化工精馏高效节能技术的开发及应用

摘 要：环境与能源是目前发展的主题，尤其是随着资源短缺形势的日益严峻，节能发展已经成为必然。基于以上背景，文章对化工精馏高效节能技术的开发与应用进行探讨具有重要的现实意义。文章首先对化工精馏原理进行阐述，然后结合实际工作经验重点分析了化工精馏高效节能技术的开发，最后对化工精馏高效节能技术的应用进行展望，以期为化工行业的节能发展提供借鉴。

关键词：化工生产；精馏；高效节能

进入21世纪以来，绿色环保节能发展理念的提出，使得各行业开始寻求发展模式的转变，而化工行业是能源消耗的主体，对其进行化工设备的能源优化，减少化工生产中的资源浪费不仅是社会发展的要求，更是提升企业竞争力的必然需要，因此对化工生产过程的节能优化具有重要的意义。就目前而言，我国化工行业在制造化工产品的过程中所使用的高效节能精馏技术范围并不广泛，因此，政府部门以及企业研究人员需要对精馏技术进行深入的研究，并推出有效的措施，助力化工精馏高效节能技术的开发与应用，提升我国化工行业竞争力。

1 化工精馏原理

化工精馏原理与蒸馏理念相类似，但化工精馏技术的效果远远优于蒸馏技术。精馏的基本原理是利用不同化学原料所具有的不同物理性质对物料进行分离，一般而言，精馏操作均是在蒸馏塔内进行，不同物理性质的物料在经过蒸馏后会分布在蒸馏塔内不同的塔板上，蒸馏塔内部的物料则主要是通过塔底部的蒸汽所产生的热能进行热传递并发生传质反應，经热反应形成气化的不同物料在自身重力作用下发生分离，多于的气化物料则通过塔顶，经冷凝水冷却后进入塔内的回收循环装置。在传统蒸馏过程中，塔顶的热量消耗较大，往往会导致过多的热能损耗，精馏技术则可以将塔顶的热能充分使用，进而实现节能效果。

2 化工精馏高效节能技术的开发

2.1 分级换热节能

分级热换节能技术使用最主要的功能就是能够提升蒸馏塔内低品位能源的利用率，且有效地调节塔内的温度分布状况，将塔内温度调节至最优。分级热换节能技术最大的优点就是其能够消除蒸馏塔内塔底与塔顶的温度差，该技术通常是在塔内每一级踏板间设置一个中间换热器，当塔内出现较大温差时，设置的换热器可以对塔内的温度进行调节，并通过使用低品位的冷凝剂来降低塔内高温区域温度，且可有效地降少对高品位冷凝剂的使用，低品位冷凝剂的使用可以在最大限度上减少塔内热量的浪费。另外，在蒸馏过程中，如果塔底温度改变较大则可以在塔内每一级的塔板间再设置一再沸器，同样可使用低品位热量完成塔内热量的交换，提升精馏塔的转换效率，达到节能的目标。

2.2 塔系热集成节能

传统化工精馏通常使用单个精馏塔，进行化学产品的置换，该种生产模式未能集成化，使得热能损耗较多，生产效率较低，而塔系热集成节能技术可以有效地解决单个精馏塔热能损耗大的的缺点，提升对塔内热能量的利用效率。塔系热集成节能技术主要是通过设置多个蒸馏塔，使得每一塔内的热能量得到不断的循环利用，进而减少塔内热能的损耗。在实际生产中，塔系热集成节能技术的生产模式主要为把蒸馏过程中分子数接近的物料分区放置，分别在精馏塔的塔顶与塔底放置同等量的待置换物料，并基于不同物料的气化特点分批次地收集。对于那些沸点相差大的物料，可以使用低等级冷却系统进行蒸馏，并在尾部收集。塔系热集成节能技术另一个特点是借助多个蒸馏塔对不同物质进行分批次采集，这样就可以有效地防止同一塔内相似物质对收集的干扰，进而提升生产效率。

2.3 多效精馏节能

多效精馏节能技术对压力以及温度要求较高，当把不同物理性质的物料放入精馏塔后可利用塔内的热量使用再沸器提供热能，达到节能目的。此外，高组分塔冷凝环节能够有效地减少对能源的损耗，具有良好的节能效益。

3 化工精馏高效节能技术的应用展望

化工精馏高效节能技术的应用是时代发展的必然需求，它不但有助于提升化工企业的生产效益，还可有效地提升企业的竞争力，实现化工企业的可持续发展。精馏技术的使用会受到多种外部因素的影响，为达到节能目标，化工行业通常采取的措施如下：填料的转换。目前来看，高效整齐的填料方式使得再沸器和冷凝气的传热效果得到提升，另外，精馏塔内使用了热泵技术，并采用多效精馏技术和特效精馏技术。随着科学技术水平的不断提升，精馏技术有了长足的进步，其不但有助于提升化工生产效率，还能够显著提升产品质量，但由于缺乏深入性研究，其应用推广还存在一定的困难。例如，实际生产经验、实验数据的匮乏都严重制约着化工精馏高效节能技术的推广与使用。另外，化工精馏高效节能技术较为复杂，造成企业使用积极性不高，这不利于高效节能精馏技术的发展。为进一步拓展精馏技术的使用范围，政府相关部门应构建相应的优化流程系统，比如构建精馏技术的模拟分析系统，用来指导企业分馏工作的开展，对于企业来说，应加强同行业间的信息交流，推动精馏技术进步。

4 结论

精馏技术是化工生产中的关键技术之一，但精馏技术的使用工序复杂，应用与推广受到多种因素的影响，所以在对传统精馏技术改进优化的同时，应采取针对性的措施推动化工行业精馏高效节能技术的应用和推广，促进我国化工精馏高效节能技术的发展。

参考文献：

[1]李洪亮.浅析化工精馏高效节能技术开发及应用[J].化工管理，2017（21）：95.

[2]孙荣义.浅析化工精馏高效节能技术开发及应用[J].化工管理，2016（20）：283.

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