)前，要對操作壓力、溫度及壓降等進行規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化處理，使其能夠處于規(guī)定范圍內(nèi)。其中操作壓力是固定的數(shù)值，而其他條件要根據(jù)實際情況進行靈活調(diào)整。如針對分離值來說，需要對靈敏度、技術(shù)優(yōu)化等進行分析，將各項因素整合到一起，盡可能獲得有效負(fù)荷，避免能源過度消耗，從而提高精餾節(jié)能有效性。

2.2安裝換熱器

一般情況下，在精餾塔內(nèi)部，頂部與底部之間溫差較大，需要安裝換熱器，協(xié)調(diào)塔內(nèi)溫度，同時，能夠使操作線斜率得到有效改變，在一定程度上提高低品位能源利用率。如果在生產(chǎn)過程中，精餾塔頂部溫度變化明顯，可以考慮在塔板間設(shè)置冷凝器，對于冷源的選擇，可以適當(dāng)增加低品位冷劑，減少高品位冷劑用量，以此來控制冷凝器運行產(chǎn)生的能耗[2]。但這種方式，會削弱塔板分離能力。如果塔底溫度變化幅度較大，操作人員可以在其中增設(shè)再沸器，加大對熱量消耗的控制力度，且能夠降低塔內(nèi)熱能，達(dá)到理想的節(jié)能目標(biāo)。如在乙烯精餾塔內(nèi)設(shè)置再沸器，在原有基礎(chǔ)之上使得總熱負(fù)荷提升30%，同時能耗下降了16%。

2.3優(yōu)化多塔精餾

針對多塔精餾的優(yōu)化，主要體現(xiàn)在分離序列上，去除相關(guān)組分，確保精餾能夠有序運行。在精餾中，組分極易腐蝕系統(tǒng)，對設(shè)備材質(zhì)構(gòu)成極大的損傷，縮短設(shè)備使用壽命，且影響操作穩(wěn)定性。因此在具體優(yōu)化中，可以從如下幾個方面入手：針對進料的劃分，保持分子量相同，均保持在50%。針對產(chǎn)品的回收，不要盲目進行，而是結(jié)合產(chǎn)品揮發(fā)度確定出具體的數(shù)值。而對于精餾程序，基于生產(chǎn)經(jīng)濟性原則的考慮，可以選擇熱集成技術(shù)，以此來減少生產(chǎn)成本[3]。將上述技術(shù)整合到一起，能夠進一步挖掘精餾系統(tǒng)節(jié)能潛能，且能夠顯著提高精餾有效性。

2.4運用多效精餾

多效精餾在實踐應(yīng)用中，要對原料進行細(xì)致劃分，以均等分子量進料。同時，還要對各個分子予以壓力輸入，逐步降低塔內(nèi)溫度。在生產(chǎn)中，如果塔內(nèi)壓力與溫度均等，此時，塔頂蒸汽會向塔底供熱，完成冷凝處理，使其在循環(huán)中降低能耗。如在三個塔串中，引入多效精餾方式，僅運用傳統(tǒng)能好的1/3便能夠完成生產(chǎn)目標(biāo)，節(jié)能幅度高達(dá)70%，可見節(jié)能效果非常樂觀。

在實際生產(chǎn)中，可以根據(jù)實際生產(chǎn)需求，適度增加效數(shù)，以此來減少蒸汽量和能耗。但值得我們注意的是，效數(shù)增加，會在很大程度上增加設(shè)備投入成本，且效數(shù)持續(xù)增加，其節(jié)能效果也隨之下降[4]。因此在工業(yè)生產(chǎn)中，我們主要以雙效精餾為主，實施平流、順流及逆流三種模式開展精餾工作。

2.5提升分離效果

根據(jù)以往實踐經(jīng)驗來看，分離效率與能耗存在密切關(guān)系。因此在化工精餾節(jié)能過程中，要采取合理措施，提升分離效果，以保證企業(yè)綜合效益。化工精餾中，企業(yè)要根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)目標(biāo)合理選擇設(shè)備，如新型填料設(shè)備等，以提高分離有效性，且能夠降低精餾塔回流比的操作，實現(xiàn)對能耗的高效控制。除此之外，還要重視對精餾操作規(guī)范化管理，盡可能避免不必要的能耗。在實踐中，要嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量，為了避免精餾過程中出現(xiàn)參數(shù)波動過大情況，可以設(shè)置一定的安全余量等，將各項措施有機整合到一起[5]。信息化時代背景下，企業(yè)還要積極引入信息技術(shù)，實現(xiàn)對精餾全過程的監(jiān)督和控制，如在丙烯——丙烷分離中，可以借助控制系統(tǒng)，將R由15.6控制到14.5，達(dá)到節(jié)能目標(biāo)。不但如此，企業(yè)要制定完善的管理制度，操作人員按照規(guī)范定期對設(shè)備進行檢查，進行合理維護和保養(yǎng)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在故障，對元件進行更換等，確保所有設(shè)備能夠處在最佳傳熱狀態(tài)當(dāng)中，從而保證精餾生產(chǎn)穩(wěn)定、持續(xù)開展。隨著技術(shù)發(fā)展，還要加大對化工精餾節(jié)能的研究力度，不斷減少對能源過度消耗，避免對生態(tài)環(huán)境的污染。

結(jié)論：根據(jù)上文所述，精餾作為一項先進的生產(chǎn)技術(shù)，在化工生產(chǎn)中應(yīng)用范圍非常廣，但在實踐中，精餾能耗較高，且對環(huán)境污染較為嚴(yán)重。因此加強對化工精餾節(jié)能的處理成為該項技術(shù)普及的關(guān)鍵。在實踐中，可以優(yōu)化操作條件，使得各項指標(biāo)符合生產(chǎn)需求，同時，安裝化熱器，積極引入多效精餾，減少對精餾產(chǎn)生的不良影響。最為關(guān)鍵的是，要努力提高分離效率，實現(xiàn)對操作的高效管理和控制，不斷提高化工精餾節(jié)能效果，從而推動我國化工產(chǎn)業(yè)由以往粗放發(fā)展模式朝著節(jié)能減排方向轉(zhuǎn)變。

參考文獻：

[1]劉勇全，吳玉龍.化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用研究[J].化工中間體，2015，（02）：37-38.

[2]李玥，李群生，李春江，郭凡，劉中海，唐紅建.氯乙烯精餾過程模擬優(yōu)化與節(jié)能降耗的研究[N].北京化工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，（05）：19-23.

[3]于紅光.改變精餾操作參數(shù)和分離序列對精餾過程節(jié)能的影響[J].黑龍江科技信息，2016，（15）：97.

[4]楊林.對化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016，（07）：124-125.

[5]孫榮義.淺析化工精餾高效節(jié)能技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用[J].化工管理，2016，（20）：283.