精馏塔节能改造分析.pdf

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1、啊础-圜■■■■-P：鼍嚣零辫警臻擎臻i雾麓磷'5-2。1”!：ji帮擎黪聪戮黉雾醪鬻隳臻需醪黪霉露蟹臻搿躞戮嬲礴隳黪两嘲霸骊隔霸圈霸_精馏塔节能改造分析董录琪(陕西宝氮化工集团公司，陕西721008)摘要：精馏塔是化工生产工艺中常见的分离装置，该装置的能耗占整个工艺能耗总量的比重较大，因此，降低精馏塔的能耗是化工企业当前面临的任务之一。本文从节能改造的必要性、可行性入手，分析了精馏装置节能改造的原则，以填充料的改进、塔板改进、多效精馏、热泵精馏、多塔精馏系统顺序优化等方法为例，详细说明了各个方法的节能原理及节能效果，希望能对相关的从

2、业人员提供一定的借鉴意义。关键词：精馏塔；节能改造；能耗在化学工业生产系统中，精馏塔是常用的设备之一，该设备的耗能量占据整个化工工业生产系统中耗能总量的35％以上，根据美国相关的统计数据表明，若全国有4万多个精馏塔，其消耗的总能量相当于190mL的石油，占全国能耗的3％。我国是能源消耗大国，在化工生产领域加强技术研究，降低各个环节的能源消耗，对于提高企业经济效益，促进经济发展具有十分重要的意义。以精馏分离过程为例，精馏过程的能耗占整个生产过程能耗的10-20％左右，做好精馏过程的节能改造工作，对于整个化工行业的节能减排具有重要意义。我

3、公司在年产15万t甲醇精馏装置上采用三塔复合填料，具有精馏能耗低、操作稳定、产品量好等突出优点，但操作相对比较复杂。通过改变蒸汽量来调整塔内流体压力和塔顶与塔底压差，同时采用上下游联动式操作方法，对精馏塔各部分进行优化上级后，投入生产运行，取得了明显的效果，改进后的装置平均综合能耗为每吨527．86千克标油，比上年同期下降了3．66％。1精馏装置节能改造1．1精馏装置节能改造的必要性精馏是利用液体沸点不同，对其进行加热蒸馏的一种分离技术，该技术可用于分离不同组分的液体混合物，也可用于提纯某种液态化工产品，粗醇精馏就是常见的一种应用。精

4、馏技术由于投资抵、技术较为成熟，因此广泛应用于化工机燃油工业生产中，但该技术的热力学效率较低，每分离lkg的化工产品消耗的能量较高，造成了极大能源浪费的同时，还加大了企业的生产成本。1．2精馏装置节能改造的可行性从能量转移的角度看，精馏装置是化石能源转化为热能，利用扩散原理，将有效热能转化为扩散有效能的过程，在转化过程中不可避免的会产生一定的能量损失。引起能耗的过程是多方面的，一是流体在流动过程中不可避免的会产生压强降低；二是相浓度不平衡造成的能耗。三是物流间的温度差引起的传热或不同温度物体混合过程造成的能耗。由以上能耗损失原因可知，

5、节能技术应从以下几方面人手：第一：减少最小蒸汽负荷量(G一)，降低热量(Q)损失。蒸馏塔塔顶压力不变的情况下，塔内流体在流动过程中压差(△P)越小，平均相对挥发度(仅)就越高，蒸汽负荷量就越小，则实际需要的热量就减少，从而起到节能的作用。第二：降低加热负荷。降低加热负荷需要降低上升蒸汽量(G)，可采用降低回流比(R)的方式实现。提高理论塔板数(ND可提高分离效果，可采用高效塔板或者填料来提高精馏塔内件的工作效率，从而增大单位长度内理论塔板的数量；回流比的降低则可通过自动控制装置的精准定位功能，使回流比与设定点的重和高较高，从而减少回流

6、比余量，起到节能的效果。不同进料温度下的预精馏塔热负荷值对比进辩温度热负荷X10一／keal·h。蒸汽耗量／℃塔顶塔底／t·h一160—2．97623．60357．1665—2．97623．48606．8870—2．97623．37116．5975—2．97623．25016．3980—2．97623．13136．19注：：蒸汽按0．4MPa(g)饱和蒸汽计第三：降低塔釜和塔顶的温度差值(△D，可有效降低热损。降低压降(Ap)、采用中间再沸器、添加中间冷凝器都可以起到降低温差的效果。第四：热损的回收再利用。塔顶冷凝器的热量若能回收再利

7、用，可有效提高整个系统的能源利用率。采用现代的集成技术，将热偶精馏、多效精馏、热泵精馏等多种技术进行综合利用，降低能量损耗。第五：复合型分离系统代替单一分离系统。当化工生产对分离程度提出苛刻要求，或单一的分离系统难以满足生产要求时，可将吸附系统或者膜分离系统与精馏装置进行组合，组装成复合型的分离系统，提高分离效果，降低单一分离系统的能耗。1．3精馏装置节能改造技术精馏装置节能改造技术分为两种，一种是对操作技术的改进，另一种是对现有流程的改进。在进行节能改造时，应根据生产的具体情况，选择合适的改进技术，或采用多种改进技术，以达到最佳的节

8、能效果。1．3．1操作技术的改进方法一：填充料的改进。降低塔内温差或者压差的有效方法为更换高效规整的填料，该填料在处理能力、持液量、压降方2341化J虿群2015年9月面具有较大的优势，可有效提升系统的工作效率，一般可提