精馏过程节能技术

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自回热精馏节能技术使用计划方案

自回热精馏节能技术使用计划方案

自回热精馏节能技术使用计划方案一、实施背景自回热精馏节能技术是一种新型的精馏技术,它利用回热器中的废热进行精馏过程中的加热,从而降低了能耗和成本。

在当前环保、节能的大环境下,自回热精馏技术已经成为了一个非常热门的话题,越来越多的企业开始关注和应用这项技术。

二、工作原理自回热精馏技术的工作原理非常简单,其基本原理是利用回热器中的废热来加热精馏过程中的物质。

在精馏过程中,物质会被加热至其沸点,然后通过凝结器进行冷却,从而得到所需的产品。

而回热器则会将废热回收,再次利用它来加热下一轮的精馏过程。

三、实施计划步骤1、确定适用范围首先,需要确定自回热精馏技术的适用范围。

这项技术适用于需要进行精馏的各种物质,特别是那些需要高温加热的物质。

2、确定实施方案根据企业的实际情况,确定自回热精馏技术的实施方案。

这包括确定使用的设备和工艺流程,以及需要进行的改造和调整。

3、进行设备改造根据实施方案,对设备进行改造。

这包括添加回热器、调整加热方式等。

4、进行试运行在设备改造完成后,进行试运行。

这可以帮助企业发现设备中存在的问题,并进行调整和改进。

5、正式应用在试运行结束后,正式应用自回热精馏技术。

在使用过程中,需要不断优化和改进,以达到更好的效果。

四、适用范围自回热精馏技术适用于各种需要进行精馏的物质,特别是那些需要高温加热的物质。

此外,该技术还适用于各种规模的企业,无论是大型企业还是中小型企业。

五、创新要点自回热精馏技术的创新点主要包括以下几个方面:1、利用回热器中的废热进行加热,降低了能耗和成本。

2、采用自动控制系统,可以对加热温度和流量进行精确控制,提高了生产效率和产品质量。

3、在设备改造过程中,可以采用先进的材料和工艺,提高了设备的稳定性和可靠性。

六、预期效果通过应用自回热精馏技术,企业可以获得以下效果:1、降低能耗和成本,提高生产效率。

2、减少废气和废水的排放,降低环境污染。

3、提高产品质量和市场竞争力。

七、达到收益应用自回热精馏技术可以带来以下收益:1、降低能耗和成本,提高经济效益。

浅析化工精馏高效节能技术开发及应用

浅析化工精馏高效节能技术开发及应用

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。

精馏过程节能技术综述

精馏过程节能技术综述

精馏过程节能技术综述现代工业生产过程中,精馏过程是十分常见的一种操作,用于从混合物中分离出不同组分。

然而,传统的精馏过程存在能源浪费的问题,因为它需要大量的能源来进行加热和冷却。

因此,如何降低精馏过程的能源消耗成为了一个重要的研究方向。

在过去的几十年里,研究人员提出了多种节能技术,以下综述了一些常见的节能技术。

首先,改进传统精馏塔的设计是一种简单但有效的节能方法。

例如,使用多级精馏塔可以增加分馏塔的效率,减少需加热和冷却的动力。

此外,增加塔内的换热面积也可以改善能量利用率。

此外,通过使用先进的塔内填料和分布器,可以提高物质的传质效率,从而减少所需的塔高和物料回流比例。

其次,热力耦合是另一种常用的节能技术。

该技术通过将不同温度的流体进行热交换,来降低能源消耗。

例如,实施热力耦合可以将进出精馏塔的气体进行热交换,从而降低所需的加热和冷却负荷。

此外,热力耦合还可以用于塔内热交换,例如通过使用塔内回流来预热进入精馏塔的物料。

另外,采用较低的工艺温度和压力也可以有效地减少精馏过程的能耗。

降低工艺温度可以减少所需的加热负荷,而降低工艺压力可以减少所需的冷却负荷。

因此,在设计和操作精馏过程时,应考虑选取较低的工艺温度和压力,以降低能源消耗。

此外,使用较低的辅助能源,如太阳能、余热等,也是一种常用的节能技术。

太阳能可以用于提供所需的加热或冷却能量,从而降低对传统能源的依赖。

余热是指在其他工艺过程中产生的废热,在精馏过程中可以被回收利用,用于提供所需的加热或冷却能源,进一步减少能源消耗。

最后,引入新的分离技术也是提高精馏过程能耗效率的一种途径。

例如,膜分离技术被广泛应用于分离混合物中的气体或液体组分,并且其能耗通常较低。

相比传统的蒸馏过程,膜分离技术不需要额外的加热和冷却能源,因此能够有效地节约能源。

总的来说,精馏过程节能技术的研究和应用对能源的合理利用具有重要意义。

通过改进传统精馏塔的设计、热力耦合、降低工艺温度和压力、使用低辅助能源和引入新的分离技术等方法,可以有效地降低精馏过程的能耗。

精馏过程的节能降耗

精馏过程的节能降耗

精馏过程的节能降耗精馏过程在化工产业中是一项重要的分离技术,但是它也是能耗较高的过程。

为了降低能耗,节能降耗已经成为精馏技术的一个重要研究方向。

本文将介绍几种精馏过程的节能降耗技术。

首先,提高精馏塔的热效率是提高精馏过程的一个关键。

一种常见的做法是引入换热器网络来最大程度地利用出塔冷凝液和进塔蒸汽之间的热量传递。

这种方法可以降低所需的蒸汽量,从而降低了能耗。

此外,还可以使用多效精馏、热泵或采用废热回收技术进一步提高热效率。

其次,提高精馏过程的物质效率也是节能降耗的一个重要途径。

物质效率是指在精馏过程中使用的干燥剂或者吸附剂能够更有效地去除杂质,从而减少能耗。

通过改进精馏塔的操作条件,如温度、压力和液体流速等参数,可以提高物质效率。

同时,使用高效的精馏填料或者塔板也能够提高分离效果,减少杂质的含量。

此外,使用先进的辅助技术可以进一步降低精馏过程的能耗。

例如,在精馏过程中引入膜分离技术可以减少能源消耗。

膜分离技术是一种基于材料表面或孔隙的选择性渗透性原理分离混合物的方法。

与传统的溶剂萃取或者蒸馏技术相比,膜分离技术具有能耗低、操作简单、体积小等优点。

通过将膜分离技术与精馏过程相结合,可以实现更高效的分离效果。

最后,优化精馏过程的操作策略也是节能降耗的一个重要途径。

通过优化参数设定和控制策略,可以使精馏过程更加稳定和高效。

例如,采用先进的控制算法,如模型预测控制或者模糊控制算法,可以实现对精馏过程的快速响应和精确控制,从而降低了能耗和运行成本。

总的来说,精馏过程的节能降耗是一个涉及多个方面的工程问题。

通过提高热效率、物质效率,使用先进的辅助技术和优化操作策略,可以有效地降低精馏过程的能耗。

这些节能降耗技术不仅可以减少环境污染,还可以提高精馏过程的经济效益。

因此,精馏过程的节能降耗在工业应用中具有重要的意义。

精馏节能技术

精馏节能技术

热泵精馏工艺分析化工行业就是能耗大户,其中精馏又就是能耗极高的单元操作,而传统的精馏方式热力学效率很低,能量浪费很大。

如何降低精馏塔的能耗,充分利用低温热源,已成为人们普遍关注的问题。

对此人们提出了许多节能措施,通过大量的理论分析、实验研究以及工业应用表明其中节能效果比较显著的就是热泵精馏技术。

热泵精馏就是把精馏塔塔顶蒸汽加压升温,使其用作塔底再沸器的热源,回收塔顶蒸汽的冷凝潜热。

热泵精馏在下述场合应用,有望取得良好效果:(1)塔顶与塔底温差较小,因为压缩机的功耗主要取决于温差,温差越大,压缩机的功耗越大。

据国外文献报导,只要塔顶与塔底温差小于36℃,就可以获得较好的经济效果。

(2)沸点相近组分的分离,按常规方法,蒸馏塔需要较多的塔盘及较大的回流比,才能得到合格的产品,而且加热用的蒸汽或冷却用的循环水都比较多。

若采用热泵技术一般可取得较明显的经济效益。

(3)工厂蒸汽供应不足或价格偏高,有必要减少蒸汽用量或取消再沸器时。

(4)冷却水不足或者冷却水温偏高、价格偏贵,需要采用制冷技术或其她方法解决冷却问题时。

(5)一般蒸馏塔塔顶温度在38~138℃之间,如果用热泵流程对缩短投资回收期有利就可以采用,但就是如果有较便宜的低压蒸汽与冷却介质来源,用热泵流程就不一定有利。

(6)蒸馏塔底再沸器温度在300℃以上,采用热泵流程往往就是不合适的。

以上只就是对一般情况而言,对于某个具体工艺过程,还要进行全面的经济技术评定之后才能确定。

根据热泵所消耗的外界能量不同,热泵精馏可分为蒸汽加压方式与吸收式两种类型1、蒸汽加压方式蒸汽加压方式热泵精馏有两种:蒸汽压缩机方式与蒸汽喷射式。

1、1蒸汽压缩机方式蒸汽压缩机方式又可分为间接式、塔顶气体直接压缩式、分割式与塔釜液体闪蒸再沸式流程。

1、1、1间接式当塔顶气体具有腐蚀性或塔顶气体为热敏性产品或塔顶产品不宜压缩时,可以采用间接式热泵精馏,见图1。

图1 间接式热泵精馏流程图它主要由精馏塔、压缩机、蒸发器、冷凝器及节流阀等组成。

精馏过程的节能降耗

精馏过程的节能降耗

精馏过程的节能降耗摘要:精馏过程的节能,对于减少能源消耗,降低生产成本和保护环境具有十份重要的意义。

在精馏过程中可以采用最适宜回流比操作和最佳进料状态,使用中间冷凝器和中间再沸器,多效精馏技术、热泵精馏技术。

合理安排多组分物料分离流程,提高过程的分离效率、提高物料回收率,进而降低能耗。

并介绍我国精馏过程的节能现状与趋势。

关键词:精馏过程;节能;回流比;降耗,0前言在化工生产过程中,分离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,工业生产中占据着主导地位的分离方法就是精馏。

精馏是利用混合物中各组分挥发度的不同利用能量进行分离的操作单元,具有独特的优势。

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,按照流程是否改变及是否利用过程技术可以将其分为三类:1)利用过程技术对精馏塔的操作条件进行优化,以减少精馏塔所消耗的能量,如以产品物流预热进料、增加塔板数、减小回流比、增设中间再沸器和中间冷凝器等;2)开发了许多高效节能的特殊精馏工艺流程,如热泵精馏、多效精馏等。

1.1最适宜回流比和最佳进料状态[1]回流比直接影响再沸器和冷凝器的热负荷,决定精馏分离的净功耗,因此大体上确定了操作费用,同时还与塔设备的投资密切相关。

在最小回流比Rmin附近,随R的增长,操作线与平衡线间的距离增大,达到规定分离要求所需的塔板数减少,使得设备费用下降。

如果进一步增加回流比,在塔板数减少的同时,塔中蒸汽流率和换热器热负荷的增大,造成塔径、再沸器和冷凝器传热面积增大,使设备费用增加。

因此,应当根据总费用最小原则来选取适宜回流比。

进料状态(用加料状态参数q表示)的不同,将造成塔中精馏段和提馏段气液相流率的变化,从而影响R,以及达到规定分离要求所需的理论板数和再沸器和冷凝器的热负荷。

精馏过程节能技术综述

精馏过程节能技术综述

精馏过程节能技术综述石油化工是我国国民经济发展的支柱产业,据统计其能耗占全国工业总能耗的15%左右,而化工过程中40%~70%的能耗用于分离,精馏能耗又占其中的95%。

分离是非常重要的单元操作过程,是石油化工生产过程中必不可少的操作,它直接决定了最终产品的质量和收率,而精馏又是占据着主导地位的分离方法,所以在当今世界能源日益短缺的情况下研究和探讨精馏过程的节能原理、节能技术,并使其应用于工业生产,就显得十分重要。

精馏是化工及燃油工业中的主要分离技术,技术成熟可靠,投资相对较低,所以在石油化工生产过程中应用广泛,但现有精馏技术在热力学上是低效的耗能过程, 有极高的热力学不可逆性,分离lkg产品所需能量(比能耗)相当高,所以寻找精馏工程中有效可行的节能途径显得至关重要。

通过对精馏塔传热过程的分析可以得到如下节能途径:优化操作条件、塔系的热集成技术、内部能量热集成以及加强操作控制管理。

优化操作条件精馏塔的主要操作条件包括操作压力、操作温度、塔板压降,进料位置及温度、理论板数、回流比以及回流温度、塔顶塔底采出量、关键组份的清晰分割程度,塔顶塔底热负荷,塔类型及填料类型等等。

下面从充分利用精馏系统的热能、减少对热负荷的需求和提高精馏系统热力学效率三方面进行介绍。

充分利用精馏系统的热能精馏系统中,所需的热量全部由加热蒸气经再沸器输人,分离后的余热由冷却介质从冷凝器移出。

若能合理利用精馏过程中本身的能量,就能降低整个过程对能量的需求。

可通过采取保温、热量回收、强化换热器以及夹点技术的措施来实现。

在精馏过程中使用的设备主要为精馏塔和换热器,同时还有各种管道,这些设备的材质导热系数较高,若对其采取保温隔热的措施就可大大降低设备与环境之间的热传递作用,以达到节能降耗的目的。

高温物料携带大量热量可在塔外吸收利用,比如回收塔顶物料蒸气的潜热和回收塔釜废液的显热,使其用于工艺流程的其他需要加热的操作;使塔顶、塔釜物料与原料液进行换热,对原料液进行预热。

精馏节能技术

精馏节能技术
一方面,直接影响再沸器和冷凝器的热负荷, 一方面,直接影响再沸器和冷凝器的热负荷,决定了精 馏分离的净功效,因此,大体上确定了操作费用。 馏分离的净功效,因此,大体上确定了操作费用。 操作费用 另一方面,还与塔设备的投资密切相关: 另一方面,还与塔设备的投资密切相关: 塔设备的投资密切相关 附近, ,达到规定分离要求所需的塔板数明显减少, 在Rm附近, R↑,达到规定分离要求所需的塔板数明显减少, 设备费下降; 设备费下降; 在较高R处 在较高 处, R↑,塔径、再沸器和冷凝器传热面积增大, ,塔径、再沸器和冷凝器传热面积增大, 设备费增大; 设备费增大; 适宜回流比: 适宜回流比:R=(1.2~1.3)Rm 总费用仅增加2%~6%,操作弹性却增大许多 , 总费用仅增加
(3) 中间冷凝器和中间再沸器
如能在塔中部设置中间冷凝器,就可以采用较高温度 如能在塔中部设置中间冷凝器, 的冷却剂。 的冷却剂。 如在塔中部设置中间再沸器,对于高温塔, 如在塔中部设置中间再沸器,对于高温塔,可应用较 低温位的加热剂。 低温位的加热剂。 对于精馏,使操作线向平衡线靠拢,提高塔内分离过 对于精馏,使操作线向平衡线靠拢, 程的可逆程度。 程的可逆程度。 在生产过程中必须要由适当温位的加热剂或( 在生产过程中必须要由适当温位的加热剂或(和)冷 却剂与其相配,并需有足够大的热负荷值得利用, 却剂与其相配,并需有足够大的热负荷值得利用,再 加上塔顶和塔底的温度差要相当大, 加上塔顶和塔底的温度差要相当大,如此才会取得经 济效益。 济效益。
(5) 热泵精馏
将温度较低的塔顶蒸汽经压缩后作为塔底再沸器的热源, 将温度较低的塔顶蒸汽经压缩后作为塔底再沸器的热源, 称为热泵精馏。 称为热泵精馏。 三种典型的热泵精馏流程:使用另外的工作流体, 三种典型的热泵精馏流程:使用另外的工作流体,塔顶 蒸汽再压缩,再沸器液体闪蒸。 蒸汽再压缩,再沸器液体闪蒸。 热泵精馏是消耗一定量的机械功来提高低温蒸汽的能位 而加以利用的。因此消耗单位机械能能回收的热量是一 而加以利用的。因此消耗单位机械能能回收的热量是一 消耗单位机械能能回收的热量 项重要经济指标,称为性能系数,常记为 项重要经济指标,称为性能系数,常记为C.O.P.。 。 显然, 显然,对于沸点差小的混合物分离的精馏塔应用热泵精 馏效果会更好。 馏效果会更好。5Fra bibliotek2 精馏节能技术
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精馏过程节能技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII精馏过程节能技术简述【摘要】如今环境问题逐渐显露,环境与能源的保护越来越得到社会的重视。

尤其是化工行业的资源节约更是在国际中都得到重视。

也因此节能的技术、工艺等节能措施等都得到了新的发展。

本文便针对其中的化工精馏节能问题进行讨论。

【关键词】化工节能;精馏技术1 前言在工业生产中,石油化学工业的能耗所占比例最大,而石油化学工业中能耗最大者为分离操作,其中又以精馏的能耗居首位。

精馏过程是一个复杂的传质传热过程,表现为过程变量多、被控变量多、可操纵的变量多、过程动态和机理复杂。

随着石油化工的迅速发展,精馏操作的应用越来越广,分离物料的组分不断增多,分离的产品纯度要求亦不断提高,但我们同时又不希望消耗过多的能量,这就对精馏过程的控制提出了要求。

作为化工生产中应用最广的分离过程,精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。

在实际生产中,为了保证产品合格,精馏装置操作往往偏于保守,操作方法以及操作参数设置往往欠合理。

另外,由于精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离,而是被冷却水或分离组分带走。

因此,精馏过程的节能潜力很大,合理利用精馏过程本身的热能,就能降低整个过程对能量的需求,减少能量的浪费,使节能收效也极为明显。

因此,在当今能源紧缺的情况下,对精馏过程的节能研究就显得十分重要。

近年来,由于能源的短缺,精馏过程节能的技术开发和应用研究非常活跃。

一方面随着计算机技术与软件的发展,大型化工软件商业化越来越多,静态模拟软件如Aspen,proII等已成为化学工程师的基本设计与优化工具,动态模拟软件如gPORMS以及研究物体流动性能的CFD等软件也开始在一定范围内风行,这都在一定程度上促进了人们对精馏操作的规律性认识和本质认识,有利于对精馏过程的节能研究。

另一方面,各类特殊精馏工艺的技术日趋成熟,开始在工业过程中获得实际应用,如热泵精馏在处理丙烯-丙烷系统,乙苯-对二甲苯过程中获得广泛应用,在丁二烯系统中的热偶精馏的运用等,都取得了良好的节能效果。

本文从以下几方面讨论了精馏过程的节能技术:(1)过程技术节能;(2)特殊精馏工艺节能。

2 过程技术节能2.1 优化操作条件从能量的本质看,精馏过程是将物理有效能转化为扩散有效能,同时伴随物理有效能的降价损失。

精馏过程有效能损失是由下列过程的不可逆性引起的:一是流体流动的压降;二是相浓度不平衡物流间的传质或不同浓度物流间的混合;三是不同温度物流间的传热或不同温度物流间的混合。

通过对精馏塔传热过程的分析,精馏塔的主要操作条件包括操作压力、操作温度、塔板压降、进料位置及温度、理论板数、回流比以及回流温度、塔顶塔底采出量、关键组份的清晰分割程度、塔顶塔底热负荷等等。

除塔的操作压力一般是给定的(在设计双效流程除外),其它的都可以作为操作变量,通过灵敏度分析、设计规定或者优化技术来确定满足分离任务的最佳值,以获得最小的冷凝负荷和再沸器热负荷,从而使精馏塔能耗最少。

因此,可以得到如下节能途径:(1)通过减少最小蒸汽负荷 G MIN来降低Q消耗。

如果塔顶压力不变,则塔压降△P 愈小,平均相对挥发度α愈高,G MIN 也就愈小,相应所需实际加热量就减少。

(2)使所需上升蒸汽量G减少来降低加热负荷。

回流比R下降,可以直接使G下降。

为了达到同样分离程度就应使理论塔板数N T提高。

可以采用高效精馏塔内件(如高效塔板或高效填料)使每米理论板当量数增大。

此外,还可以通过改进自动控制,使回流比准确地控制在设定点上,从而减少回流比裕量,直接降低回流比。

(3)减少塔顶与塔釜温差,可以使热佣损下降。

除了可以降低塔压降△P 来达到外,尚可采用中间再沸器或中间冷凝器来达到。

(4)提高料液温度使进料部分气化或全部气化,可取得良好的节能效果,而且操作简单,控制方便,投资费用也很小[1]。

2.2 中间换热节能2.2.1 选择多效精馏多效精馏的原理类似于多效蒸发,即将多组分的分离安排在一系列压力依次递减的精馏塔中去完成。

高压塔顶产品冷凝汽化潜热被用来对压力较低的塔提供再沸能量。

多效精馏加热蒸汽的用量与效数近似成反比,效数越多,用量越少。

但效数的增加受到第一级加热蒸汽压力及末级介质种类的限制,而且,效数越多,设备投资过大且操作困难,固常采用双效精馏。

2.2.2 优化多塔精馏的排列顺序采用精馏系列将N个组分分离开来应需N+1个塔,而其排列顺序可以有多种方案,例如3 个组分就有 2 个排列方案,6 个组分就有 42 个方案,选择好坏将对能耗产生重大影响。

根据研究结果,可参考以下结论:(1)产品按塔顶产品的挥发度依次递减顺序逐个回收;(2)最难分离的组分放在最末分离。

因为难分离组分精馏分离时要求的回流比很大,塔内蒸汽及液流量也很大,放在上游分离能耗必然很大;(3)将进料按塔顶与塔底各占 50 %的分馏比例安排;(4)纯度要求高的产品放在最后分馏。

因为纯度意味着回流比大,塔内气流量大,放在上游分离能耗则高。

待大部分进料组分都分离后,最后的进料少了,采用大回流比能耗也就少了[2]。

2.2.3 增设中间再沸器和中间冷凝器对于塔顶塔底温度差别比较大的精馏塔,可以通过增加中间换热器的方式来节省或回收热量(冷量)。

中间换热的方式有两种:中间冷凝器和中间再沸器。

对塔底再沸器来说(以塔底再沸器为基准),中间冷凝器是回收热量,中间再沸器是节省热量;而对于塔顶冷凝器来说(以塔顶冷凝器为基准),中间冷凝器是节省冷量,中间再沸器是回收冷量。

中间冷凝器和中间再沸器的负荷如果比较大,塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷会降低,这样会导致精馏段回流比和提馏段蒸汽比(气相回流比)减少,回流比的减少,应当相应增加塔板数,才能保证产品的分离纯度,从而使设备投资费用增加。

将中间换热方式归类于过程技术节能,是因为原来的精馏塔没有变化,只不过增设的中间换热改变了操作线斜率,利用了低品位能源。

在分离任务一定的情况下,常规精馏塔塔釜再沸器的供热量等于设有中间再沸器的精馏塔塔釜再沸器与中间再沸器供热量之和。

设置中间再沸器前后,所需要的总的热负荷不变。

只是在设置中间再沸器后,部分热量可以采用低于塔底再沸器的廉价的废热蒸汽提供,塔的热能有效降级,这使得热效率提高。

对于给定的精馏塔,通过合理设置和使用中间再沸器,可以提供最大的热效率、达到最大的节能效果。

2.3 改进热的利用强化再沸器和冷凝器中的传热温差下降,由于传热温差减小还可使塔顶冷却剂温度提高,塔釜的加热温度下降。

改进热的利用主要包括增强传热面积、采用空气冷却器或蒸发冷却器和利用塔釜余热三种方式。

增强传热面积有以下两种类型:①多孔相变化传热面积:包括微孔沸腾表面及特殊处理的冷凝表面,均可使沸腾或冷凝给热系数比光管提高 10~30 倍;②扩散传热面积:包括翅片管或开槽沟扩大传热面积,可以是传热系数提高不少。

采用空气冷却器或蒸发冷却器代替水冷却器可以避免结垢,水电综合消耗也较低,而且节省用水。

蒸发冷却器可比空冷器冷却更低温度,由于推动是外界湿球温度,而且传热系数比干式空冷器更高,当工艺流股入口温度比夏日干球温度高 28 ℃以上,而且出口温度至少高于外界干球温度 110 ℃以上时,采用空气冷却器是经济的。

如果塔釜液是无关重要的废液,则可以把它的显热变成潜热加以利用[3]。

方法是:使塔釜液先进入减压罐,在真空作用下闪蒸成蒸汽,然后通过中压蒸汽驱动的蒸汽喷射泵将此部分蒸汽升压,用于其他用户。

2.4 改变塔的进料板位置若进塔的物料成分与加料板的成分差别较大,则应更换进料位置(一般塔都有几个进料口可供调节)。

在保持产品同一质量品质的前提下,进料中重组分增加,可降低进料口位置,减小提馏段可降低塔釜加热热量。

如果被分离的物料来源不同,各组分的含量差异较大,可将各种物料混合后进行单塔处理或一塔多股进料。

实际证实多股进料完成相同的分离任务,能耗较低。

这是因为混合过程是增熵的过程,各组分不同的几段进料的混合,增加了过程的不可逆性,必须增加精馏过程的能耗。

2.5新型塔板和高效填料塔板和填料是精馏塔最为重要的传质内件,新型塔板和高效填料具有效率高、压降低的优点。

如采用伞形气帽、浮动筛板、新垂直筛板及穿流式浮板等新型塔板,可以降低精馏塔的操作压力,使被分离物系各组分间的相对挥发度增大,有利于提高分离效率和降低能耗。

填料性能主要取决于填料表面的湿润程度和气液两相流体分布的均匀程度。

目前的高效填料有:新型高效规整填料;新型高效散堆填料;阶梯环填料;金属环矩鞍填料等。

新型高效填料在精馏塔器中的应用,均可以达到扩产、节能、降耗的效果[4]。

3 特殊精馏工艺节能3.1.1热泵精馏热泵精馏就是靠补偿或消耗机械功,把精馏塔塔顶低温处的热量传递到塔釜高温处,使塔顶低温蒸汽用作塔底再沸器的热源。

根据热泵所消耗的外界能量不同,热泵精馏可分为蒸汽加压方式和吸收式两种类型。

蒸汽加压方式热泵精馏分蒸汽压缩机方式和蒸汽喷射式两种。

蒸汽压缩机方式考虑到冷凝和再沸器热负荷的平衡以及便于控制,在流程中往往设有附加冷却器和加热器。

按照流程的不同,蒸汽压缩机方式又可分为间接式、塔顶气体直接压缩式、分割式和塔釜液体闪蒸再沸式等4种流程。

其中间接式热泵精馏流程利用单独封闭循环的工质(制冷剂)工作,塔顶气体直接压缩式是以塔顶气体作为工质的热泵;分割式热泵精馏流程分为上下两塔:上塔类似于常规热泵精馏,只不过多了一个进料口;而下塔类似于常规精馏的提馏段即蒸出塔(或汽提塔),进料来自上塔的釜液,蒸汽出料则进入上塔塔底;闪蒸再沸是热泵的一种变型,它直接以塔釜出料为冷剂,经节流后送至塔顶换热,吸收热量蒸发为气体,再经压缩升压升温后,返回塔釜。

蒸汽压缩机方式适用于下述系统:塔顶和塔底温差较小的场合,只要塔顶和塔底温差小于36度,就可以获得较好的经济效果。

被分离物质的沸点接近,分离困难,回流比高,因此需要大量蒸气的场合;在低压运行时必须采用冷冻剂进行冷凝,为了使用冷却水或空气作冷凝介质,必须在较高塔压下分离某些易挥发性物质的场合。

蒸汽喷射式热泵是提高低压蒸汽压力的专门设备,其原理是借助高压蒸汽(驱动蒸汽)喷射产生的高速汽流,将低压蒸汽的压力和温度提高,而高压蒸汽的压力和温度降低。

低压蒸汽的压力和温度提高到工艺能使用的指标,从而达到节能的目的。

采用蒸汽喷射泵方式的热泵精馏具有如下优点:新增设备只有蒸汽喷射泵,设备费低。

蒸汽喷射泵没有转动部件,容易维修,而且维修费低,吸入蒸气量偏离设计点时发生喘振和阻流现象。

这点与蒸汽压缩机相同,但由于没有转动部件,就没有设备损坏的危险。

蒸汽吸收式热泵精馏由吸收器、再生器、冷却器和再沸器等设备组成,常用溴化锂水溶液或氯化钙水溶液为工质。

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