蒸馏技术在石油炼制工业中的发展与展望
精馏原理及在工业中的应用
精馏原理及在工业中的应用精馏原理在化工工业中应用广泛，特别是在石油化工、化学工程和酒精等工业生产中。
精馏是一种通过改变液体混合物的各个组分之间的沸点差异而达到分离的工艺。
下面将详细介绍精馏的原理和在工业中的应用。
精馏原理基于液体的沸点差异，利用汽液两相的相互转化来实现分离。
混合物在加热条件下被蒸发并形成气相，然后再通过冷凝器冷却成液相。
液相经过收集和处理，可得到目标产品和副产物。
精馏的基本工作原理可以概括为以下几个步骤：1. 加热汽化：将混合物加入精馏塔，并通入蒸馏剂以混合。
精馏塔的底部通过加热产生蒸汽，使混合物中各成分逐渐汽化。
2. 分馏过程：混合物气化后进入精馏塔，在塔内各个板层上冷凝为液相，并下落到下一个塔层。
在温度递减的过程中，成分沸点较低的组分率先凝结，向下移动，而沸点较高的组分则逐渐上升。
3. 再沸：当液相到达塔的底部时，经过加热而再次汽化，然后通过凝结器冷却转变为液相。
4. 产品收集：经过多次汽化和冷凝，最终可以在塔中得到沸点较低的目标产品，而沸点较高的副产物则在塔中逐渐富集。
精馏在工业中有许多应用，以下是几个例子：1. 石油炼制：石油是由多种不同沸点的碳氢化合物组成的混合物。
石油精馏是将原油通过加热和冷却进行分离的过程。
在精馏过程中，原油经过多次汽化和冷凝，得到汽油、柴油、天然气等不同沸点范围的成分。
这些产品可以进一步用于汽车燃料、化学品生产等。
2. 酒精生产：精馏在酒精工业中也起到关键作用。
通过发酵过程得到的酒液，经过蒸馏后可以得到高浓度的酒精。
这是因为酒精的沸点较低，所以通过精馏可以将酒精从酒液中分离出来。
3. 化学工程：在化学工程中，精馏是常用的分离技术。
例如，在合成氨生产中，通过精馏可以将氨和气体混合物中的氢气分离出来。
此外，在石化工业中，也可以通过精馏将某种成分从废气中回收利用。
4. 食品工业：精馏在食品工业中也有应用，主要用于提取和纯化一些特定成分。
例如，通过精馏可以从葡萄酒中提取酒精，从糖浆中提取糖分，或从香料中提取香味物质。
石油加工中的蒸馏方法选择与优化
石油加工中的蒸馏方法选择与优化石油是一种重要的能源资源，而石油加工是将原油转化为各种石化产品的过程。
蒸馏是石油加工中最为关键的步骤之一，它通过不同沸点的组分之间的分馏达到分离目的。
本文将探讨石油加工中蒸馏方法的选择与优化。
在石油加工中，蒸馏方法的选择十分重要，因为不同的蒸馏方法会对产物的质量和成本产生巨大影响。
目前石油加工中常用的蒸馏方法有常压蒸馏和真空蒸馏两种。
常压蒸馏是利用原油中不同组分的沸点差异进行分离的，它可以将原油快速转化为不同沸点范围内的轻质、中质和重质石化产品。
而真空蒸馏则是在低压条件下进行的，通过降低操作压力来降低组分的沸点，使得石油可以得到更高质量的产物。
在选择蒸馏方法时，需要考虑的因素包括原油的物理性质、所需产品的要求以及经济性。
原油的物理性质如密度、黏度、凝固点等会影响蒸馏的效果，因此需要根据实际情况选择最适合的蒸馏方法。
同时，所需产品的要求也是选择蒸馏方法的一个重要因素。
例如，如果需要生产高纯度的汽油，则可以采用精馏塔蒸馏方法，通过增加塔板数来提高分离效果。
而如果需要生产重质石化产品，可以使用延长蒸馏时间或增加塔的高度来提高产量。
此外，经济性也是选择蒸馏方法的重要考虑因素。
不同的蒸馏方法会消耗不同的能量和设备投资，因此需要综合考虑成本效益。
除了蒸馏方法的选择外，蒸馏过程的优化也是石油加工中不可忽视的一部分。
蒸馏优化主要包括操作参数的调整和设备结构的改进。
操作参数的调整包括控制进料速度、温度和压力等，以达到最佳蒸馏效果。
例如，对于混合原油，可以适当提高进料温度以改善分离效果。
而设备结构的改进主要涉及塔板布置、换热设备的设置等方面。
通过改善设备结构，可以提高传热效率、减少能量消耗，并减少维护成本。
此外，还可以考虑应用一些新的技术来提高蒸馏效果。
例如，可以引入分子筛吸附装置来去除原油中的杂质，从而提高产物的质量。
另外，还可以利用超临界流体技术和萃取技术等新型分离技术，来替代传统的蒸馏方法，从而提高操作效率和产品质量。
化工基础论文《精馏技术的发展及应用》
精馏技术的发展及应用XX系XX班XX 学号：XX摘要：精馏是利用混合物中各组分挥发度的差异进行分离的操作单元。
它被广泛地应用于工业生产中,并且在所有的分离方法中长期占据着主导地位。
在化学工程中,最典型和最重要的多级分离过程是精馏过程,各种节能的、特殊的精馏分离流程得到快速的发展。
本文将对精馏技术的原理、发展、应用及前景做出讨论,并浅谈几种新型的精馏工艺,旨在使精馏技术得到更广泛的发展和应用。
关键词：精馏技术,多级分离过程,优化控制Abstract：Distillation is the use of the difference in the volatile components of the mixture were separated in the operation unit,it is widely used in industrial production,and all the long-term separation dominates.In chemical engineering, the most typical and most important multi-stage separation process is distillation process, a variety of energy-saving, special distillation separation processes are rapid development.This article will distillation technology principle, the development, application and prospects to make discussions and on several new distillation process,distillation technology has been designed to enable the development and wider application. Keywords:distillation, multi-stage separation process, optimal control一、精馏的概念与基本原理1、精馏的概念及发展精馏过程是分离液体混合物的一种方法,在石油炼制、石油化工及化学工业中占有重要的地位,一般在化工厂的基建投资中通常占有50一90%的比重。
炼油厂蒸馏装置节能技术探讨
炼油厂蒸馏装置节能技术探讨摘要：炼油化工企业在国民经济发展中发挥重要作用，它既是能源的生产者，也是能耗大户。
蒸馏是原油加工的第一道工序，也是能耗最大的工序。
依靠技术进步, 深人开展节能技术改造, 加强节能综合治理, 降低蒸馏过程中的能耗，对降低炼油生产成本、提高企业效益具有重要意义。
关键词：炼油厂；蒸馏；节能1前言炼油化工在我国国民经济中发挥重要作用，通过加工原油生产多种高附加值产品，为各种生活必需品加工提供重要的原材料。
石油化工企业既是能源的生产者，也是能耗大户，在炼油化工个生产工序中，蒸馏是原油加工的第一道工序，通过蒸馏将原油中各种成分分离，为下游加工提供原料。
蒸馏是耗能最大的工序，能够占炼油能耗的40%~70%，降低蒸馏过程中的能耗对降低炼油生产成本、提高生产效率具有重要意义。
2 蒸馏过程中节能技术现状2.1 过滤法对原油脱盐。
原油常减压蒸馏装置是蒸馏工艺的关键装置, 电脱盐是常减压蒸馏的第一道工序, 其电脱盐工艺是炼油厂降低能耗、减轻设备结垢和腐蚀、减少催化剂消耗及改善产品质量的重要工艺过程, 并直接关系到炼油厂的经济效益。
通过过滤技术对原油进行深度脱盐脱水, 是一种对乳化原油破乳的新手段。
选择一种良好的固体吸附剂作为过滤材料, 并制成破乳过滤柱。
用这种过滤材料对原油进行脱盐脱水, 其过滤脱盐工艺效果更佳, 并且具有明显的节电、节水、节省破乳剂的效果。
2.2 强化技术提高拔出率常减压渣油中含有5 %～ 7 %的轻组分油, 通过常减压蒸馏装置将其拔出的效率是衡量其技术水平的一个重要指标。
提高拔出率的技术手段有许多, 如优化塔的操作、改进抽真空系统、改进塔内构件、优化加热炉内两相流动状态等。
除此之外, 采用强化蒸馏新工艺提高原油蒸馏拔出率近年来受到人们广泛关注。
加入活化剂强化原油蒸馏, 从根本上提高轻质油的拔出率, 从而更加合理的利用宝贵石油资源, 为炼油企业带来效益。
用气相色谱模拟蒸馏技术进行了轻质原油混炼油加剂强化蒸馏实验, 在试验中考察了活化剂种类、添加量对混炼油粘度对拔出率的影响。
分子蒸馏在油脂工业中的应用-图文(精)
分子蒸馏在油脂工业中的应用分子蒸馏是指通过分离液体混合物中不同成分的方法，它在油脂工业中被广泛应用。
本文将介绍分子蒸馏的原理、在油脂工业中的应用、以及分子蒸馏技术的发展现状。
分子蒸馏原理分子蒸馏利用液体混合物中各组分的挥发性不同来实现分离。
当液体混合物加热至一定温度时，其中的挥发性成分开始逐渐蒸出。
这些成分会在装有填料的分馏塔中被逐级冷却，从而分别降至其沸点以下，将其液化，达到分离不同成分的目的。
分子蒸馏在油脂工业中的应用分子蒸馏在油脂工业中被广泛用于提取和精制各种油脂。
主要应用包括以下方面：提取和分离油脂中的脂肪酸脂肪酸是油脂中重要的组成成分，不同脂肪酸的化学性质和特点不同，因此在分子蒸馏过程中可以通过调整温度和压力控制蒸发速率和沉淀速率的差异，从而实现不同脂肪酸的分离和提取。
去除油脂中的杂质和不良成分油脂中含有各种杂质和不良成分，如酸、水、蜡、色素、氧化产物等，这些成分会影响油脂的质量和稳定性。
利用分子蒸馏技术可以有效地去除这些不良成分，提高油脂品质。
生产高品质的润滑油和燃料分子蒸馏技术还可以用于生产高品质的润滑油和燃料，如机油、柴油等。
通过控制分子蒸馏的温度和压力等条件，可以获得高品质的产品。
分子蒸馏技术的发展现状随着油脂工业和科学技术的不断发展，分子蒸馏技术也在不断创新和改进。
目前，分子蒸馏技术主要有以下几种类型：连续式分子蒸馏连续式分子蒸馏是目前应用最广泛的一种分子蒸馏技术，它可以使得工艺操作更加自动化和规模化。
非平衡态分子蒸馏非平衡态分子蒸馏是通过非平衡态热力学实现分离的一种新技术，它可以提高分离效率和分离速率，使得分子蒸馏更加高效和节能。
超临界分子蒸馏超临界分子蒸馏是指在高压高温条件下进行分子蒸馏，利用液体和气体的特性来实现分离。
它可以通过控制超临界条件实现高效、快速地分离成分。
结论分子蒸馏技术是油脂工业中不可或缺的一部分，它可以实现高效、精确的分离和提取，提高油脂产品的质量和价值。
分子蒸馏的研究现状及应用前景
分子蒸馏的研究现状及应用前景学生卢贝贝学号2014118008所属学院化学化工学院专业化学工艺日期2014年10月分子蒸馏的研究现状及应用前景摘要：分子蒸馏技术的基本原理及其有别于一般蒸馏技术的特点。
例如,蒸馏温度远低于液体沸点,蒸馏压强低,受热时间短等。
同时还介绍了分子蒸馏技术在工业中的应用以及国内外发展概况综合评述了分子蒸馏技术的基本原理、技术特点及装置,提出了未来分子蒸馏领域的重点研究方向。
分子蒸馏技术作为一种环境友好的高新别离技术,向人们展示出广阔的应用前景。
关键词：分子蒸馏特点装置应用展望引言分子蒸馏技术不同于一般蒸馏技术[1]。
它是运用不同物质分子运动自由程的差异而实现物质的别离,因而能够实现远离沸点下的操作。
分子蒸馏[2]是一种在高真空(0.1～10Pa)条件下进行的液—液别离技术，又称为短程蒸馏，具有蒸馏温度低、真空度高、物料受热时间短、别离程度高等特点，且别离过程为不可逆过程，不存在沸腾和鼓泡现象，因而特别适合于高沸点、热敏性和易氧化物质的别离。
目前，分子蒸馏已被成功地应用于制药、石油化工、食品、化装品、农业等领域[2-12]。
1分子蒸馏的基本原理、特点及设备1.1 分子蒸馏的基本原理分子蒸馏是利用分子平均自由程的差异来别离液体混合物的，其基本原理如图1 所示[13]。
待别离物料在加热板上形成均匀液膜，经加热，料液分子由液膜外表自由逸出。
在与加热板平行处设一冷凝板，冷凝板的温度低于加热板，且与加热板之间的距离小于轻组分分子的平均自由程而大于重组分分子的平均自由程。
这样由液膜外表逸出的大部分轻组分分子能够到达冷凝面并被冷凝成液体，而重组分分子则不能到达冷凝面，故又重新返回至液膜中，从而可实现轻重组分的别离。
图1 分子蒸馏原理Fig.1Scheme diagram of molecular distillation一套完整的分子蒸馏设备主要有进料系统、脱气系统、分子蒸馏器、加热系统、冷却系统、真空系统和控制系统等部分组成!脱气目的是排除物料中所溶解的挥发性组分，以免蒸馏过程中发生爆沸!真空系统是保证分子蒸馏过程进行的前提，合适的真空设备和严格的密封性是分子蒸馏装置的一个技术关键，为保证所需真空度，一般采用二级或二级以上的真空泵联用，并设液氮冷阱以保护真空泵[14]。
废矿物油减压蒸馏设备在精炼石油行业中的应用案例分析
废矿物油减压蒸馏设备在精炼石油行业中的应用案例分析引言：精炼石油行业是现代能源行业的重要组成部分，为人类提供了各种石油产品，如汽油、柴油、润滑油等。
然而，随着全球石油资源的逐渐枯竭和环境保护意识的提高，废矿物油的处理和再利用变得尤为重要。
废矿物油减压蒸馏设备成为解决废弃矿物油问题的重要工具之一。
本文将通过对废矿物油减压蒸馏设备在精炼石油行业中的应用案例的分析，探讨其在可能遇到的问题，以及解决问题的方法，为精炼石油行业的可持续发展提供参考。
1. 废矿物油的处理与再利用的重要性石油资源是有限的，为了减少对自然资源的依赖，废矿物油的处理与再利用是十分重要的。
废矿物油是指在工业生产中使用过程中产生的废弃物，如润滑油渣、废油蜡等。
废矿物油的处理和再利用可以减少环境污染，降低能源消耗，并且还可以降低石油产品的生产成本。
2. 废矿物油减压蒸馏设备的原理与优势废矿物油减压蒸馏设备是一种常用的废弃矿物油处理设备，它通过减压蒸馏的方式将废矿物油中的不同组分分离出来。
减压蒸馏是利用不同组分在不同温度下的沸点差异来实现物质分离的过程。
减压蒸馏设备具有以下优势：（1）高效性：废矿物油减压蒸馏设备可以实现高效的废弃矿物油处理和再利用，提高资源利用效率。
（2）环保性：废矿物油减压蒸馏设备可有效去除废弃矿物油中的有害物质，减少环境污染。
（3）经济性：废矿物油减压蒸馏设备能够实现资源的循环利用，降低生产成本，提高经济效益。
3. 废矿物油减压蒸馏设备的应用案例3.1 某炼油厂的废弃矿物油处理案例某炼油厂经过多年的发展，积累了大量的废弃矿物油，对环境造成了很大的负担。
为了解决这一问题，该炼油厂引进了废矿物油减压蒸馏设备进行废弃矿物油的处理和再利用。
通过设备的应用，该炼油厂成功地实现了废矿物油的分离和提纯，获取了高质量的石油产品，并且减少了排放的废水和废气，减小了对环境的影响。
3.2 某润滑油生产企业的再利用废油蜡的案例某润滑油生产企业在生产过程中产生了大量的废油蜡。
原油蒸馏技术进展
1994年底，1.78亿吨，（能力位居世界第四）
2006年， 3.66亿吨，加工量3.07亿吨/年，负荷率83.9%（能力位居世界第二） 2007年， 3.8亿吨， 2008年， 4.38亿吨，中国石化能力2.06， 十二五，仍有一批炼厂将要建设、改扩建
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editmastertitlestyle目录1我国原油蒸馏能力发展迅速2原油对外依存度持续提高基本适应加工劣质原油3加工流程多样化新建扩建技术满足建设要求4深度切割技术取得工业初步成果5电脱盐技术满足重油加工要求6大型化工程技术逐步成熟7能耗显著下降8轻烃得到回收9结束语clickeditmastertitlestyle我国原油加工能力原油蒸馏能力增加迅速1980年全国66套常减压9386万吨年加工量75378万吨年负荷率80311989年底全国90套常减压13039亿吨年加工量105616万吨年负荷率81能力位居世界第五1994年底178亿吨能力位居世界第四2006年366亿吨加工量307亿吨年负荷率839能力位居世界第二2007年38亿吨2008年438亿吨中国石化能力206十二五仍有一批炼厂将要建设改扩建我国原油蒸馏能力发展迅速clickeditmastertitlestyle我国原油蒸馏能力发展迅速世界原油加工能力增长缓慢世界原油加工能力增长缓慢1980年4067亿吨1989年37032006年4258972008年428美国原油加工能力世界第一略有增加1980年81219亿吨2006年863632008年869中东将是下一个石化快速增长的地区clickeditmastertitlestyle原油对外依存度持续提高基本适应加工劣质原油2008年原油加工量3421亿吨原油产量18973亿吨进口178893亿吨出口37334万吨对外依存度48
精馏技术的发展及应用
精馏技术的发展及应用引言精馏技术是一种通过以不同的沸点将液体混合物分离成纯度较高的组分的方法。
其原理基于不同组分的沸点差异，通过蒸馏和冷凝过程将混合物分离开来。
精馏技术的发展对于化工、制药、石化等工业领域起到了重要的作用。
本文将对精馏技术的发展历程、工艺改进以及应用领域进行探讨。
二级标题1：精馏技术的历史发展精馏技术作为一种传统的分离方法，其发展经历了多个阶段。
以下是精馏技术历史中的几个重要里程碑：三级标题1：早期蒸馏技术•制造酒精始于公元前5000年左右•早期的蒸馏技术主要用于酿酒和提取药物•通过釜炉加热，利用蒸气冷凝分离纯酒精三级标题2：酒精蒸馏的发展•9世纪阿拉伯人发明了现代酒精蒸馏的方法•使用多级塔式蒸馏柱提高蒸馏效率和纯度•酒精蒸馏技术被广泛应用于化妆品、酿造和药物行业二级标题2：精馏工艺的改进随着科学技术的进步和工业需求的增加，精馏工艺也得到了不断的改进。
以下是一些精馏工艺的改进方法：三级标题1：分馏柱的改进•引入反向进料技术，提高馏程效率•使用先进材料和结构设计，提高传热效率和分离效果三级标题2：新型提馏剂的使用•引入分子筛和化学剂等新型提馏剂，提高分离效率和纯度•降低操作温度和能耗，提高生产效率三级标题3：辅助设备的改进•利用先进的传感器和控制系统，实现自动化操作和精确控制•引入节能设备和循环系统，减少原材料和能源的浪费二级标题3：精馏技术的应用领域精馏技术在各个行业中都有广泛的应用。
以下是一些精馏技术的应用领域：三级标题1：石化行业•石油精馏过程中分离不同油品，如汽油、柴油和重油•生产乙烯和丙烯等石化产品中的纯化步骤三级标题2：制药行业•纯化药物原料和中间体，提高产品纯度和质量•分离和回收有机溶剂和溶剂副产品三级标题3：化工行业•生产化工原料和精细化工品的纯化和分离•回收和处理废气、废水和废弃物三级标题4：食品饮料行业•生产纯净水和饮料的处理和提纯•分离酒精和饮料中的其他成分结论精馏技术作为一种重要的分离方法，在工业生产中发挥了重要的作用。
石油化工过程中的精馏技术研究与优化
石油化工过程中的精馏技术研究与优化一、引言石油化工是对石油及其衍生物进行加工和转化的工业过程。
精馏技术是石油化工过程中的关键环节之一，通过精馏可以将原油中的各种组分按照沸点的差异分离出来，得到不同需要的产品。
本文主要探讨在石油化工过程中的精馏技术研究与优化。
二、传统精馏技术的局限性传统精馏技术主要是通过加热原油混合物，在分馏塔中将不同馏分收集。
然而，传统精馏技术存在许多局限性。
首先，原油中的各种组分的沸点相差不大，导致传统精馏技术很难实现高效分离。
其次，传统精馏过程中需要大量的热能，耗能量大，造成能源的浪费。
此外，传统精馏技术难以处理复杂的多组分体系，如几百种以上的组分混合物。
三、新型精馏技术的研究与应用为了克服传统精馏技术的局限性，研究者们提出了许多新型精馏技术。
其中，精馏辅助技术是一种被广泛应用的技术。
精馏辅助技术将传统的精馏技术与其他技术相结合，提高了精馏的效率和分离效果。
常见的精馏辅助技术包括增压精馏、减压精馏、泵送精馏等。
此外，也有研究者对传统精馏过程中的分馏塔进行了改良和优化。
例如，改进了塔板结构，提高传质效果；优化了塔床布置，增加传热面积等。
这些改进和优化使得精馏过程能够更加高效、节能地进行。
四、精馏技术的模拟与优化在精馏技术的研究与优化中，模拟和优化是非常重要的手段。
模拟可以通过计算机模型对精馏过程进行仿真，预测不同工艺参数对精馏效果的影响。
优化则是在已有模拟结果的基础上，通过改变工艺参数，寻找出最佳的操作条件，使得精馏效果最优。
近年来，随着计算机技术的快速发展和计算能力的提高，模拟和优化在精馏技术中的应用越来越广泛。
通过模拟和优化，研究者们可以精确地预测精馏过程中的温度分布、物质转移和热量传递等参数，从而优化工艺流程，提高分离效果。
五、精馏技术的未来发展方向随着石油化工工业的快速发展，精馏技术在提高效率和产品质量方面仍有进一步的发展空间。
未来精馏技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 精馏工艺的集成化：将不同的精馏技术相互结合，形成一体化的工艺流程，提高能源利用率和产品质量。
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２Ｏ１５年４月 石油学报（石油加工） ＡＣＴＡ ＰＥＴＲＯＩ ＥＩ ＳＩＮＩＣＡ（ＰＥＴＲＯＩ ＥＵＭ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＥＣＴＩＯＮ 第３１卷第２期
文章编号：１００１—８７１９（２０１５）０２—０３１５－１０
蒸馏技术在石油炼制工业中的发展与展望
从海峰 （１．天津大学化工学院，天津３０００７２；２ ，李 洪 ，高 鑫 ，李鑫钢 精馏技术国家工程研究中心，天津３０００７２；３．天津化学化工协同创新中心，天津３ｏｏ０７２）
摘要：以蒸馏过程强化与节能为背景，在对塔盘、填料、分布器等塔内件技术发展分析的基础上，总结了我国蒸 馏过程的大型化技术在石油炼制工业中的应用与发展，提出了采用新型碳化硅泡沫材料在塔盘及填料上的应用可 大幅度提升精馏效率的思路。通过将低温余热发电技术与蒸馏过程进行耦合，实现了对于蒸馏过程低品位热能的 有效利用，结合热耦合精馏、热泵精馏、多效精馏技术等节能措施，蒸馏过程能量的使用与回收变得更加科学与 全面。新型材料传质元件和低温余热发电技术的开发与应用使绿色蒸馏概念在石油炼制行业的发展更迅速、有效。 关键词：石油炼制；蒸馏；塔内件；绿色蒸馏过程；碳化硅泡沫；低温余热发电 中图分类号：ＴＱＯ２８．３１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／Ｊ．ｉｓｓｎ．１００１ ８７１９．２０１５．０２．０１２
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ Ｐｒｏｓｐｅｃｔ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｒｅｆｉｎｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ＣＯＮＧ Ｈａｉｆｅｎｇ ，ＬＩ Ｈｏｎｇ ’。～，ＧＡＯ Ｘｉｎ ， ～，ＬＩ Ｘｉｎｇａｎｇ ・ ，。 （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ： ２．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｒｅ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（Ｔｉａｎｊｉｎ），Ｔｉａｎｊｉｎ ３０００７２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｃｕｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｏｗｅｒ ｉｎｔｅｒｎａｌｓ ｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ， ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｔｒａｙ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｐａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｓｕｐｐｏｒｔｉｎｇ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｆｉｎｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｗｅｒｅ ｃｏｎｃｌｕｄｅｄ ｈｅｒｅ．Ａｌｓｏ，ｔｏ ｂｅ ａ ｎｅｗ ｃｏｎｃｅｐｔ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｆｏａｍ ｉｎ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｔｒａｙ ａｎｄ ｐａｃｋｉｎｇ ｍａｄｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｒｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｔ ｗａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ ｔｏ ｒｅｃｙｃｌｅ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｗｉｔｈ ｌＯＷ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｗａｓｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｅｆｏｒｅ，ａｎｄ ｔｏ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｕＳｅ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｍｏｒｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｅｘｈａｕｓｔｉｖｅ，ａｓ ｃｏｍｐａｎｉｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅｒｍａｌ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｈｅａｔ ｐｕｍｐ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｍｕｌｔｉ—ｅｆｆｅｃｔ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｂｅｎｅｆｉｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ＩＴＩａＳＳ—ｔｒａｎｓｆｅｒ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍａｄｅ ｂｙ ｎｅｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｇｒｅｅｎ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｌｌ ｂｅ ｍｏｒｅ ｒａｐｉｄ ａｎｄ ｅａｓｉｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ ｒｅｆｉｎｉｎｇ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；ｔｏｗｅｒ ｉｎｔｅｒｎａｌｓ；ｇｒｅｅｎ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｓｉｌｉｃｏｎ ｃａｒｂｉｄｅ ｆｏａｍ：１ＯＷ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
石油炼制工业作为我国支柱产业之一，为我国 收稿日期 基金项目 第一作者 通讯联系
的经济发展和人民生活的提高提供了强有力的保障。 ：２０１４－１０—３１ ：国家自然科学基金项目（２１１７６１７２和２１３３６ｏＯ７）和长江学者和创新团队发展计划基金项目（ＩＲＴＯ９３６）资助 ：从海峰，男，博士研究生，从事化学工程方面的研究；Ｅ ｍａｉｌ：７３１５７０９０１＠ｑｑ．ｃｏｒｎ 人：高鑫，男，副教授，博士，从事化学工程方面的研究；Ｅ—ｍａｉｌ：ｇａｏｘｉｎ＠ｔｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ ３１６ 石油学报（石油加工） 第３１卷 随着国民工业对于石油产品及其下游产品的需求越 来越大，国家对于资源利用最大化和生态环境友好 原则的要求不断加深，石油炼制工业在不断壮大和 升级。“十一五”期间，国内的原油处理量已经增长 至４．２３亿ｔ／ａ，“十二五”期间有望突破６亿ｔ／ａ；炼 油能力从２００５年底的３．２５亿ｔ／ａ迅速增加至 ２０１０年底的５．０４亿ｔ／ａ，增长了５５．１ 。然而，随 着世界性的原油品质下降，原油资源越来越匮乏， 重质原油、高硫高盐原油成为各炼油厂的主要加工 对象，原油处理变得越来越困难。另外，人们对于 环境的要求日益突出，燃料油的品质标准也越来越 高。为了达到要求，在原有的设备和技术基础上， 炼油厂的单位产品能耗与日俱增，庞大的石油产品 需求量以及巨大能量代价，给企业效益及国家效益 带来巨大的冲击口 ］。 蒸馏作为当今主要的化工分离技术，在石油炼 制工业中占有重要地位。例如，在常减压分离、催 化裂化和延迟焦化、轻烃单质分离等石油炼制工业 的工艺工段中，蒸馏承担了绝大部分的分离纯化任 务。蒸馏过程是热分离过程，较低的热力学效率决 定了蒸馏过程需要消耗大量的能量，其能耗占整个 分离过程的５０％～７０ ｌ５］。世界炼油行业蒸馏过程 大型化趋势明显，最大的常减压装置单套规模已达 到１８００万ｔ／ａ，催化裂化、催化重整、加氢裂化和 焦化装置也分别达到了１０００万、４２５万、４００万和 ６７０万ｔ／ａ＿６］。目前，尽管国内的炼油企业经历了多 年的努力已初具规模，但与国际顶尖炼油企业相比， 普遍存在蒸馏设备单套规模小、装置构成复杂、能 耗较高等问题，蒸馏过程大型化已成为国内石油炼 制工业的主要发展趋势。 近些年，为了提高产能和降低单位产品的能耗， 科研工作者针对蒸馏设备大型化的关键技术和过程 强化与节能技术进行攻关，蒸馏设备大型化的关键 理论与技术也在不断更新并取得突破。同时，多种 新型高效率塔板和填料的应用，配合能量系统综合 利用的节能措施，也大大降低了单位产能的能耗。 以提高单系列设备效率和能量系统综合利用为核心 的绿色蒸馏过程理论也是当今蒸馏技术发展的重点 课题。笔者重点介绍近些年国内蒸馏过程大型化技 术在石油炼制行业的发展，主要包括塔盘、填料、 分布器、支撑等塔内件技术的研发与应用；诠释绿 色蒸馏过程概念，并展望新型泡沫传质元件和低温 余热发电技术在蒸馏过程的应用前景。 １蒸馏过程大型化技术在石油炼制工业中的 发展 １．１ 蒸馏过程大型化技术重点概述 蒸馏设备直径增大以后，其效率随之下降，从 而产生设备大型化所共有的放大效应。蒸馏设备大 型化的难点在于，如何解决好放大效应及长期运转 所带来的震动、堵塞等问题。具体来说，蒸馏设备 大型化研究过程中主要遇到的问题有：（１）分布问 题，大型化带来的突出问题是气、液相分布不均， 这是塔内的气、液相流动、传质、传热效率主要因 素；（２）长周期运行问题，精馏塔长周期运转要解决 设备稳定性和堵塞结焦问题，以免影响装置正常运 转；（３）大型化的力学问题，塔器大型化需要解决内 构件支撑结构静态力学强度、刚度和长期处于受热 状态的热变形及疲劳变形问题。针对以上问题，国 内相关科研人员进行了长期的研究和实践，研究的 主要方向也集中在新型塔盘、高效填料、液体分布 器、气体分布器、支撑技术这几个关键塔内件技 术上 。 １．２数字化设计技术的发展 数字化设计是运用计算机图形学和图像处理技 术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换 为图形或图像并进行交互处理的理论、方法和技术。 数字化设计改变了传统的设计方法，旨在利用计算 流体力学、模拟计算等手段实现精馏塔以及塔内件 的参数化，并将参数模型导入有限元分析软件，对 精馏塔塔体和塔内件以及支撑结构在外界载荷的作 用下以及不同的操作工况的强度、刚度、稳定性和 可靠性给出精确的校核计算 。 。 相比于传统的实验和经验为主的设计过程，数 字化设计过程具有容易改变参数、不受条件限制、 耗时短、减少人力物力投入等优点，这不仅为设计 过程节省了时间和费用，也间接地为企业创造了经 济效益。在蒸馏设备大型化的过程中，数字化设计 主要应用在塔板、规整填料、分布器、支撑元件的 结构设计上。通过改变物理模型中的几何参数，观 察所设计结构中的流体力学及力学性能数据，从而 筛选出较优的塔内件结构口 ］。¨等 、刘德新 等口 、李瑞等口 和王晓玲…１。 对塔板上的气、液相 流动进行了仿真模拟，给出了接近真实的模拟结果。 陈保卫等Ｌ１ 和周永生等 。。用Ｆｌｕｅｎｔ模拟了规整填 料塔内的气、液相流场分布情况，与所观测到的实