氣體分餾裝置節能降耗研究

王龍波

摘 要：隨著社會的進一步發展，越來越多的人認識到能源的重要性，在各行各業中提倡節能降耗。其中就包括生產行業，而生產行業中不僅包括機械生產，還包括了一些化學反應能耗和物理反應能耗。氣體分餾裝置是一種在煉油廠及其他一些化工行業中常見的裝置，在產品生產過程中發揮著重要作用。本文重點對氣體分餾過程中的能耗問題進行研究，首先分析了氣體分餾裝置的能耗構成，然后介紹了氣體分餾裝置用能及其加工過程損耗的現狀，最后提出一些氣體分餾裝置的技術改造及節能措施，希望通過文章給廣大氣體分餾裝置使用者提供一些幫助，提升能源利用率。

關鍵詞：氣體分餾裝置;節能;降耗

能耗不僅關系到國家社會的發展大計，還關系到企業的根本利益。因此隨著近些年我國對能源消耗的重視程度的提升，各個企業不約而同地關注起企業內部的能耗工作，積極采取多項措施對各設備、裝置進行研究，以達到節能的目的。本文則重點對氣體分餾裝置的節能進行研究，希望通過研究分析，鞏固提升企業對氣體分餾裝置節能重要性的認知，并了解一些常見問題和解決措施，降低氣體分餾裝置使用時的能源損失，達到節能降耗的目的。

1 氣體分餾裝置的能耗構成

1.1 裝置能耗的構成狀況

在實際生產過程中，一般氣體分餾裝置的能耗都比較高。其涉及的能耗不僅包括水、電、汽、風等能耗，還包括裝置自身的流程能耗。目前根據各企業的設計產能和生產狀況不同，使用的具體塔流程也不盡相同。其中有脫丙烷塔、脫乙烷塔、丙烯塔、脫異丁烷塔、脫戊烷塔五塔流程的，也有脫丙烷塔、脫乙烷塔、丙烯塔、脫異丁烷塔四塔流程的，還有脫丙烷塔、脫乙烷塔以及丙烯塔三塔流程的。不同的流程和生產規模，也會引發氣體分餾裝置產生不同的能耗，但是一般而言，同等生產規模，工藝的塔數越多能耗越高;同等塔數的，生產規模越大，設備規模越大，能耗越高。

1.2 裝置能耗的構成分析研究

實踐研究證明，氣體分餾裝置的最主要能耗部分是中壓蒸汽部分，且這一部分的能耗量要超過氣體分餾裝置總能能耗的90%以上[1]。鑒于此，氣體分餾裝置的節能降耗過程也應該著重從降低中壓蒸汽消耗來開展節能降耗工作。在開展降耗工作時，以研究探討氣體分餾裝置中壓蒸汽階段的節能降耗為重點。而在研究過程中，最常采用也是最有效的辦法就是實驗法，通過在實驗中進行不同的嘗試來驗證不同情況或者條件下的能耗量，最終獲得最低的能耗量。這個過程中需要特別指出的是，結果不是一次實驗就可以得出的，要經過多次實驗，排除偶然性。東方石化氣體分餾裝置的脫丙烷塔采用的是中壓蒸汽作為熱源。為節約能耗，裝置從開工正常后，對脫丙烷塔進行降壓，降回流操作，從最初的1.7MPa頂壓、49t/h回流量，降到1.5MPa的頂壓、45t/h的回流量。使得中壓蒸汽用量，由原來的11.6t/h降到10.8t/h，每小時節約蒸汽量0.8t/h。裝置的運行時間，一年按8000h算，則一年節約中壓蒸汽6400t。

2 氣體分餾裝置用能及其加工過程能耗的現狀

要實現氣體分餾裝置的節能降耗，就必須對當前我國氣體分餾裝置的用能情況及其加工過程能耗現狀進行了解，以便找到節能突破口。首先，隨著我國科技社會的飛速發展，老舊的氣體分餾裝置逐漸不能滿足生產需求。因此各廠在2008年以后就對氣體分餾裝置進行擴能改造，以適應生產需要。但是這次改造完成以后，實際氣體分餾裝置并沒有達到預想的效果，未能夠實現加工效果100%，而只是達到60%-80%。與此同時，催化裂化中原料也由于輕組成分偏多，使得某些成分的含量超出了設計最高值。其次，在氣體分餾裝置生產運行的過程中，高壓瓦斯排放量也是很大的，高壓瓦斯的大量排放又引發裝置能耗的升高，引發丙烯的損失。針對這一現象，通過進行深入研究，得出可以通過采用以下措施來改善：第一，對所在工廠的資源進行研究并做到充分利用，做到物盡其用;第二，有針對性的完善提升系統參數，提升整體工藝技術水平;第三，做好裝置的日常維護保養工作，同時做好工作環境優化[2]。

3 氣體分餾裝置的技術改造及其節能措施的簡述

3.1 提升企業內部相關技術管理者的工藝操作水平和管理水平

人是一切生產工作進行的關鍵。一旦人員素質技能或責任心達不到要求，則即使裝置設備再先進，也很難達到預想目的，在節能降耗方面亦然。因此作為管理者，必須要認識到人才的作用及管理人員管理操作水平的重要性，使得招聘部門或培訓部門有序地進行科學的招聘選擇及人員培訓工作，保證管理者的基本素質。

首先，重視技術管理的專業技術儲備量，定期組織召開座談會、交流會，或者開展培訓或外出對標等，提升相關人員的見識和經驗，為自己工作積蓄力量。其次，采取措施提升技術管理人員的動手能力。定期開展實驗培訓或比賽，提升相關人員的動手能力，使其達到實踐與理論的充分結合，達到擴展技術管理者的專業影響力的目的。例如：實際操作中作為一名技術操作人員，首先要具備非常專業、豐富的知識，因為只有具備了專業知識才能保證其符合崗位要求，及時對設備參數做出正確的調整。同時要具有很強的責任心和愛崗敬業的精神，否則即使專業技能再突出，不用心工作也會錯誤百出，造成大量的能耗損失。為避免因操作員未能及時對裝置進行調整，造成裝置波動過大，能耗損失過大這種情況的發生。東方石化氣分裝置，開展勞動競賽，對裝置運行的各個參數范圍進行精細化設定，通過DCS系統來提醒操作員進行及時調整，讓裝置平穩運行，達到節能降耗的目的。

3.2 利用精餾塔實驗持續驗證

我國氣體化工行業的發展過程，由于利益的趨勢，有很多的機構和人員在不斷地嘗試著通過提升煉油企業的能源利用率來提升企業效益。其中最重要的研究方向就是提升能量吸收利用率，這一課題的研究有助于生產過程中節能降耗的實現。經過多次的有效的實驗研究證明，利用物理或化學或二者的共同的作用轉化，以及其運轉過程中轉變功率的快慢，都可以實現節能降效的目的。在進行了降壓操作以后，會使得各組分間的相對揮發度增加。同時，減小回流比，間接達到了氣分裝置節能降耗的目的。基于此理論驗證支持，東方石化氣分裝置，從原始開工到現在，經歷了一次降壓、一次降回流量的操作調整過程。

3.3 改造氣體分餾裝置的壓力控制系統

氣體分餾裝置壓力控制系統，具有受熱旁路控制及加工負荷影響的特性，也因為負荷過小引發操作過程中塔壓的大幅度波動，不利于操作穩定性，使得熱源用量大，能耗大。自發現這一問題起，我國就重點對氣體分餾裝置系統壓力控制系統進行了改造，使用調節塔頂冷凝器循環水量的方式來控制塔壓。完成改造以后，塔壓波動趨于平穩，鮮有大幅波動，塔的操作壓力具有了穩定性，進而提高了操作的穩定效率，減少了熱源，最終達到降低裝置能耗的效果。

3.4 增大低溫余熱的利用率

首先，在氣體分餾裝置中采用低溫熱水，引入DCC裝置的低溫熱水給塔加熱，增大低溫余熱的利用率。其次，因為蒸汽凝液中含有的大量的熱量，所以可以回收利用蒸汽凝液，即將氣體分餾裝置在操作中產生的凝液傳輸到水汽鍋爐中，一方面實現冷凝水中熱量的二次利用，達到低溫余熱利用的目的，另一方面使用蒸汽凝液余熱加熱，可以有效節約油氣等其他熱量供給物，從另一方面達到節能降耗、節約企業成本的目的。東方石化氣分裝置脫丙烷塔采用蒸汽全凝加熱，脫乙烷塔和丙烯塔采用低溫熱水加熱也是基于此種考慮。

3.5 降低液化石油氣的消耗

這一操作主要還是發生在氣分裝置停工檢修過程中，主要是利用“熱循環”法將氣分裝置需要的物料退出去，用在其他方面或者留待下次使用。總之是避免物料浪費現象的發生，做到物盡其用。這一過程的實現要以制定詳細的可行的停工檢修方案為前提。當然，操作的過程中，要在保證塔壓的前提下，盡可能的實現多退液態烴等物質。

4 結語

綜上所述，氣體分餾裝置節能降耗工作是當前乃至未來發展過程中都應該高度重視的工作，不僅在促進行業發展及提升企業效益等方面具有重要意義，而且有益于創造節能型社會。作為企業管理人員必須認識到對其研究的重要性，積極采取合適的方法和措施來提升裝置節能降耗的效率。

參考文獻：

[1]陳浩.氣體分餾裝置節能降耗研究[J].石化技術，2018， 25（02）：184.

[2]滕娜娜.氣體分餾裝置的優化與節能[J].齊魯石油化工， 2016，44（04）：288-291.