氣體分餾裝置節能降耗研究

楊杰

中海石油中捷石化有限公司 河北滄州 061101

氣體分餾工藝主要應用于催化裂化過程中的液化氣脫硫化氫處理，該過程可以通過分餾塔來完成不同類型的組分分隔，是現代工業生產中必不可少的工藝技術實現環節。近些年來，隨著我國工業現代化水平不斷提升，國家對于氣體分餾裝置的運行穩定性、技術穩定性提出了更高的要求，在能量的控制方面更是提出了新的標準。為了進一步探討氣體分餾裝置的節能降耗途徑，現就氣體分餾裝置的定義與內涵分析如下[1]。

1 氣體分餾裝置概述

氣體分餾裝置是工業生產中能耗消耗較大的環節之一，該環節核心是傳質傳熱，所以氣體的處理過程中對于產品的純度具有較高的要求，同時能耗控制的要求也很高。塔頂消耗一部分的冷卻水與空冷凝熱材料。在氣體分餾裝置的使用過程中，為了實現精餾塔的節能優化控制目標，需要進一步提升裝置的經濟性與性能穩定性，從而更好的適應企業的生產發展需求[2-3]。

2 氣體分餾裝置的操作要求

氣體分餾裝置的選擇需要考慮到回流比的理論板數以及純度回流比曲線，根據模擬的結果做好回流比的設置，這樣才能夠有效節約投資額度，提升經濟效益。相比于傳統的設計模式，優化設計需要突出回流比的控制特征，同時也要避免過高的分離要求帶來回流比增加的問題，從而在滿足產品生產質量的同時盡可能做好壓力優化調整，提升操作的穩定性。

2.1 回流比設置

在進行氣體回流比的設置時，要明確其在整個系統規劃中的重要作用。實際上，回流比作為氣體分餾裝置運行過程中最為關鍵的參數，其影響到經濟效益與穩定性。在氣體分餾過程中，隨著回流比的增加，塔頂的再沸器具有熱負荷，根據比例的增加而持續增加，這兩項都是氣體分餾裝置的操作穩定性要求，根據規定分離的需求來滿足塔板數的減少。

2.2 操作壓力設置

在進行操作壓力的設置時，需要調整精餾塔到最低操作壓力，裝置的泡點壓力應該小于1.7Mpa，此時需要進行加壓操作。在實際的處理過程中，由于塔頂的壓力影響，產品量與純度都會隨著溫度、壓力而發生改變。針對板式塔而言，壓力對于板效率沒有形成根本性的影響，填料塔當中加壓操作與傳質效率也會相應的降低，氣體的分流裝置在使用過程中需要確保經濟性與穩定性。

精餾塔的壓力會發生一些波動，氣體分餾裝置的效率與裝置能耗影響，可以有效保持操作壓力的穩定性。隨著壓力的增加，揮發度也會發生明顯的變化，盡管該影響不大，但是塔內壓力發生變化時，相對分離依然會體現出一定的效果。在氣體分餾裝置當中，同時存在沸點高以及沸點低的材料，這些材料會具備不同的氣化效率，所以隨著塔壓的增加，氣相也會迅速的凝結，從而進一步產品產量的增加。塔底的產品分餾產量持續增加，塔壓發生新的變化時，塔內的平衡會遭受到破壞，與壓力相對應的是平衡關系受到影響，此時操作模式會發生改變，所以需要進一步做好塔內壓力的穩定處理，最好能夠嚴格控制在標準范圍內。

3 氣體分餾裝置節能降耗實現途徑

氣體分餾裝置要想實現節能降耗，就必須要做好各種類型熱源的應用管理，優化能源控制環節，提升能耗的節約性能。

3.1 再沸器熱源的應用

再沸器熱源進行設備優化時需要做好蒸汽熱源的管理，形式相對簡單，但是能耗一般比較高，如果選擇該類型的設備，則基本適應小型裝置或者一些生產環節較為簡單的企業，更好的滿足中小企業的需求。

3.2 工藝物流低溫余熱的應用

工藝物流的低溫余熱應用需要就近進行布置，通過同步停工的方式能夠實現塔頂循環回流低溫熱調整，氣體分餾裝置能夠作為低溫熱源來循環使用。在該技術應用過程中，可以直接選擇頂循油氣來進行換熱處理，也可以通過熱水作為氣體分餾熱源的方式來降低能源的消耗，從而有效降低換熱過程中的能源消耗，提升運行的穩定性[4]。

3.3 設置中間再沸器

設置中間再沸器來進行氣體分餾塔底再沸處理，降低回水溫度能夠有效提升溫度的利用效率，在分餾塔的塔頂進行冷卻處理后再進行后續操作，可以降低后期工作的負荷，從而降低熱負荷。

3.4 選擇熱泵

塔頂溫度較低的蒸汽壓縮升溫技術可以作為新型熱源，能夠提升節水節能的效果。現階段，相當數量的企業已經通過開放式的熱泵來解決能量投入問題，隨著近些年來電價不斷提升，氣體壓縮機在熱泵選擇時效益不高[5]。

綜合上述裝置的能耗情況，盡管氣體分餾裝置在用料與流程上存在不小的差異，但是通過研究可以確定，氣體分餾裝置的能耗主要影響因素還是裝置的適應性，規模較大的企業優先選擇低溫余熱作為補償熱源，可以采用1.0Mpa作為熱源的補充。

現階段氣體分餾裝置使用過程中普遍具有壓力較大的問題，所以操作壓力偏高、產品純度過高等情況下，需要采用模擬軟件進行模擬處理后再投入生產，才能夠最大限度提升節能降耗技術的應用水平，該過程中可以采用專用的流程模擬軟件，通過模擬結果對比實際的生產結果來進行綜合判斷，能夠作為參數優化的技術，從而進一步確定回流比，相對低的操作壓力能夠更好的適應節能降耗的要求。

4 結語

綜上所述，氣體分餾裝置要想實現節能降耗的目標，需要綜合各種熱源的實際來源，通過工藝物流的調整，滿足中間再沸器的設置與實現目標。通過科學選擇熱泵，能夠顯著提升節能降耗整體水平，同時也為促進節能降耗生產工藝流程，提升企業的經濟效益奠定良好的基礎條件。