精馏塔设备设计以及节能的研究情况.pdf

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1、精馏塔设备设计以及节能的研究情况岳婷(青海大学，青海西宁810016)摘要：在各种化工过程中，精馏过程是最为耗能的一个过程，常见的精馏塔设备是常规型、反应型、分隔壁型几种类型，本文对精馏塔设备的设计以及技能研究情况进行分析与总结。关键词：精馏塔；设计：技能在对石油进行加工时，精馏塔属于重要的一个分离单元，而在整个化工行业中，石油化工行业能耗最大，精馏过程具有较高的能耗，具有较低的热力学效率。因此，化工领域中一直对精馏塔设备的节能设计进行研究，精馏塔合理设计一直是化工设计中的一个重要环节。随着信息技术的发展与广泛应用，手工对精馏塔设备进行计算与设计逐渐被计算机辅助设计取代，计算机数值法的应

2、用，在很大程度上提升了精馏塔设备设计的节能性。1精馏原理及精馏塔设备设计分析1．1精馏原理概述混合物中的不同成分在挥发时会有差异，精馏就是应用了这一原理，通过气相、液相回流，使气体、液体之间逆向多解，进而使相对比较容易挥发的成分从液相中逐渐向气相方向移动，相对不容易挥发的成分向相反的方向进行移动，以对混合物进行分离处理，这一个过程即精馏过程1’。在进行精馏的过程中，传质与传热的完成是同步的，原料进入精馏塔中后，塔的上半部分是精馏段，没有进料时，塔的下半部分是提馏段。1．2关于精馏塔的设计1．2．1关于塔板的设计近些年来，精馏塔设计越来越完善，对塔板进行设计时，大量试验结果表明，相较于传统

3、的塔板，组合导向浮阀效率明显较高，在很大程度上促进了生产效率的提升。通过对塔板上区域流动的状态进行分析，塔板的导向推液作用被发现，进一步促进了传质效率的提升。FGC—vT属于一种较为新颖的塔板，将其应用在精馏过程中，不但可促进塔效率的提升，而且能够使塔操作弹性增加，进而实现减少能耗的效果。1．2'2关于填料的相关设计早期，精馏塔中的填料主要为竹片、石块，当前，科学技术得到了较为快速的发展，对于精馏塔填料的研究不断深入，陶瓷拉西环成为新的精馏塔填料。由于具备小压降、大通量等优点，填料塔在行业中的应用范围日渐广泛。对精馏塔进行设计时，精馏塔内件以网孔波纹填料充当，在同样工艺的基础上，不但会促

4、进精馏塔负荷的提升，而且能够实现高效、节能的双赢。1．2．3其他方面的设计对精馏塔进行设计时，还可对混合塔板、进料的位置等进行改造，例如，在优化设计时，对多个进料口进行设计，以便于具体施工中可以以具体进料、进料性质等为依据，对相应的进料口进行选择。这样，能够使精馏过程中的成分波动得到避免，从而保证精馏的效果，使精馏产量提升。另外，如果某一瘤段有负荷较大的区域存在，实施分组分离时，可以对混合塔板进行应用，以实现高效、低能耗的精馏。2对精馏塔设备节能性进行提升的工艺对精馏塔的设计进行节能优化一直是一项受到人们厂瑟关注的话题，因此，研究者们不断提出对精馏塔能耗进行降低的设计方法，其中，较为常用

5、的主要有下面几种。2．1分壁精馏的工艺近几年，分壁精馏才逐渐得到发展，属于新型精馏设备的一种，具有较高的测线产品纯度，且设备较为简单，对于设备的投资不多，经济效益理想。有研究者对分离裂解汽油三塔的流程与分壁精馏进行对比分析，发现，后者不但对设备的投资少，而且能够促进能源应用效率的提升，在进行运行的过程中，设备的热损失比较少，可使工作效率提升。另外，分壁精馏还能够使加热剂、冷却剂的应用量减少，相关统计结果表明，相较于分离裂解汽油三塔，分壁精馏的能源应用量又30％的降低。同时，在对分壁精馏塔进行应用时，如果能够对空分系统进行合理的应用，则相较于传统空分流程，分壁精馏热力学方面的能量应用率可得

6、到约5％的提升。2-2热集成工艺热集成是通过塔顶气相潜热来预热精馏料的一种工艺，此种工艺对气相进行冷凝时无需应用冷却剂，且经过预热的材料进行分离时难度较低，加热剂的应用量减少。有研究者将基于热集成的变压精馏及传统的变压精馏进行比较，发现在进行精馏的过程中，前者能源应用量有35％的减少阁。另有研究者应用苯一甲苯物系对集成精馏塔进行研究，并将其跟传统方法比较，发现，通过内部集成可使能源应用量得到35％至58％的降低。另外，精馏过程中有正压精馏、常压精馏、负压精馏存在，如果在具体操作中应用加压精馏塔的顶气相对常压、负压精馏实施加热，则可实现节能效果。3结语现阶段，对于精馏塔设备的相关研究大多集

7、中于计算、实验、模拟等方面，对于先进的精馏设备，仍旧处于摸索阶段。因此，在对精馏设备进行研究时，需进一步对理论实验进行放大，注重相关实际问题的解决，并加大精馏塔设计、生产工艺方面的研究与实施力度，使精馏塔在精馏过程中的能耗减少，进行对能源进行有效节约。参考文献：【1]周文豪，卫焕俊．精馏塔设备的发展及相关问题研究[J】。化工设计通讯，2016，42(8)：60．[2]龙上天，孔繁朋，宁国君，等．精馏塔设备设术与能耗优化的研究进展【J