对化工精馏节能技术的分析与探讨

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  [摘 要]随着我国经济的迅速发展,可利用资源也在逐渐减少,经济的发展以环境污染为代价。长时间的积累下,我国的环境问题逐渐的显露出来,环境问题和资源问题成为我国迫切解决的问题。我国虽然资源占有量非常大,但是人口众多,人均可利用资源非常有限,排名非常靠后,这就使得我国化工行业的资源节约被人们所重视。不仅仅是我国,这个问题在国际中都得到了重视。为了减少化工行业中的资源浪费,我国对化工行业的技术、工艺进行了分析研究,找出其中可节能的地方,为化工资源节能做出巨大的贡献。本文主要对化工精馏节能技术进行分析和探讨,对化工行业资源技能技术进行改革创新。
  [关键词]化工行业;精馏技术;节能技术;
  中图分类号:TQ028.13 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)18-0134-01
  随着我国科学技术的迅速发展,化工行业的技术有了很大的提高,尤其是化工行业里的的分离技术,在化工生产过程中占有重要地位。分离决定了生产的产品质量和收率,是化工行业资源节能的关键步骤。精馏就是利用回流的方法,将液体混合物根据不同的沸点加温进行高纯度的分离操作,因为自身的优点,所以在工业生产工程中,精馏得到了广泛的应用。我们在进行这一过程的时候进行了数据统计,对这些数据进行了分析,最后得出的结论就是精馏分离操作所消耗的能源占据了化工分离中的百分之九十五。通过我们的研究发现,精馏在热力学中是一种低效耗能的过程,有极大的不可逆性。但是随着资源的大量开发,各国的能源储量都在降低,在世界能源日益紧缺的情况下,对精馏过程进行节流是必然的发展趋势。对精馏进行节能,不仅节省了大量的能源,增加了经济效益,还符合我国经济可持续发展的战略方针。在我国,各个现代化工业都投入了大量的人力、物力、财力对节能技术进行研究,大力发展精馏节能技术。
  一、对精馏技术可节能步骤进行分析
  要想对精馏进行节能技术研究,分析可节能的地方,就得知道精馏的过程中,有哪些步骤可以节能,针对这一步骤进行研究分析,寻找节能的方法。1、首先是对精馏的操作进行分析。任何一项技术的实施,都会有着相应的操作步骤,完善的操作步骤会给企业带来举得效益,增加工作的效率,所以我们需要对精馏的操作步骤进行完善。2、精馏的制热装置也可以作为节能的对象进行研究,根据其顶部和底部的温差来进行分析,将两者的温差均衡,可以利用中间的制热装置进行平衡。3、精馏是一项复杂的过程,有着许多的分离序列,每一道工序都会影响到节能的效果,所以要保证每一种工序的工作效率,对分离序列进行优化。4、不同的精馏塔有着不同的精馏效果,所以原材料在精馏的时候一定要进行多效精馏,利用不同的精馏塔对原料进行精馏。5、最后就是对分离进行研究,这是精馏的最后一个步骤,大大的影响到了精馏的效果和资源的消耗。对分离技术进行改革创新,提高分离的效率。这些精馏步骤对节能有着重要的效果,所以要加强这些步骤的节能措施。
  二、加强精馏节能技术的措施
  1、对精馏技术操作条件进行分析,完善操作条件。通过对精馏过程的各个操作条件进行模拟,对其进行分析研究。精馏有很多的操作条件,有操作压力、操作温度、原料进入位置以及温度、塔板压降、回流比以及回流的温度、理论板数、关键组分的清晰分割程度、塔底塔顶采出量、塔顶塔底热负荷等等,这些都是精馏技术的操作条件。在所有的操作条件中,只有除塔在操作时的压力是给定的,其他的操作條件都是一些变量操作。在实际的操作中,我们根据当时的过程进行控制,根据实际的需要进行调整,完善操作条件。在确定最后的分离值时,可以通过对灵敏度尽心分析研究,设计规定来确定分离值,已获得最小的冷凝负荷和最小的再沸器热负荷,从而使精馏的能耗降到最低,达到节能的最佳效果。
  2、根据蒸馏装置顶部和底部的温度差的存在,利用中间换热装置进行平衡,达到节能效果。在进行精馏的时候,有些精馏装置的顶部和底部会存在较大的温差,这种温度下会极大的浪费资源,不符合节能原理。为了达到节能的效果,可以利用中间的换热装置来让温度达到均衡状态。增加的中间换热器可以将操作斜线率改变,并且可以利用低品位能源。如果在利用换热器的条件下,精馏塔上部的温度有明显变化,则可以在精馏段的恰当位置设置中间冷凝器,并用低品位冷剂作为冷源,以此来减少高品位的冷剂消耗,减少能耗,达到节能效果。虽说这种方法可以达到节能,但是会使精馏塔上方的塔板分离能力减弱;如果在利用换热器的条件下,精馏塔下方的温度有着明显的变化,则可以在精馏段的恰当位置设置中间再沸器,减少精馏主塔高品位热量的消耗,精馏塔消耗热能降低,热效率大大增加,能够达到最佳节能效果。有利必有弊,这种节能方式也会使分离的效果减弱。
  3、对精馏施工的工序进行分析,合理优化分离序列。通过在实践中的操作可以得出一些结论,就是在精馏的过程中,我们应该将那些容易对系统造成腐蚀的组分给除去,以便降低后续设备的材质要求或者稳定操作。对原料的进入进行合理的细分,分成相同分子数量的两股流,按照上下各占一半的分馏比例进行安排;在塔顶的产品,根据不同的挥发度,按照依次递减的顺序对这些产品进行回收;在分离的过程中,有时候各组内物系的分沸点比较大,有的组需要在冷冻的条件下进行分离,应该使进入冷冻系统或者是更高级系统的组分尽量减少;把相对组分挥发度接近于1的放在最后;对产品纯度要求较高的组分放在最后进行分离。简单的精馏使用集热成技术费用会减少一般,能耗会大大减少,这种精馏技术的优化效果更加显著。
  4、进行多效精馏。多效精馏是将原料分成大致相同的几股进料,分别将其送入压力依次递增的几个精馏塔中,几个精馏塔的操作温度也应该依次递增。这样就会使压力和温度较高的精馏塔塔顶的蒸汽向较低的精馏塔内流入热量,为再沸器提供热量,自身也会被冷凝,这样就大大降低了塔身所需要的热量,减少水能的消耗。
  5、提高分离效率。经过多次的实验,我们发现这样的结论,分离的效率越高,在工作的过程中所需的能量就会降低,排放出的物质也会减少,产品的质量也会越高,大大提高了企业的效率,所以我们应该在精馏的过程中提高分流的效率。在进行化工精馏的同时,我们应该选用一些新型高技术填料等分离设备,不仅可以增加分离的效率,还会使精馏他的操作回流比降低,降低能量的消耗。这是提高化工产品质量的办法之一,也能够及时提供精馏的分离效率。
  三、结束语
  从我们对化工精馏节能技术的分析研究可以得出一些结论,优化节能蒸馏塔,是为了在使化工产品质量满足要求标准的同时,将化工蒸馏过程中的能源消耗降到最低。但是在精馏操作的过程中,因为各方面的影响,精馏的过程中依旧存在者大量的能源消耗和不必要的浪费。因此,我们依然要加大对化工精馏节能技术的研究力度,创造出新的办法,使用更加高级的设备,将精馏的能耗降到最低。
  参考文献
  [1] 赵雄,闫兵海.内部能京集成馏塔的模拟研究[J].化工学报.2009.
  [2] 闫飞,邹亮.对精馏节能的研究[J].技能技术.2008.
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