化工精餾高效節能技術開發及應用

張茂輝

（大慶油田化工有限公司輕烴分餾分公司，黑龍江大慶 163000）

1 化工精餾高效節能技術開發及應用的意義

1.1 有利于降低化工精餾過程的能量消耗

化工精餾過程是借助液相和氣相之間的相互轉化，將易揮發組分和難揮發組分進行有效的傳質，從而實現物質分離的工藝流程。研究人員加強對于化工精餾高效節能技術的開發應用，能夠將傳熱反應速度進行有效的控制，對于出現的巨大蒸汽損耗進行有效的調整，從而對于蒸餾塔內部的溫度差異進行靈活化的轉變，將精餾塔內部的蒸汽熱量進行充分的應用，借助分級換熱技術的應用，將信號傳遞過程進行有效的數字化處理，從而提升信息傳輸的效率和精度，為熱量調整方案的應用打下了堅實的基礎。

1.2 有利于提升化工精餾過程的質量和效率

化工精餾過程是在多個蒸餾塔內進行操作的，呈現出了多程序串聯運行的能量輸送特點，這在很大程度上決定了節能技術應用的模式和方法。研究人員加強對于高效節能技術的開發應用，能夠通過對于蒸餾塔散失能量的全方面收集，實現能量的有效聚合，從而進行能量的再次分配，提升了精餾過程的能量利用效率，對于冷凝以及氣化過程的能源消耗起到了保障性的作用，從而提升了精餾工藝的應用效果，更好地實現了對于混合物質的有效分離，提高了分離組分的純度，從而加強了化工精餾過程的質量和效率。

1.3 有利于促進化工行業的快速穩定發展

在化工行業的運行過程中，對于混合物質的分離一直是行業關注的熱點和焦點，如何降低能源的損耗和提升能源的利用率，一直是重要的課題之一，對于間接提升化工行業的經濟效益具有至關重要的作用。由于蒸餾過程是化工行業分離混合物的最主要方式，其能源消耗率占整個行業的70%及以上，精餾過程是蒸餾工藝的主要步驟之一，能源消耗占比能夠達到50%以上，所以加強對于精餾過程高效節能技術的開發應用，能夠降低大部分的能量損耗，提升物質分離的質量和效率，促進化工行業的穩定長遠發展。

2 化工精餾高效節能技術開發及應用問題

2.1 分級換熱技術的開發及應用缺乏有效性

分級換熱技術是通過將具有不同熱量的物質借助中間換熱器進行有效的熱量傳遞，從而實現對于富余熱量進行高效利用的有效節能技術。目前在化工精餾的過程中，由于換熱器裝置的不穩定，以及對于換熱流程規劃不科學的原因，經常會出現數據收集困難和預測數值不準確的問題，給熱量調整的方案應用造成了較大的阻礙作用，不利于降低精餾過程的能量消耗，難以對多余熱量進行有效的再分配，降低了換熱效率，不利于分級換熱技術的有效應用。

2.2 塔系熱集成技術的開發及應用缺乏科學性

塔系熱集成技術指的是對串聯蒸餾塔散失熱量的有效收集，從而實現集成熱量再分配的高效節能技術。目前由于精餾塔內部以及各塔系之間熱集成技術的應用模式尚未成熟，難以進行物料投放比例的科學設計，在很大程度上影響了熱量回收的效率，不利于進行蒸餾塔物料的熱量信息整合，導致了精餾過程能量單方向利用的情況，給能量的多級使用造成了很大的阻礙作用，不利于化工精餾過程能耗的有效降低，提升了塔系熱集成技術開發和應用的難度，給化工行業的節能生產推廣造成了不利的影響。

2.3 多效精餾技術的開發及應用缺乏規范性

多效精餾技術指的是將每一個精餾塔看成一個效能組分，借助拓展工藝流程的方式，對于供給精餾塔的能量進行重復式的使用，從而提高能量熱力學應用效率的節能技術。在進行多效精餾技術的開發和應用過程中，由于對于不同塔系的控制程度難以進行有效的統一，從而不利于進行加熱蒸汽的循環化利用，對于順流、逆流和平流等物料流向難以進行準確的把控，在很大程度上影響了多效精餾技術的規范性開發應用，不利于降低化工精餾工藝的能量損耗率，造成了能量利用率大幅降低的問題。

3 化工精餾高效節能技術開發及應用策略

3.1 加強分級換熱技術開發及應用的有效性

為了有效地提升化工行業精餾工藝的能量利用率，實現能量的循環多級利用，促進物質分離和提純過程的質量提升。對此，應加強分級換熱技術開發及應用的有效性，根據不同化工行業的物質分離需求，建立健全分級換熱技術開發應用的規范機制，明確分級換熱技術應用的重點和難點，提升操作人員的專業能力水平，加強對于溫差的靈活性調整，從而更好地提升蒸餾塔增效的技術應用。對此，應該加強換熱器裝置的穩定性，科學規劃換熱流程，將數據收集過程進行準確的控制和調整，明確整體熱效率和預期數值之間的潛在差距，從而更好地實現精餾節能的目的。同時應該對于各類換熱器進行有效的研究分析，采取適宜的換熱器，按照特定傳熱種類進行換熱方案的制定，強化各類換熱元件的高效應用，在提升換熱效率的同時增強對于換熱器的日常維護和管理，促進分級換熱技術的高效開發應用。

例如，在加強換熱器裝置的穩定性方面，應該將底板和塔板作為操縱載體，明確對稱位置，進行中間換熱器的有效安裝。同時應加強對于換熱流程的規劃，強化對于溫度數據的即時收集，采取紅外測溫技術的方式進行溫度的數字化處理，通過對于物理材料的有效編號進行冷凝劑的選擇，在最大程度上符合內部溫差的調節需求，從而降低能耗的增加。另一方面，應將直接接觸式換熱器、蓄能式換熱器、間壁式換熱器進行有效的應用，采取有相變傳熱的方式，加強對于冷凝器和重沸器的日常維護，并且應將各類換熱元件如表面蒸發式空冷器進行日常檢修操作，保證熱量調整過程的高效性，促進化工精餾分級換熱技術開發應用的質量提升。

3.2 完善塔系熱集成技術開發及應用的科學性

為了更好地促進混合類化工物質分離質量的有效提升，降低蒸餾精餾過程中的能量損耗，在最大程度上保證熱量的充分使用。對此，各類化工企業應該根據自身的生產實際情況，結合相應的技術研發成果，對于塔系熱集成技術的開發應用進行科學性的完善，增強熱集成技術應用模式的成熟化和穩定性，加強對于精餾塔物料投放比例設計的科學性，提升對于熱量信息整合的有效性，建立健全塔系熱集成技術開發應用的規范性機制，從而改變蒸汽熱量利用的方向性，為精餾塔系熱集成技術的有效應用打下堅實的基礎。

例如，在提升精餾塔物料投放比例科學性的方面，應該保證塔內持液量占總塔體積的百分數在合理區間內，在進行精餾塔內部熱集成時，以原油精餾為例，應該根據原油的各組分進行有效的分離，原油中的烴類主要包括烷烴、環烷烴和芳烴，分別具有不同的餾分，對此，應該按照各烴類物質的不同物理性質進行有效的回收，根據沸點差異進行溫差平均值的比對計算，對于冷凝性較差的組分進行有效的處理，將其置于對應的精餾塔系中進行損耗蒸汽熱量的收集，從而能夠實現對于再沸器和冷凝器的有效使用，加強恒溫條件下再沸以及冷凝過程的能量利用效率，有利于據此對于溫焓圖進行有效的分析，提升對于原油各餾分塔系的熱量回收效率，促進塔系熱集成技術的規范性應用。

3.3 提升多效精餾技術開發及應用的規范性

為了進一步提升化工行業精餾工藝的應用成效，在最大程度上降低能量的不必要損耗，提升蒸汽熱量的循環使用效率，促進能量供給成本的有效降低。對此，有關化工企業應根據不同物質提純的實際需求，加強對于多效精餾技術的工藝開發，提升多效精餾技術的應用效果，明確多效精餾流程操作的重難點，通過增強對于不同塔系控制程度的方式，加強對于物料流向的精準化把控，明確多效精餾技術的應用原理，提升對于多效精餾流程的深刻認識，將多效精餾的節能效果和效數進行相應的計算，遵循多效精餾的應用準則，從而能夠有力地促進多效精餾技術的實際應用。同時應該強化對于多效精餾過程中操作人員工作水平的有效提升，定期開展多效精餾模式的集中學習，將熱量循環模式的有關操作重點進行講解，從而提升熱量綜合式設計布局的科學性和針對性，從人力層面保障了多效精餾技術開發及應用的規范性，能夠為化工行業精餾工藝節能降耗模式的推廣打下堅實的基礎。

例如，在多效精餾原理方面，應該有效利用冷熱介質之間的過剩溫差，按照逐塔逐級降低的能位規律，對于供給熱量蒸汽的循環使用進行有效的操作，借助前效塔壓力比后效塔壓力高的原理，利用塔頂蒸汽冷凝熱量保有量較高的特點，對于后效塔釜液進行有效的熱量傳輸，將塔頂蒸汽和塔底加熱蒸汽進行有效的循環模式應用，避免了外加蒸汽和冷凝介質的中途添加，從而實現了節能降耗的目的。在多效精餾流程方面，應該將加熱蒸汽和物料流向進行有效的安排，明確順流、逆流和平流的走向，對于高壓塔和低壓塔的每效均有進料進行控制，促進物料和蒸汽流動方向的相同動力提升。在進行多效精餾節能效果和效數的計算方面，應該借助η=（N-1/N）*100%的計算公式，在明確效數N的基礎上，可以計算出具體的節能效果。由于塔系數量的不斷增加，能夠不斷提升節能效果，經過計算可得單塔精餾的節能效果為0，雙塔精餾的節能效果為50%，三塔精餾的節能效果為67%，隨著效數的增加，節能效果的提升率大幅下降，所以在考慮到節能效果和經濟效益的基礎上，應該合理確定精餾塔系的數量，一般維持在2～3左右為宜，從而促進多效精餾流程的科學性提升，為化工精餾節能效果的有效加強打下了堅實的基礎。

4 結語

綜上所述，為了有效提升我國化工行業精餾過程中能源的利用率，進一步增強化工行業的生產效率，提升我國工業企業的經濟效益，對此，首先對于化工精餾高效節能技術開發及應用的意義進行了分析，并結合目前存在的三點問題進行了闡述，從加強分級換熱技術開發及應用的有效性、完善塔系熱集成技術開發及應用的科學性、提升多效精餾技術開發及應用的規范性三方面入手，提出了一些切實可行的應用措施，以期能夠為促進化工精餾高效節能技術的成功開發和廣泛應用打下堅實的基礎。