精馏过程的节能技术

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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
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

化工精馏高效节能技术的开发及应用

化工精馏高效节能技术的开发及应用

化工精馏高效节能技术的开发及应用随着工业化的发展,化工行业成为了国民经济的重要组成部分。

在化工生产过程中,精馏技术是一种常见且重要的分离技术,通过不同组分的沸点差异实现混合物的分离。

传统的精馏技术存在能耗高、产能低、塔效低等问题,不符合当前节能减排的要求。

开发和应用化工精馏高效节能技术是当前的重要研究方向之一。

化工精馏的高效节能技术主要包括下面几个方面:改变传统精馏所采用的分离策略。

传统精馏通常采用连续塔式和间歇塔式两种方式,其耗能量较大。

而采用较新的策略,如非传统精馏技术则能够大大降低能耗。

压力摩擦传递介质技术(PTMD)利用流体在压力梯度下的摩擦生热来辅助分离,能够降低能耗并提高分离效率;旋涡扩散沉降技术以涡旋流形成和沉降效应为基础,通过改善气泡和干涉片状瞬时流动的混合状态,提高了分离效率;蒸汽再生精馏技术通过再生过程中废热的利用,减少了外部能量的输入。

优化传统塔设备结构和工艺参数。

在传统精馏塔的设计和操作上进行优化,可以进一步提高能源利用率和分离效率。

通过改变塔板孔径和数量,增加留存时间以提高传质效率;使用高效填料或结构来改善传质和传热特性,以提高传热和传质效率;采用多级回流功能,减少塔底和塔顶的温差,提高塔效。

引入辅助技术提高精馏的效率。

引入膜分离技术来提高精馏的选择性和效率。

膜分离技术在分子尺度上实现组分之间的物质传递,降低了能量消耗,并具有简单操作、占地面积小等优点。

还可以引入辅助剂来改变精馏物的沸点和挥发度,从而实现高效节能。

提高工艺综合效益。

除了提高精馏过程的效率外,还可以通过优化其他工艺参数来实现综合节能。

通过调整进料和塔回流比例,优化能量利用;在回收和再利用产品中的热量和化学物质,实现能量和物质的循环利用。

化工精馏高效节能技术的开发和应用对于提高化工生产过程的能源利用效率和环境保护具有重要意义。

通过改变传统精馏策略、优化设备和工艺参数、引入辅助技术以及提高工艺综合效益等手段,可以实现精馏过程的高效节能,并为化工行业的绿色发展做出贡献。

精馏节能技术

精馏节能技术

热泵精馏工艺分析化工行业是能耗大户,其中精馏又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是热泵精馏技术。

热泵精馏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)塔顶和塔底温差较小,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,只要塔顶和塔底温差小于36°C,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他方法解决冷却问题时。

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

(6)蒸馏塔底再沸器温度在300C以上,采用热泵流程往往是不合适的。

以上只是对一般情况而言,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和吸收式两种类型1.蒸汽加压方式蒸汽加压方式热泵精馏有两种:蒸汽压缩机方式和蒸汽喷射式。

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、分割式和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

炼油、石化生产过程量存在的分离、换热和反应工序,节能潜力巨大。

能源是社会发展和进步的重要物质基础。

我国的能源储量以与一次能源的开发和消费量居世界前列,而能源的总利用率则远低于欧美和日本。

化学工业是个耗能大户,能耗量约占全国能源总消费的9%-10%,占工业用能的13%-15%,因此,化工节能对缓解我国能源的供需矛盾影响很大。

在当前世界性的能源危机面前,化学工业必须首先关注节能降耗和节能新技术的研究应用。

本文就我国化学工业中最普通也是能耗较多的分离过程这一领域中的一些节能现状作一粗略介绍。

一精馏过程的节能降耗精馏技术是化工领域中最为成熟,应用最为广泛且必不可少的单元操作,同时也是工业过程中能耗和设备投资高的设备,在炼油、石化等行业中,其能耗占全过程总能耗的一半以上。

因此对精馏过程节能技术的研究具有极其重要的意义。

国外已开发并应用了一些节能型耦合精馏塔,如反应精馏塔(Reactive Distillation Column)、热耦合精馏塔(Petlyuk Column)、隔板精馏塔(Dividi Wall Column,简称DWC)等。

精馏过程的节能主要有以下几种基本方式:提高塔的分离效率,降低能耗和提高产品回收率;采用多效精馏技术;采用热泵技术等。

1.1板式塔1.1.1高效导向筛板高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点,目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等。

1.1.2板填复合塔板板填复合塔板充分利用板式塔中塔板间距的空隙,设置高效填料,以降低雾沫夹带,提高气体在塔的流速和塔的生产能力。

同时气液在高效填料表面再次传质,进一步提高了塔板效率。

由于负荷下限未变而上限大幅度提高,因此塔的操作弹性也大为提高。

板填复合塔板已在石化、化工中的甲苯、氯乙烯等多种物系中得到成功应用。

1.1.3复杂精馏塔传统的精馏塔与其精馏序列已不适应当前过程集成、设备集成的发展趋势。

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0 引 言精馏过程是一个复杂的传质传热过程,广泛应用于石油化工和精细化工,是主要的能源消耗环节,具有变量多、机理复杂的特点。

根据有关资料统计,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%[1]。

自从发生了世界性的能源危机以来,精馏过程的节能问题已引起了人们的广泛重视。

降低精馏过程的能耗,对于节约能源,减少产品成本至关重要,本文就精馏过程的节能途径进行了探讨。

1 精馏节能现状目前,在化工生产中分离物料的组分不断增多,产品纯度要求也不断提高,但精馏装置操作往往偏于保守,操作方法、操作参数设置欠合理。

典型的单级精馏装置如图l 所示[2],混合物料从某一中间位置进入塔内,塔内设有塔板或填料促进汽液密切接触,塔底液相在再沸器中加热,塔顶的蒸汽在冷凝器中冷凝。

此精馏过程消耗的能量绝大部分被冷却水或分离组分带走,并非用于组分分离,因此精馏过程的节能潜力很大。

近年来,世界各国对精馏节能都很重视,以节能为中心的研究和应用得到了迅速的发展。

据统计,在精馏过程的节能技术张 琴,范海明,周 钧(中国船舶重工集团公司第七一八研究所,河北 邯郸,056027)摘 要:精馏是石油化学工业的高能耗操作单元,本文从充分利用精馏过程的热能,提高精馏系统的热力学效率,以及减少精馏过程对能量的需要等几个方面论述了精馏过程的节能措施,对各个类型的主要节能方法、优缺点和适用范围进行了综述,并介绍了我国精馏过程的节能现状与趋势。

关键词:化工;精馏;节能中图分类号::TQ028.31 文献标识码:AEnergy Saving in Distillation ProcessZhang Qin, Fan Hai-ming, Zhou Jun(The 718th Research Institute of CSIC ,Handan 056027,China )Abstrac t :Distillation is an important operating unit in petrochemical industry, which has highly energy consumption, the paper focuses on the distillation process from the viewpoint of energy saving, and introduced several energy- saving measures, such as taking full advantage of the thermal in the distillation process, improving the thermodynamic efficiency of distillation systems, and reducing the energy needs of distillation process. The main energy- saving methods, advantages, disadvantages and applications of each energy- saving measures are reviewed, and described our distillation status and trends. Keywords: chemical industry, distillation, energy saving舰 船 防 化2010年第3期,1~5 CHEMICAL DEFENCE ON SHIPS №3, 1~5美国40000多个精馏塔的耗能量相当于120万桶石油,几乎占全国能耗的3%,如果从中节约10%,每年可节省5亿美元。

我国的炼油厂消耗的原油占其炼油量的8%~10%,其中很大一部分消耗于精馏过程[2,3]。

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,精馏过程的节能首先要选择或设计高效的精馏设备,其次是确定适宜的操作条件和参数,以及合理选择多效精馏、热泵精馏、中间冷凝器、中间再沸器等。

本文从精馏过程热能的充分利用,提高精馏系统的热力学效率,以及减少精馏过程对能量的需要图1 单塔精馏流程Fig.1 Single-column distillation process2 充分利用精馏系统的热能精馏过程将物料送入精馏塔,迫使混合物的气、液两相在精馏塔体中作逆向流动,使其反复进行部分汽化和部分冷凝,从而得到预期的塔顶与塔底产品。

精馏过程热能的充分利用,包括保温、保冷,回收物流的部分显热或潜热,以及优化热交换器等方法[4]。

2.1保温精馏系统由塔体、热交换器以及各种管道组成,这些设备多为金属制成,对热的传导较为容易,易受环境温度的影响,若对其采取保温、保冷的措施,可以大大降低设备与环境之间的热传递作用,从而达到节约热能的目的[4]。

2.2 潜热利用精馏塔的显热回收量通常较小,对高温精馏过程,常回收塔顶蒸汽的潜热。

从精馏塔出来的高温物料本身携带大量的热量,若对塔顶物料的余热进行充分回收利用,还可减少塔顶冷凝器冷量的使用量。

一般对塔顶具有一定压力、温度的液体物料,可通过减压室将其显热转换成潜热进行回收,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,用于其他设备,其流程见下图2[5]。

图2 塔釜余热利用流程Fig.2 Recovery process of waste heat in tower reactor2.3优化热交换器优化热交换器是节能的重要环节,因为它决定了热能是否能得到充分利用的关键。

为了提高热交换器的传热系数,已开发了多种高效换热设备或元件,如波纹型和多孔管型,能更好地强化传热表面,可大大提高传热系数。

双波纹管和一面多孔一面波纹的传热表面均可使传热系数提高l ~2倍;而高热流管与过去的低翅片管相比,传热效率则能提高30%。

另外强化再沸器和冷凝器中的传热,还包括增强传热面积,和采用空气冷却器或蒸发冷却器代替水冷却器等方法。

3 提高精馏系统的热力学效率提高精馏系统的热力学效率,主要是提高系统的分离效率和产品回收率,可以通过采取多效精馏、热泵精馏、热耦精馏等技术,或采用新型塔板、高效填· 2 · 舰 船 防 化 2010年第3期图4 热泵精馏技术Fig.4 Distillation heat pump technology料塔等来提高分离效果和降低能耗[6]。

3.1多效精馏在发达工业国家,多效精馏已成为一种规范性节能系统,广泛应用于工业生产中。

多效精馏是通过扩展工艺流程来节减精馏操作能耗的,它是以多塔代替单塔,各塔的能位级别不同,能位较高的塔排出的能量用于较低的塔,从而达到节能的目的。

即多效精馏将前级塔顶冷凝器与次级塔底再沸器合二为一,将前级塔顶蒸汽冷凝所放出的热量用作次级塔液的汽化,操作压力逐效降低,前面较高压力塔的塔顶蒸汽作为后面较低压力的塔底再沸器的加热介质,在其中冷凝,其原理与多效蒸发相同。

如果相邻两塔的冷凝器和再沸器的热负荷平衡,则只有第一塔的再沸器需要加热蒸汽,最后一塔的冷凝器需要冷却介质。

若按进料方向与操作压力梯度方向是否一致划分,多效精馏可分为三类:多效平流(每塔均有进料)、多效顺流(从高压塔进料)和多效逆流(从低压塔进料)。

多效精馏能耗低,节能效果较好,但多效精馏随效数增加,产生的节能效果开始不断下降,所带来的负面影响急剧增大,下图3是多效精馏对节能与能耗的影响[7]。

工业上一般采用双效精馏,双效精馏技术在国外已日臻成熟,理论上双效精馏与单效相比可节能50%,但实际节能量与多种因素有关,其节能效果已为实践所证实,双效精馏操作所需热量与单效精馏[8]图3 多效精馏的效数对节能量及其能耗的影响 Fig.3 Effect on energy saving and energy consumption by thenumber of multi-effect distillation3.2热泵、中间再沸器及中间冷凝器热泵实质上是一种单效精馏,把冷凝器的热“泵送”到再沸器里去,使精馏能耗减少的制冷系统。

一般使用了膨胀阀和压缩机,以改变冷凝或沸腾的温度,使得塔顶蒸汽冷凝时所放出的热能提供给再沸器作为气化室的热源。

塔顶冷凝器和塔底再沸器之间联上一股闭路循环的外加致冷剂,不断将热量从冷凝器泵送至再沸器。

热泵精馏以工质的来源可分为两大类,一类是直接式热泵精馏,以塔中的物质为工质;另一类是间接式热泵精馏,以额外的循环物料为工质。

当塔顶冷凝器采用致冷剂冷却时称为低温热泵精馏,低温热泵精馏具有较低的压力、相对较大的挥发度和较小的回流比,以减小冷凝器和再沸器的热负荷。

精馏过程设置中间再沸器及中间冷凝器,是顶底温差较大的精馏塔降低系统能耗的有效措施。

在精馏段设置中间冷凝器,可用温度较高,价格较低的冷却介质,使塔内上升蒸汽部分冷凝,这样可以减少塔顶低温冷却介质的用量。

同理,在塔内设置中间再沸器,可利用温度较低的加热介质,使塔内下降液体部分汽化,从而可以减少塔底再沸器中高温加热介质的用量。

一般采用中间冷凝器和中间再沸器对沸点大的精2010年第3期 精馏过程的节能技术 · 3 · 多效精馏的效数负面影响节能量有些精馏过程将热泵、中间冷凝器、中间再沸器结合使用。

热泵的循环介质在中间冷凝器中吸收了来自精馏段某一位置饱和蒸汽的热量而蒸发为气体,该气体经压缩后提高温度进入中间再沸器,在中间再沸器中冷凝放热,冷凝后的液体再进入中间冷凝器蒸发吸热,如此循环,大大提高了精馏过程的热力学效率。

SRV精馏就是综合热泵技术、中间冷凝器和中间再沸器的精馏技术,开发出来的一种新技术。

3.3 热耦精馏热耦精馏主要用于三元混合物的分离,与常规蒸馏塔相比热耦蒸馏可以节省能耗达30%左右[9]。

热耦精馏在热力学上是最理想的系统结构,可以用一个全塔和一个副塔代替两个完整的精馏塔,节省设备投资。

从全塔内引出一股液相直接作为副塔塔顶的液相回流,引出一股气相直接作为副塔塔底的气相回流,使副塔避免使用冷凝器和再沸器,实现了热量的耦合,因此可节省能耗。

但是中间组分的含量较低或操作压力差较大时,不适用于热耦精馏技术。

3.4 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[10,11]。

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。

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