提高化工企業精餾效率的路徑分析

陳曉璐

摘 要：精餾是化學工業的高耗能操作單元，如何提高效率，降低能耗是制約生產發展的重要因素，筆者主要結合現代精餾技術發展的趨勢，結合化工企業的不同需求，就實際生產中如何提高精餾工藝提高自己的看法，供參考。

關鍵詞：精餾節能；分類；操作優化

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.226

0 前言

化工生產過程中， 對不同組分進行分離的方法大多采取精餾分離，精餾分離技術和精餾分離方式的不同，直接決定生產能耗和熱力學效率的高低，從而直接影響產品的生產成本 ，因此在不同的化工企業中，包括制藥、食品、石油等企業中，研究和尋找合適的精餾技術和精餾方式，都占有極為重要的作用。

結合國際精餾技術的發展趨勢，參照各企業實際的工藝現狀，提高精餾效率需從精餾操作條件的優化、精餾熱能的再利用、精餾介質的開發和使用、開發新的精餾工藝等方面具體分析，以尋找合適的提高效率的路徑。下面分別進行分析。

1 精餾塔操作工藝條件的優化

在相對固定的精餾方式下，不同的工藝控制點將產生不同的精餾效率，在實現操作過中，技術人員將通過調試不同的回流比、操作壓力、多塔排列順序等和進料狀態等方面進行優化。

在精餾過程中，改變回流比、操作壓力等控制點，可直接導致能耗的增大或降低，在實踐中，通過改進精餾操作條件，尋找最優的工藝控制點，可較容易達到降低能耗 20%的效果。

在部分精餾過程中，存在著再沸器和冷凝器的溫差過大，出現熱力學效率較低的問題，在這種情況下，可采取增設中間再沸器和中間冷凝器的方式解決，如原油煉制中常減壓塔增設 3～4 個中間換熱器；乙烯裝置中脫甲烷塔增設中間再沸器較常規精餾，能夠降低能耗17%。

2 精餾過程熱能利用

余熱就是在各種熱能轉換和利用過程中未被利用而排棄的能量，現在隨著科學技術的發展和能源價格的上漲，對余熱的應用，越來越受到人們的重視。

余熱發電領域，曾有一種精餾塔空冷器余熱回收發電設備，通過被加熱的蒸汽驅動發電機 組做功發電，最終實現了低溫熱利用的案例。

也有一種精餾裝置的再沸器的蒸汽冷凝水余熱回收裝置，利用回收余熱，蒸汽熱泵有效地利用了蒸汽管網與再沸器所用蒸汽間的壓差，實現了低壓閃蒸蒸汽的增壓輸送，取得明顯的節能效果。

在甲醇精餾工藝中，為進一步充分回收此部分凝液余熱，有的企業將把預精餾塔進料預熱器設置位置更改到預精餾塔底部，作為預精餾塔再沸器為塔底提供熱量。實際運行數據表明，此設計優化達到預期凝液熱量回收目的，起到了節能降耗的效果。

利用夾點技術優化換熱系統，世界上著名的工程公司，如赫斯特、拜爾、聯碳、孟山都、杜邦、ICI、三菱等較早地采用了夾點技術進行了新廠設計和老廠改造，在降低能耗、減少投資、保護環境等方面取得顯著成效，在我國通過夾點分析方法用于原油預熱系統的節能改造，而后用于全過程系統的用能分析與調優，也取得滿意效果。

3 精餾塔的改進

目前，為了提高傳熱系數，已開發了多種高效換熱設備或元件，如波紋和多孔管材料，能很好地強化傳熱表面，大大提高傳熱系數； 此外，雙波紋管和一面多孔一面波紋的傳熱表面均可使傳熱系數提高 l～2 倍；而高熱流管與過去的低翅片管相比，傳熱效率則能提高 30%，可根據具體需要選用。

此外，將化學反應過程和精餾分離耦合在一個單元操，與常規精餾相比有著轉化率和選擇性高，溫度控制較容易，反應時間短，操作費用低等優點，而廣泛得到應用。還有相當一部分是與隔壁塔相結合，隔壁精餾塔設一垂直隔板，將精餾塔分成上部公共精餾段，下部公共提餾段及由隔板隔開的精餾進料段和中間側線采出段四部分，由于其特殊的結構，因此具有一般帶側線采出的精餾塔所不具備的多項優勢。

4 特殊精餾工藝流程

精餾過程中，塔頂蒸汽被冷凝器帶走大量熱量，接近塔底再沸器熱能量體供給的熱量，如果能把普通精餾塔頂蒸汽的冷凝熱合理利用，就可以大大降低能耗，達到節能增效的目的，常見的特殊精餾工藝有熱泵精餾、多效精餾、熱耦精餾、絡合精餾、超重力精餾等技術。

其中：間接式熱泵精餾的適用范圍是熱敏產品、腐蝕性介質或塔頂產品不宜壓縮的精餾系統；多效精餾作為一種規范性節能系統，廣泛應用于化工工業生產中；熱耦精餾主要用于三元混合物的分離，與常規蒸餾塔相比熱耦蒸餾可以節省能耗達30%左右； 絡合萃取精餾具有分離效率高、選擇性高和傳質效率高等優點，特別適合于分離因子很小的系統； 而超重力精餾具有體積小、壓降低、能耗低和傳質效率高等特點，需要在不同的環境和工藝條件下選擇使用。

參考文獻：

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