化工生產中降低精餾技術能耗的措施

王 燚

（大慶油田化工有限公司輕烴分餾分公司，黑龍江大慶 163000）

精餾技術來源于古代的釀酒和煉油，精煉技術不斷發展，后來在醫藥、煉油以及食品等工業進行了更加廣闊的應用，隨著1970年能源危機的到來，精餾技術不斷向著更高技術的方向進行發展。

1 利用新興技術改進填料塔

填料是填料塔的重要傳質內件，其性能直接受填料的表面濕潤程度和氣液兩相流體分布的均勻程度的影響。為了能夠幫助填料塔不斷創新型發展，需要從新型填料的規整填補之中，不斷結合綜合性的傳質學研究性質。首先，從新型填料入手，需要按照材料的分類，讓金屬板波紋填料和金屬絲網波紋填料這兩大類材料能夠進行過化學分離，通過分離實驗，能夠提升填料的分離效率。經過這樣的分離實驗之后，不僅能夠通過理論塔板數高，大的通量幫助降低壓力；還可以減壓靜精餾，精密、大型的高真空精餾裝置能夠不斷分離熱敏性物系和高純度產品，不斷改善填料的效率。其次，散堆填料的新型高效能夠從金屬鮑爾環和金屬階梯環填料兩種材料上進行改善，金屬鮑爾環采用金屬薄板的沖軋方式，在環壁上開了許多窗孔，能夠使得填料層的氣液得到較高較大程度的改善；金屬階梯環填料提高了環的高度，而且在原有鮑爾環調料的基礎上，在側端增加了錐形翻邊，這樣能夠在同樣液體的噴淋下，獲得較高的蒸餾效果，經過實驗，金屬階梯環填料能夠比鮑爾環提高10%～20%的泛點氣速，在同等氣速下，壓力也能夠獲得三分之一左右的降低。所以綜合來說，使用金屬階梯環填料是降低能耗的一大進步，尤其是它能夠和其他鞍形填料液體相配合，不斷結合多種填料的特點，讓調料的工業使用效果能夠從通量大、壓降小、分布性能好等方面，在精餾的過程之中，降低水中污染物的產量，所以需要在填料塔的使用過程之中，不斷結合具體的生產要求，例如在化工和甲醇精餾過程中常用導向篩板和新型高效填料[1]。

2 提高干燥過程的節能問題

干燥過程是各類工程的廣泛操作過程，所以對干燥過程的能源節約，能夠較大程度節省能源的消耗，要想獲得良好的節能過程，就必須選用合適的干燥流程和設備，根據不同的物料來選擇合適的干燥產品。首先，對原材料的處理是保證干燥過程順利進行的第一步，所以在干燥的操作流程上，需要對原料盡可能地進行預處理，通常是利用機械來脫離一部分游離的水分，因為機械能夠在消耗較低熱量的情況下，不斷分離能量，改造物質的熱狀態。在具體的工業精餾技術過程中，需要盡可能提高干燥介質的進氣溫度，讓干燥過程可以消耗能量，不斷減少干燥廢氣的熱效率，如果遇到物料的處理具有一定的熱敏性，所以需要用中間加熱的方式，不斷提高效率，盡量提高熱效率。其次，降低干燥介質的進口溫度也是提高干燥過程的一大重點措施，介質的濕度低能夠避免設備的堵塞，所以需要在廢氣循環的過程中，將大量含有熱量的廢氣返回預熱室，與新鮮空氣來混合使用。通過余熱的重新利用，能夠降低干燥介質的出口溫度、提高介質的濕度，所以可以提高熱傳系數，減少換熱面積，進一步減少干燥介質的消耗能量，以提高干燥操作的熱效率，防止干燥產品的反潮。所以總的來說，提高干燥過程不僅需要用高溫來烘焙介質，還需要防止一次高溫過程可能產生的腐蝕問題，所以需要不斷細化原料的處理過程，從預處理開始，用熱效率高的傳熱設備，用空心環管換熱器來替換一般的管殼型換熱器，在降低降低設備的投資費用的同時提升換熱系數[2]。

3 提高結晶分離的節能技術

在一般的化工生產之中，重要的裝置一般由多個反應器和分離設備組成，在進行分離操作的時候，節能技術能夠提高結晶分離的效用，需要貼合不同行業的結晶析出需求，在利用多種化學反應的原則上，提升產品的資源利用效率。結晶分離技術是分離混合物的常用方法，傳統的結晶分離消耗較高，所以對新型結晶技術的探尋，也成為了國際性技術的探索重點。目前新型的結晶技術有萃取結晶技術、熔融結晶技術以及高壓結晶技術，這些技術各有所長，能夠貼合不同工業生產的方式。首先從萃取結晶技術出發，它是萃取技術和結晶技術的耦合技術結合，所以能夠在沸點等物性比較接近的混合物中提高結晶分離，幫助精餾技術的發展。例如在二甲苯的混合物中，四氯化碳能夠幫助二甲苯的混合液分離，從而提高對二甲苯的回收效率，維持在90%的效率；而且在無機混合物的分離之中，也能夠發揮出較高的效用，碳酸鈉水溶液，能夠在添加了正丁醇之后，透析出高濃度的碳酸鈉晶體。其次，熔融結晶技術能夠在低能耗的時候，進行結晶相變，尤其是低操作的溫度，能夠高選擇性的地制取出較高純度的產品，化工生產的過程中，國際制取復合式懸浮結晶型和逐步凍凝型等熔融結晶裝置，而國內也成功的開發出液膜結晶設備，但是這些技術也需要根據化學工業的需求來進行調度使用。例如高壓結晶技術作為利用加壓形成的分離技術，可以根據物系中包含著的雜質降低熔點，對應相變壓力的上升，以便在結晶的過程中可以增加固相含量，進一步提高液相雜質的濃度，使得母液經減壓過程，分離到更加純粹的晶體物質[3]。

4 發展多重膜分離技術

膜分離技術是降低精餾技術能耗的重要環節，目前在技術上，膜分離已經能夠利用特定膜的滲透作用，在外界能量的推動之下，不斷混合氣相，發展了多重的技術，我國從20世紀末開始進入到了應用階段，在食品加工、海水淡化以及醫藥等領域，能夠不斷幫助溶液濃縮的分離。例如，氣體分離膜技術率先從合成氨廠之中，在弛放氣之中回收氫氣，從而在甲酸裝置之中以合成氣為原料，得到一氧化碳，所以比深冷分離法更加節能環保。氣體分離膜技術能夠幫助常規的技術提高化學作用的思路，在進行空氣制冷蒸餾的過程之中，冷凝法從氣體混合物之中，去除冷凝的有機蒸氣，在占地面積的裝置上能夠減輕化學的負擔。除了這種分離技術，離子膜技術是生產高純度燒堿的重要技術方式，這種比起隔膜法能夠降低能耗；膜蒸餾技術能夠用膜技術和蒸發過程相結合的膜進行分離，因為所用的膜不被處理，所以溶液浸濕的膜能夠在兩側和不同種類的溶液進行接觸，熱的待處理溶液和冷的水溶液，能夠在膜面形成組分汽化，這樣一來，熱側將組分阻擋在外，而冷側能夠使得溶液通過，從而達到混合物分離或提純的效果。所以綜合來分析膜分離技術的價值，它雖然研究的起步較晚，卻能夠在有機溶劑脫水、水中脫除微量有機物等化學方案之中，不斷結合最新的前途技術，幫助分離技術能夠在科研的支持下，不斷發展未來多樣化的分離技術。

5 總結

總的來看，化工生產的生產過程有著較多的的技術分類，精餾技術能夠幫助醫藥、食品安全以及工業廢水等，用較低的技術來獲得較高純度的高價值處理成就。除了文中涉及到的內容，電滲析、超濾膜以及其他印染廢水等處理方式，能夠在溶劑、滲透膜等工具的效用下，保證新設備和新技術能夠降低能耗，不斷推出更多高附加值的化工產品。