化工精餾高效節能技術的應用

馬繼飛

摘 要：隨著工業化進程的深入與發展，導致全球氣溫升高、氣候發生變化、這已是不爭的事實，大力倡導低碳經濟，建設生態文明，成為這一時期的主旋律。同時，市場競爭激勵，每一個行業都在不斷轉變發展模式，特別是化工企業，一再追求降低能源消耗;其中新技術創新、化工裝置優化配套、杜絕資源浪費成為節能降耗的核心切入點。為此本文以化工精餾高效節能技術的應用為題，分析化工精餾高效節能原理、闡述化工精餾高效節能技術的分類，提出化工精餾高效節能技術的應用措施，有利于研究精餾技術，為其后續開發奠定基礎。

關鍵詞：化工精餾;高效;節能技術;應用

化工領域主要重視能源與資源兩方面的作用，根據各方面的生產環節，涉及化工內容繁多，在不同程度上造成的能源消耗，加上污染物的排放，都會在一定程度上影響著化工精餾高效節能[1]。由此可見，分析化工精餾高效節能原理以及技術分類都具有重要的意義，有助于提升資源的生產效益、利用率等，同時可以彌補化工生產領域的不足，推動化工精餾高效節能技術的可持續性發展。

1 化工精餾高效節能原理概述

化工精餾原理，不同于蒸餾理念，但其效果高于蒸餾技術。化工精餾的原理是利用化學原料的不同性質對其進行物料分離[2]，多次進行混合蒸汽的部分冷凝和混合液體的部分蒸發，實現混合物的分離提純。通俗講，化工精餾就是利用熱能轉化實現物料的傳質傳熱過程，實現化工量產。以蒸汽熱源為例，節能原理就是最大程度的利用蒸汽的焓熱，還包括裝置設計的合理性，再沸器閃蒸汽、塔頂二次蒸汽的再利用，回流與產出物料的質量比等。結合實際情況優化化工精餾技術，達到化工領域高效節能的目的。

2 化工精餾高效節能技術的分類

在化工領域，精餾高效節能技術，本文主要介紹三種，分別是精餾節能設計技術、塔系熱集成節能技術以及分級換熱節能技術，不同的技術分類具有不同的節能優勢，也發揮著不同的節能效果，具體內容闡述如下：

2.1 精餾節能設計技術

化工精餾高效節能技術重頭是精餾節能設計，根據工況從源頭上進行節能設計，使得裝置運行中各操作單元配合更加緊密，主要包括塔板層數、再沸器的換熱面積、回流比，細節方面還有塔板型式、冷凝尾汽中閃蒸汽的再利用等。伴隨精餾數據庫中各種物料參數的積累，對于塔內溫度、流量和濃度的變化逐步精準化，通過物料衡算式、汽液相平衡關系、為立方程和熱力學守恒定律對理論塔板進行核算設計。這樣設計的操作操作溫度、壓力、流量等運行匹配程度高，運行更節能高效。有些熱敏物質精餾過程還會增加負壓精餾，同時實現低溫沸騰減少加熱帶來的能高耗。充分利用熱能的具體措施還有各裝置中各種產出流體物料的冷熱交換，分離出的塔底高溫料預熱需要進入的冷料，既滿足進出物料升降溫的生產要求，又降低冷料對于熱系統的平衡沖擊，減少系統溫壓波動，達到穩定產品質量，節能降耗的效果。

2.2 塔系熱集成節能技術

與傳統的精餾節能不同，塔系熱集成節能技術結合沸點因素，回收不同的物料，根據塔體的壓差、各塔層溫度分布判定是否處于合理的氣液平衡狀態，從而控制好精餾效果，保證產品的合格率，達到高效節能[3]。傳統的精餾塔是實現混合液的輕重組份物料分離，混合物中多種不同性質的物料均分在蒸餾塔的不同位置，塔系集成技術結合物料分布情況增加側線采出，實現單體塔的多種物料分離。這樣可減少多級塔次分離，有效降低能耗，最大程度上利用熱能。

2.3 分級換熱節能技術

分級換熱節能技術最常用的功能是提高蒸餾塔內部低品位的能源利用率，而且調節塔內的溫度分布情況，并將塔內溫度調節到最佳狀態下[4]。分級換熱節能技術的優點，主要消除蒸餾塔內部的溫度差異，特別是塔底、塔頂的溫度差。不同的塔內每一級塔板都設置一個中間換熱器，一旦塔內出現溫度差異，換熱器可以對其溫度進行自行調節，主要利用低品位的冷凝劑降低塔內高溫，同時減少塔內熱量浪費。在蒸餾塔內，塔底溫度必須進行調整，一旦出現溫度過高，必須將塔板進行重新設置，盡量利用低品位熱量實現塔內熱量交換，轉換精餾塔內的能源有效率。

3 化工精餾高效節能技術的應用措施

在化工企業，高度重視精餾高效節能意識是非常必要的，為了更好地實現其技術應用，需要采取提高設備自動化控制程度、人才引進與培養、減少開停車頻次、以及強化內部監管理工作等措施，具體內容介紹如下：

3.1 提高設備自動化控制程度

化工精餾的每一個工作環節，都需要提高節能效果的發揮，降低產品節能。然而每一個生產階段，都存在一定的變量因素，諸多原因導致化工企業生產中每個環節出現脫軌的跡象，除去物料組份的影響外還有化工精餾裝置的自控程度對高效節能效果的影響。精餾生產操作繁瑣，流程復雜，生產過程中存在安全風險，為此提高化工精餾自控程度實現高效節能和安全生產已經勢在必行。首先，明確各種參數變量的控制點，再構建相應的智能自控系統。因為精餾裝置運行過程就是保持塔內的氣液平衡，系統平衡的建立需要溫度、壓力等各項參數的調整。然而壓力傳感存在滯后性，裝置實際運行過程中存在壓力浮動，為防止其帶來的影響，就需要通過自控系統實時監測參數曲線變化，控制系統通過串級調整自動調節閥料間的配合，實現平衡系統的穩定。另外，控制加熱源的供熱穩定是系統穩定的源頭，從控制曲線看，波起始端的變化勢必會導致后續的波動，導致啟動其他多個閥料控制設備來消除影響，不利于穩定生產。最后，硬件設備和軟件自動化控制程度的有效匹配是有效實現化工精餾高效節能的最佳搭檔。

3.2 人才引進與培養

任何技術的實施，都離不開人才，化工企業也不例外，需要引進和培養更多的人才，掌握更先進的技術，才能更好地落實精餾高效節能技術，為化工企業帶來前所未有的生產效益以及生產效率等，在化工生產的過程中，應確保生產安全，杜絕各種不安全的隱患，可充分利用化工院校校企合作等方式壯大人才隊伍，建立上崗起點高、上手快、懂技術、懂原理的復合型人才資源輸送渠道，同時定期組織企業員工培訓，進行仿真模擬實操練習，鼓勵積極參與各種專業技術比賽等，達到以賽促學，以學促進，形成前期引導激勵、后期不斷輻射、同化和傳承的的良性長效機制。

3.3 減少開停車頻次

化工精餾裝置的開車過程，需要進行生產物料加熱、設備預熱、不合格物料置換等過程，開車過程需要投入人力資源較多，而且存在安全風險大。有些特殊工藝的精餾開車時需要消耗大量貴重的催化劑或氧化劑，所以合理安排生產，集中量產、減少開停車頻次也是實現節能降耗的方法之一。

3.4 強化內部監管理工作

目前，我國精餾技術和操作還有待于完善，其受人為和環境因素的影響還較多，因此要提高操作人員的節能意識很必要。包括邀請專家為員工普及節能環保理念，專人監督節能技術的具體落實等。還可以通過不斷的強化內部培訓和管理要求，實現人員操作的統一化、標準化，為生產穩定、節能降耗做好基礎支撐。

4 結束語

綜上所述，社會的不斷發展，科技的日益進步，傳統的精餾設備和技術已經逐漸落后，針對化工精餾高效節能問題，必須引進全新的技術支持，本文介紹了精餾節能設計技術、塔系熱集成節能技術以及分級換熱節能技術三個層面，化工企業可以參考自身的生產需要進行選擇，解決好能源消耗問題，提高設備自動化控制程度、人才引進與培養、減少開停車頻次、以及強化內部監管理工作等三方面措施為主，降低能源消耗，改善資源利用效果，進而為化工企業創造更多的經濟效益，提高市場競爭力，為工精餾高效節能的持續發展再創佳績。

參考文獻：

[1]劉運思.化工精餾高效節能技術的開發及應用[J].中國化工貿易，2019，11（15）：150.

[2]高鶴飛，李全新.化工精餾高效節能技術的開發及應用[J].中國化工貿易，2019，11（15）：119.

[3]蔣鵬.化工精餾高效節能技術的開發與應用[J].建筑工程技術與設計，2018（6）：3667.

[4]侯敏，趙建芹.化工精餾高效節能技術的開發及應用[J].化工管理，2017（34）：127.