化工精馏高效节能技术开发及应用.docx

化学精馏高效节能技术的开发及应用摘要：本文按照从理论阐述到实际运用的研究思路，对目前化工生产中所使用的精馏高效节能技术及其应用进行了系统的分析和研究。特别是这一节能技术中的各种具体方法及其特点进行了描述和分析，为化工产业在具体工业生产中进行相关技术开发和运用提供了比较明确的方向和指导。关键词：化工节能 精馏 多效精馏，热偶精馏研究目的化工高效蒸馏技术的开发背景一、 开发化工高效蒸馏技术的国家导向随着我国社会经济的不断发展和人民生活水平的日益提高，在生产生活中对化工产品的需求也越来越大。我国的化工生产规模也因此水涨船高。虽然这些化工生产活动及其产品对经济的发展做出不少的贡献，但必须正视的一点是：我国的化工生产活动在目前仍基本停留在高耗能，高污染的传统生产模式下。并且时不时还在造成一些因为环境破坏问题导致的不良影响。早在“十一五”规划设计之初，我国政府及相关部门便早已提出了建立节能型经济发展模式的目标，首先就要求工业生产必须做到节能环保，低排高效。最近几年更是概括提出了“建立环境友好型社会”的具体目标。为此，改变化工生产模式，实现低能高效无污染生产方式的实现，便成了大势所趋。正视在这样的背景下，有关化工高效蒸馏技术的研究自然也就提上了日程。1二、 精馏技术的使用现状及新方法的开发前景众所周知，化工行业的生产包括有两个基本的生产过程，即反应过程和分离过程。其中，分离过程产生的能耗是整个生产过程能耗的80%左右。现有的化工原料分离过程所采取的常用方法就是本文要涉及到的蒸馏法，而且通过实践，它也是公认的最有效的化工原料分离方法。不过，由于精馏法的实现方式是通过大量热能的消耗来实现对前期反应过程产生的化工初产品的提纯效果。整个过程的热力学效率不到一成且几乎不可逆。因此，精馏过程所产生的能耗就占了整个化工生产过程的总能耗的60%。根据权威部门统计显示，我国化工生产的能耗是目前整个亚太地区平均水平的1、5倍。在国内也远远超过了国家对污染和能耗总量10%的规定目标，几乎无法完成国家的这一要求。因此对节能高效的新型化工精馏技术的研究开发和运用可以使我们一下扔掉传统精馏法带来的高污染高能耗的“大包袱“，早日实现节能减排，环境友好的环境目标。可以说，高效节能精馏技术的前景可谓一片光明。理论阐述高效节能精馏技术的基本原理一、节能精馏与传统精馏之间工作方法的比较1、传统精馏法：目前使用的传统精馏法过程大致如下：将原料从精馏塔下送入精馏器的原料釜内，然后由釜下的锅炉放出大量的高压蒸汽，以提供精馏原料所需要的热量。这一热量通过塔釜的传导作用到原料上，从而使原料迅速的汽化并上升，在上升的过程中汽化原料和釜内的液化原料不断传质传热和再汽化冷凝。再由塔顶储存的冷却水将上升到塔顶的汽化原料予以冷凝。如此循环往复从而使得原料按照各自比重的不同达到分离提纯的目的。但这样的过程小号的热量很大，热量值几乎和塔底锅炉供给的热量相当，从总体上提高了能耗。2、新型节能蒸馏法：与传统精馏法相比，新型精馏法对精馏塔顶冷凝水对原料降温产生的蒸汽进行了合理的再利用。使其通过体内的内循环，有效地参与了对原料的再次加热和精馏。从而实现了对热能量的回收和再利用。例如最直接最明显的热泵精馏法，其工作方式便是将精馏塔顶在冷凝过程中产生的大量热蒸汽通过蒸汽压缩机迅速压缩，从而形成温度足够的高压蒸汽。然后将这些高压蒸汽循环至塔底进行再利用，以求二次利用节能减排。虽然根据不同的原料有着不同的精馏和热能回收的方式，但总的来说都起到了热能量的二次利用，大量为新热量产生而消耗掉的能源及其排出的污染物因此而变得不再必需。从而有效地降低了精馏器的能源消耗和热排放。2二、节能精馏和传统精馏在节能效果方面的比较上文已经对节能精馏法相较于传统精馏法的改进后优势进行了足够精确地分析和阐释。而且这里也有一个实例来予以说明，通过这个实例将会对新型节能精馏法的巨大节能效果和成本节约作用有更直观的了解。以下是实例即研究结果（附表）4在这一实例中，选用水-醋酸物系原料进行精馏实验。选取的精馏方法以热泵精馏和双效精馏为主。实验参数如下：原料组合：水0.4246 醋酸0.5454进料流率：f=100 kmol/h轻关键组回收率0.9185 重关键组回收率0.9978原料进入压力：0.13MPa实验结果如下表： 由此表不难看出：在各个投入产出参数相同的情况下，新型节能精馏法与传统精馏法相比在能耗、成本、维修等各个指标方面都占有绝对有节能优势。特别是目前许多企业最为看重的设备费用节省率方面更是出现了百分之一两百的高百分比的节省率。可见新型节能精馏法给未来的化工生产带来的节能降耗节约成本方面的变化将是革命性的。实践运用高效节能精馏技术工业化的具体应用及其效应 近年来，随着节能减排的生产方式日益成为主流共识，有关于化工生产中高效节能精馏技术的研究也越来越受到相关学界的高度重视和密切关注。相关的理论成果也是层出不穷，但碍于一些客观条件的限制，这些研究还没有大规模且系统的实际生产成果出现。造成这些缺憾的原因通常是：相关的系统化理论和实践指导技术及其资料相对较少；相关的示范装置及具有实际生产经验的技术人员的短缺。同时企业对这一新技术的信心不够，尚在观望。同时新技术对一次性成本投入以及操作人员技能的高要求使各个化工企业普遍动力不足等等。这些都是新技术在推广过程中必须越过的现实桎梏。因此，下面的一些具体措施在现在看来是必须在新技术推广过程中予以开展和神深化的：1、在推进相关理论研究的基础上，适时地建立相关的高质量的专家储备体系和模拟实验分析系统。并且该系统的使用及更新要与最新的理论研究成果实现同步，从而为生产时间提供友好而准确的即时理论信息和技术支持。42、针对目前化工生产大规模，高产量的现实情况。有必要建设新型的高效节能精馏示范装置，且这些装置的理论设计产量最好以千吨为标准单位。通过这些新型的实验和示范装置进行大规模高产量的生产试验。从而在实践中研究出更好更高效的精馏生产方式，并及时解决生产中所产生的各类问题。以期在未来的生产实践中能够规避风险，使新技术高效节能的特点能够得到最彻底的发挥。3、某些化工企业较为集中的地区的政府及相关主管部门，可以利用当地的资源和规模优势。建立以节能型精馏技术为主的工业示范基地，并且逐步在全国推广应用。 5参考文献1 杨家军，肖丰，杨莹，等顺流双效HGL精馏装置的优化设计J吉林化工学院学报，2007，24(1)：10122 肖丰，高维平，杨家军顺流双效HGL精馏过程模拟与优化设计J辽宁化工，2006，35(3)：154-1563 高维平，栾国颜，杨莹，等气体分馏装置优化