精馏节能的改进与探讨
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浅析化工精馏高效节能技术开发及应用化工精馏是一种常用的分离技术,其主要应用于石油化工、煤化工、化纤等行业。
由于精馏过程中能量消耗较大,因此开发和应用高效节能技术对于降低生产成本、提高能源利用效率具有重要意义。
高效节能技术的开发主要从以下几个方面展开:首先是优化设备结构和工艺参数。
通过对精馏塔和换热器的结构进行优化设计,减少流体阻力和传热阻力,提高传热效率和分离效果。
通过调整和优化精馏过程中的工艺参数,如压力、温度、流量等,减少能量损耗和废品产生。
其次是引入新型节能设备。
采用多效精馏塔可以实现蒸汽多次利用,提高能源利用效率;采用膜分离技术可以替代传统的精馏过程,降低能耗和操作成本。
再次是开发节能型精馏剂。
精馏剂是精馏过程中的关键因素,能够影响分离效果和能耗。
通过改进精馏剂的成分和结构,提高其吸附能力和选择性,减少回收和处理的工作量和能耗。
最后是采用先进的自动化控制技术。
精馏过程中的操作和控制需求严格,需要实时监测和控制温度、流量、压力等参数。
引入先进的自动化控制技术和智能算法,能够优化操作过程,降低能耗。
首先是减少能源消耗。
通过改进设备结构和工艺参数,优化精馏过程,可以减少能源消耗,降低生产成本。
其次是提高产品质量和产量。
优化精馏过程中的操作和控制,可以提高产品的纯度和收率,提高生产效益。
再次是降低环境污染。
精馏过程中产生的废水废气需要进行处理和排放,而高效节能技术可以减少废品产生和能量损失,降低环境污染。
最后是提高行业竞争力。
采用高效节能技术可以降低生产成本,提高能源利用效率,提高企业的经济效益和竞争力。
化工精馏高效节能技术的开发和应用对于提高生产效益、降低能源消耗、减少环境污染具有重要意义。
应该加强科研力量的投入,推动相关技术的研发和应用,促进化工行业的可持续发展。
化工精馏技术的应用及节能措施摘要:化工企业作为能源消耗的重要企业,需要将节能减排放在重要位置,加强对化工精馏技术的应用,树立良好的节能减排观念,科学制定节能措施,保证能源资源在得到充分运用的同时,使能耗问题可以彻底解决,让化工生产过程更为环保,促进化工行业可持续发展目标的实现。
化工精馏技术经过多轮技术革新,已经在生产效率、节能环保、资源利用、精确控制方面有了长足进步。
本文主要分析化工精馏技术的应用及节能措施。
关键词:化工精馏技术;多效精馏技术;节能措施引言为有效促进化工行业精馏过程中能源利用率的提升,应该加强化工行业生产效率的提高,保证化工企业能获得更大经济利益,与此同时,满足环保节能需求,在确保经济效益的前提下,满足社会效益,做到可持续发展。
在运用化工精馏技术时,应该结合当前生产过程中存在的各类问题,不断对精馏技术优化和完善,增强精馏技术运用的规范性和可行性。
1、化工精馏的流程分析蒸馏是根据混合液中不同物质之间的相对挥发差异,对轻质混合液进行物理划分和重组的单元。
塔加热器提供混合液的热源,塔顶提供材料蒸汽制冷剂,蒸馏塔内的混合材料通过多种气体液之间的质量传递和能量传递,液相轻组分获得多气化能量,得到柱顶高纯度的轻馏分产物,气相重组组分多次向柱锅炉释放冷凝能量,得到高纯度的馏分产物。
总之,化学蒸馏是净化分离的过程,在化学制造过程中,由于不同物质的性质不同,需要提取材料需求的特点来满足生产需求,可以说高能效蒸馏是操作的创新和优化传统蒸馏作业与高能效蒸馏作业有着根本的区别。
首先,在设备中,传统蒸馏应使用蒸馏柱进行。
主要工作原理是加热蒸汽,然后达到液体沸点,引起液体的物理气化反应,从而分离纯化。
其次,剩余的零部件必须用冷凝水进行冷却和循环利用,整个操作过程的能耗大、限制性强,蒸馏效率不理想。
因此,需要结合现代技术进行优化,高效节能的蒸馏技术将冷凝热与热能结合起来,以降低蒸馏过程中的能耗,通过分析液体性质和沸点,整个蒸馏过程能够有效地分离出部分组分,如下所示。
精馏塔控制和节能优化研究综述摘要:在工业生产流程内,精馏塔属于常用装置类型之一,其能够在制造环节中发挥关键作用,因此具有重要价值。
精馏处理属于复杂程度较高的反应过程,其内部控制变量丰富、可操作变量多样化,同时技术原理专业性强。
因此,精馏作为生产阶段应用最为频繁的基础过程,需要消耗大量人力资源进行管理,能耗级别也较为庞大。
为降低基础成本并提高生产效率,需要针对精馏塔进行改进,使其能够贴合实际需求,达到理想应用目标。
本文结合笔者化工原料精馏行业工作经验,对精馏塔控制与节能优化进行深入研究,以供参考。
关键词:精馏塔;控制节能;优化处理前言:为实现改进精馏塔控制、节能环节的最终目标,需要首先明确精馏操作基础原理,并从控制角度、节能角度进行针对性分析,明确优化措施,确保精馏塔应用能够达到最佳效果。
笔者在化工原料精馏、结晶分离提纯行业中具有丰富工作经验,长期从事塔装置、换热蒸发装置的设计工作,能够对精馏塔控制、节能进行改进分析,确保后续进一步应用能够达到理想效果。
1精馏原理介绍精馏操作属于化工生产行业中较为常见的处理流程之一,其需要将混合物体内部液体部分、气体部分进行接触操作,使相关物质在固定条件下进行反应。
常规状态中,物质会在逆向流动、全面接触前提下逐渐开始反应流程,使液相内部轻组分快速进入气相内部,气相完成重组分操作,最终进入液相内部。
精馏本质属于传质活动,会导致热量不断传导,最终达成反应目标。
在压力恒定环境下,独立组分液体沸腾会持续产生加热效果,但温度却始终维持原有状态。
多组分液体会同样会在沸腾阶段持续加热,但温度会发生对应变化。
恒定压力会使溶液气相平衡与组分存在产生相对联系,组分沸腾温度点越高、浓度级别越高、平衡状态所需温度级别也会越高[1]。
因此,相对于物质气液相平衡状态,溶液气液进入平衡具有独特表现,即气相、液相平衡浓度存在差异。
常规气相低沸腾点组分浓度高于液相组分浓度,与纯组分气态、液态平衡相对比,常规压力条件下平衡温度主要代指冷凝点、沸腾点。
化工精馏高效节能技术的开发及应用化工精馏是一种常用的分离技术,广泛应用于石油、化工、医药等领域。
传统的化工精馏存在能耗高、操作复杂、产品纯度难以满足精细化要求等问题,急需开发高效节能的精馏技术。
近年来,为了提高精馏的能效,降低能耗,化工行业引入了一系列高效节能的技术。
如气液两相微粒渗透技术,通过在精馏塔中加入微粒,利用微粒的表面积增大和两相之间的协同效应,达到提高传质效率的目的。
该技术在工业大规模应用中,能够实现传质效率提高20%以上,蒸馏能耗降低10%以上。
还有传统的微粒萃取技术、蒸馏渣油、蒸馏石油杀青油提质技术等也取得了显著的节能效果。
还有一些新型的高效节能精馏技术正在不断开发和应用。
比如利用脉动折流板技术,可以显著提高精馏塔的传质效率。
采用波浪折流板或弯曲折流板能够增加折流板表面积,增强液体的湍流,从而加强传质的效果。
研究表明,采用脉动折流板技术后,传质效率可提高30%以上,能耗降低10%以上。
利用新型的填料材料,如金属泡沫、陶瓷球等,改善塔内流态,也是节能精馏的有效手段。
高效节能的精馏技术在化工领域的应用是广泛的。
在石油化工行业中,精馏是炼油和石化生产的重要环节,通过使用高效节能的精馏技术,可以提高产品品质,降低生产成本。
在有机合成领域,利用精馏可以有效分离和纯化有机化合物,提高产品纯度和收率。
在医药领域,精馏被广泛应用于制药工艺的中间体和原料药的纯化过程中,通过使用高效节能的精馏技术,可以提高产品纯度,降低工艺成本,确保产品的质量和安全性。
随着科技的进步,高效节能的精馏技术在化工领域的开发和应用越来越受到重视。
通过采用新型的精馏技术,可以提高传质效率,降低能耗,改善产品品质,降低生产成本,实现可持续发展。
化工精馏高效节能技术开发与运用摘要:现今能源短缺局势更加严峻,对于化工企业来讲,需要积极响应节能减排,实施节能举措。
化工装备主要涉及反应、分离两个过程,后者占消耗量的75%,其中精馏是核心过程,能耗占一半以上。
因此,在装备能耗方面,减少精馏过程的消耗是关键点。
如今,一般的蒸馏程序难以让能耗减少,必须采取高效精馏技术。
实际上,该项技术目前仍然不是很成熟,存在不少可能给精馏带来影响的因素。
化工企业应对这一方面开展全方位研究,加大运用力度。
关键词:化工精馏;高效节能;物质分离1 化工精馏分析利用物质间某些性质的差异,选用不同的方法将它们分离,通常情况下需要借助精馏塔。
使用蒸汽热能组成汽化物料,然后借助塔板传递热量及传质,并且进行汽化分离,剩余物料在冷却之后进行回收,这就是蒸馏原理。
就普通蒸馏而言,其蒸汽损耗较为突出,会提高能耗,借助精馏能科学发挥这一部分热量的作用,继而实现节能目标。
其中,存在较多可能会影响精馏过程的因素,比如温度及塔压,塔压出现波动,会干扰塔板组成,使分离浓度出现变化。
对于冷凝器及加热釜,应该避免二者过多进料,否则,将难以确保产品质量。
物料温度变低时,冷负荷提高,也可能干扰分离情况。
通过加大回流比,进一步提高输出质量,让回流比处在适当范围,以便确保蒸馏效率。
就普通精馏而言,通常情况下都是一股进料,在塔底借助再沸器,通过热能量体提供热量,达成汽化目标,物料基于塔板对热量进行传递,利用组分持续冷凝及汽化,继而进行分离,最终气体至塔顶。
借助冷能量体,待有效完成冷凝,物料返回至塔顶,剩余的作为产品输出。
化工精馏中,冷凝会带走一定的热量,临近塔底利用热能量体供热,若有效借助冷凝热,则可以让能耗减少,实现节能增效目标。
通过冷凝热回收利用,组成各种节能型精馏流程,例如多效精馏。
2 技术开发与运用意义(1)减少化工精馏过程能耗。
对于化工精馏过程来讲,它利用气相液相彼此转化,将难挥发、易挥发组分进行传质,继而达到物质分离的目的。
甲醇精馏的工艺优化和节能分析摘要:甲醇是重要的化工原料和能源燃料,无论是在生物医药、石油化工、农业生产还是在精细化工方面,均有广泛的应用。
甲醇可以甲基化生成甲胺、甲烷氯化物,也可以羟基化生成乙酸、甲酸甲酯等产物,同时甲醇可作为清洁燃料,也可以作为甲醇蛋白的饲料添加剂。
随着甲醇衍生物以及下游产品的应用越来越广泛,优化甲醇生产工艺,提升产品质量,降低能源消耗,成为工业发展的重要课题。
基于此,对甲醇精馏的工艺优化和节能进行研究,以供参考。
关键词:甲醇精馏;工艺优化;节能分析引言目前国内煤制甲醇纯化多采用四塔双效精馏工艺,该工艺在鲁奇三塔精馏工艺的基础上增加了甲醇回收塔,提高了甲醇回收率,同时优化高压塔的操作压力,使高压塔与低压塔形成双效集成达到节能的目的。
近年来有学者提出了五塔三效精馏工艺,较四塔双效工艺可降低33.6%的能耗,但目前工业应用案例较少。
1甲醇精馏工艺影响因素1.1物料平衡甲醇的物料平衡是指在生产过程中,为了保障精馏过程顺利进行,需要科学设置物料的进料状态以及进料位置。
当精馏物料较多的时候,会出现塔压差较高,造成甲醇的初馏点较低,从而影响精馏效率,物料过少会影响产品纯度。
为了确保精馏工艺质量,需要结合工艺情况,控制物料状态,包括物料的数量、温度等。
同时需要严格控制进料位置,对精馏过程进料位置进行优化,减少能耗。
1.2运行存在的问题(1)预精馏塔塔顶冷凝器弛放气中甲醇含量高,弛放气直接排放至大气,对周围环境造成污染,同时部分甲醇浪费。
(2)预精馏塔、加压精馏塔、常压精馏塔运行近20年,塔板效率只有50%,分离效率低,产品中杂质乙醇含量高,无法满足市场要求。
(3)常压精馏塔底部排放废水COD达到1000mg/L,废水中醇含量高,需送至污水厂处理,处理费用高。
2甲醇精馏工艺2.1双塔精馏工艺双塔精馏工艺是由主精馏塔和预精馏塔构成的精馏工艺设备。
首先将粗甲醇引入到预精馏塔后,经过二级冷凝与常压操作,去除与甲醇沸点相差较大的产物,尽可能地回收甲醇。
化工精馏高效节能技术的开发及应用【摘要】化工精馏是化工生产中重要的分离技术,而高效节能精馏技术的开发和应用对于提高生产效率、减少能源消耗具有重要意义。
本文通过对化工精馏技术的概述和传统精馏技术存在的问题进行分析,介绍了高效节能精馏技术的研究和发展情况,并结合实际案例展示了其应用效果。
突出了高效节能精馏技术的技术优势,探讨了其未来发展方向。
通过本文的研究可以看出,高效节能精馏技术在化工生产中的潜力巨大,具有显著的经济效益和环境效益,值得进一步深入研究和推广应用。
【关键词】化工精馏、高效节能技术、研究、开发、应用、传统技术、问题、优势、案例、发展方向、总结、精馏技术1. 引言1.1 研究背景化工精馏技术作为化工生产中重要的分离工艺之一,具有对混合物进行精确分离的优势,被广泛应用于石油化工、医药、食品、冶金等领域。
传统的精馏技术存在能耗高、设备大、操作复杂等问题,迫切需要研发高效节能的精馏技术来提高经济性和环保性。
随着科学技术的不断进步,高效节能精馏技术得到了广泛关注和研究。
当前,我国精细化工产业不断发展,对精馏技术提出了更高的要求,要求精馏技术能够更加节能高效地进行分离操作。
研究和开发化工精馏高效节能技术势在必行。
在此背景下,本文旨在探讨化工精馏高效节能技术的开发及应用,为化工产业的节能减排、降低生产成本、提高经济效益做出贡献。
通过深入研究和分析,将为未来化工精馏高效节能技术的发展方向提供参考,推动我国精细化工产业的发展。
1.2 研究意义化工精馏高效节能技术的研究意义主要体现在以下几个方面:精馏技术在化工生产中起着非常重要的作用。
通过精馏过程,可以实现对混合物中各种组分的分离和提纯,从而得到高纯度的产品。
提高精馏技术的效率和节能性对于提高化工生产的质量和效益具有重要意义。
随着化工产业的不断发展和进步,对产品质量和能耗要求也越来越高。
传统的精馏技术存在能耗高、效率低、设备磨损严重等问题,这不仅影响了生产效率,还给企业带来了不小的经济负担。
化工精馏高效节能技术探讨随着社会的快速发展,各种能源迅速的被消耗,国家对节能指标的要求越来越高,但是在政策上不断的鼓励各行各业开展新技术、新工艺等方面的节能创新开发,降低工业生产、运行中的能耗。
其中,化工生产分离过程中的精馏是一个重要的环节,具有较高的能耗。
本文从化工精馏原理、影响因素,精馏操作条件优化、多塔联合、塔内换热器设置、多效精馏和节能标准化设计等方面进行了介绍。
标签:精馏;节能技术;标准化随着我国快速发展,各种能源迅速的被消耗,全国甚至是全球的学者都在研究废弃物综合利用,太阳能、风能、地热等自然清洁能源利用,生物质可再生资源利用,希望能够满足我国的能源需求。
目前,国家对节能指标的要求越来越高,但是在政策上不断的鼓励各行各业开展新技术、新工艺等方面的节能创新开发,降低工业生产、运行中的能耗。
其中,化工生产分离过程中的精馏是一个重要的环节,具有较高的能耗。
1 精馏原理介绍精馏是对化工物料进行分离的一种手段,如将石油精馏过程中,根据其组分的不同沸点,获得不同的化工产品,因此,这个过程一般是在精馏塔中完成。
需要精馏的物料一般在精馏塔的底部熱量供给条件下实现汽化,然后再精馏塔内不同的塔板上进行传热、传质,从而根据汽化组分的本身性质获得分离,剩余的汽化物质一般是采用冷凝的方式进行回收,并进行循环精馏。
整个精馏过程中的能耗损失较大的地方主要是精馏塔顶部的损耗,因此,要对精馏进行节能,首当其冲的是开展此部分的节能技术开发。
2 精馏影响因素化工精馏过程受到很多因素的影响,其中精馏塔的塔压、物料的进料量、塔内温度控制和精馏回流比控制对其影响比较显著。
如精馏塔内的塔压变化会直接影响塔板上组分的成分变化和分离浓度;物料的进料量一般都是控制在加热釜和系统冷凝的承受范围内,其过多或过少都会对最后的产品质量带来一定的影响;温度则对精馏会有直接的显著影响,其降低会导致精馏塔底的冷负荷变大,整个分离过程和状态都会受到严重影响;选择合理的回流比对产品质量的控制具有较大的影响,回流比值过大过小都会降低产品质量。
2013年 第8期 化学工程与装备
2013年8月 Chemical Engineering & Equipment 141
精馏节能的改进与探讨
刘宏亮
(浙江新和成股份有限公司,浙江 绍兴 312500)
摘 要:本篇文章主要针对降低精馏能耗进行综述,重点是提高填料与热交换效率的一些改进。
关键词:精馏;填料;换热器;螺旋管;降低能耗
在化工生产过程中,精馏是非常重要的一个过程单元,它直接决定了最终产品的质量和收率。据估计,化工过程中40%~70%的能耗用于分离,而精馏能耗又占其中的95%。因此随着世界能源的日益短缺,精馏过程一直是研究者节能挖潜的热点对象,它的每一个进展都会带来巨大的经济效益。多年来,人们已采用了多种方法和手段对精馏过程进行节能降耗的研究。 降低能耗是精馏过程发展的重大课题。主要的节能措施有:① 特殊精馏,如热泵精馏。将塔顶蒸气绝热压缩升温后,重新作为再沸器的热源;② 多效精馏。精馏装置由压力依次降低的若干个精馏塔组成,前一精馏塔塔顶蒸气用作后一精馏塔再沸器的加热蒸气;③ 采用电子计算机对过程进行有效控制,优化精馏操作条件,减小操作裕度,确保过
程在最低能耗下进行。④ 采用高效精馏塔,可用较小的回
流比;采用高效换热器,可降低传热温度差,这样就可以减
少有效能的损失。在这里本文重点对第4项节能方法进行综
述,所述仅指填料精馏塔。
1 改进填料,提高塔效
精馏过程的核心在于回流,而回流必须消耗大量能量,
因此采用尽量小的回流比对节能有利。为了实现在小回流比
下得到高纯度的塔顶产品,就要有高效的填料,它影响着塔
效率的高低。随着生产的发展,精密分馏技术和高效填料得
到更多应用。下面对综合性能比较好的几类填料进行比较:
填料规格 塔径mm 比表面积m2/m3理论板数 块/米 每米压力降 Pa 每板压力降 Pa
CY700 700 8~10 550 55 丝网波
纹填料 BX500 500 3~5 300 60
θ网环φ3*3 50 2275 40~50 1000 20
△螺旋3*3 50 2964 50~60 1200 20
由上表可以看出,θ网环与△螺旋的理论板数高且每板压力降又低,对提高精馏塔的分离效率、实现高效精馏非常有利。但是,因为有“放大效应”的存在,θ网环或△螺旋直接填装到大生产的>φ200的塔器中,其分离效率会急剧下降,不再有高的理论板数,所以它们的应用通常被局限在实验室里。 那么如何将在大生产中也能应用?改进塔内结构,使大塔内有很多个小塔在同时运行。改进如下图(图1),由图可看出,采用列管式的方法将大塔径分割成若干个小塔径来工作,小塔内、外均装填料,小塔外的空间装填料后也相当于是多个小塔。小塔材料可以是薄壁管或丝网管或网孔管。通过这样的改进,“由小及大”,实现了θ网环或△螺旋等高
效小填料在大塔径中的应用。
图1
142 刘宏亮:精馏节能的改进与探讨
2 强化传热,提高换热器的效率 提高换热效率的核心就是强化换热器的传热过程,所谓强化是对单位面积的传热速率来说的,Q/A的提高主要决定于K,而K值又决定于两个流体的膜系数、管壁和污垢层的热阻。由于各项热阻所占比重不同,在提高K值时主要是减小影响较大的热阻一项。通过对对流传热的分析,知道热阻主要集中在靠近管壁的层流边界层,边界层内的传热方式以传导方式进行,而流体的导热系数又小。因此,强化传热的途径有:(1)增加流体的湍流程度,以减小管壁层流边界层的厚度;(2)尽量采用导热系数较大的或有物态变化的载热
体;(3)防止结垢和及时除垢。在精馏生产中,换热管内外
的流体一定时,我们可以通过增加流体的湍流程度来达到强
化传热的目的。为实现这一目的,将平滑的换热管改成螺旋
槽的换热管。下面对螺旋槽管的优点作一分析。
建立一个螺旋槽管的传热模型,(如图2)将它与光管
作比较,得到的数据绘成一曲线图(图3,红色线为螺旋槽
管的冷、热流体温度变化曲线,白色为光管)。
图2 图3
由上可知,在给定流量下,同样的起始温度得到不同的
终点温度,螺旋管传热效果更好,它的传换热系数是光管的
2~3倍。
对螺旋管换热的应用,国外早有报导。英国1988年报
导在一台200MW蒸汽发电机组的凝汽器上全部采用了螺旋
槽铜管,使凝结水温度下降1.5℃,从而节省了百万英镑的
运行费用。美国通用油品公司在凝汽器上采用了Korodense
单头螺旋槽管,管子长度比光管减少了44%,数目减少了
15%,重量减轻了27%,传热面积节省了30%,总体传热系数
提高了43%,设备投资比光管节约近10美元。在国内,上
海金海雅宝精细化工有限公司也有应用成功的报导。
3 结束语
改进填料,可以降低塔高、减少设备投资与安装空间;
较低的每板压力降,对高真空精馏、热敏物料非常有利;较
高的塔板数有助于以小的回流比得到更纯的产品。改用螺旋
换热管,强化了传热,可缩小传热温差,节省传热面积,减
小设备尺寸;螺旋槽使得液体更易湍流,减少结垢与清除结
垢的次数。因此,通过以上改进可以实现节能耗节投资,提
高产品质量,值得应用。