化工精馏节能技术（精选7篇）
化工精馏节能技术 篇1
在化工生产过程中, 对精馏节能技术有着普遍的应用, 但传统的节能技术未能满足能耗降低的要求, 急需新型、高效的节能技术。在传统精馏节能技术的基础上, 本文对精馏节能技术展开了全面的研究, 并提出了几点技术改进的对策, 主要有操作条件的完善、多塔精馏的优化与分离效果的提升等, 新型的精馏节能技术在化工企业得到了全面的推广, 它不仅具有高效的节能作用, 还拥有良好的经济效益, 促进了化工企业的可持续发展。
1 化工精馏节能的原理
化工精馏节能的原理如下:在进料后, 塔底的再沸器将提供热量, 以此实现塔底物料的气化, 此后, 塔板促进了液体物料的传质传热, 再借助轻重组分实现了气化与冷凝, 在此基础上, 促进了分离的实现。在塔顶部分的气体, 借助冷凝器实现了冷凝, 此时塔顶将采取一定的产品, 而其余部分则会返回塔顶。在实际的化工生产过程中, 塔顶冷凝器消耗了蒸汽的热量, 塔底再沸器提供了热量。对于塔顶蒸汽冷凝热的高效利用, 可以实现能耗的降低与生产效率的提高, 进而节能与高效生产的目标也将达成[1]。
当前, 化工精馏节能的流程主要分为三种分别为热偶精馏流程、多效精馏流程与热泵精馏流程等。在科学技术的支持下, 我国化工企业生产根据自身的实际需求, 对节能精馏流程进行了广泛的应用, 同时也促进了其类型的增多, 在此基础上, 保证了化工企业生产的高效性、稳定性与可持续性。
2 化工精馏节能的技术
2.1 操作条件的完善
精馏塔的操作条件主要包括操作压力、操作温度、塔板压降、理论板数、进料位置与塔顶塔底采出量及热负荷等, 其中操作压力是固定的数值, 而其他条件要以实际的需求为依据进行灵活的操作。关于分离值的最佳状态, 它是由灵敏度分析、技术优化与设计规定共同决定的, 在此基础上, 实现了对相关负荷的获取, 进而促进了精馏能耗节约目标的达成。
2.2 换热器的安装
通常情况下, 精馏塔的顶部与底部存在较大的温差, 此时要借助换热装置, 在换热器安装后, 使冷热量二者保持了均衡。同时换热器的增设, 使操作线斜率得到了改变, 此时对于低品位的能源也能够进行利用。
如果精馏塔顶部的温度变化较为明显, 此时可以在塔板间增设冷凝器, 其中的冷源可以为低品位冷剂, 在此基础上, 实现了高品味冷剂使用量的减少, 进而控制了主冷凝器的能耗, 但此方法减弱了塔板的分离能力;如果精馏塔底部的温度变化较为明显, 此时可以在塔板间增设再沸器, 在此基础上, 主塔再沸器的高品味热量消耗得到了控制, 精馏塔中的热能也得到了降低, 同时提高了热效率, 促进了最佳节能效果的实现, 此方法拥有良好的节能效果, 但削弱了下方塔板的分离能力[2]。
例如:在乙烯精馏塔中增设再沸器, 其中提馏段的总热符合提高了30%, 此时的能耗节约达到了17%。
2.3 多塔精馏的优化
关于多塔精馏的优化主要体现在分离序列方面, 通过操作实验可知, 在精馏阶段要对相关的组分进行去除, 主要是由于这些组分极易腐蚀系统或者使其结焦, 此后, 对于后续设备材质的要求有所降低, 同时也提高了操作的稳定性。具体的优化内容如下:
对进料进行划分, 使其成为两股流, 每股的分子数量相同, 对于塔顶、塔底的分馏比例分别为50%;对产品进行回收, 主要的依据为塔顶产品的挥发度, 其顺序为递减;对物系进行分离, 如果各组的分沸点具有较大的差距, 而组分条件为冷冻条件, 此时在系统中的组分数量要保持最小值, 其中最后组分的应为挥发度在1左右的, 同时最后分离的应为较高产品纯度要求的组分。
对于精馏程序而言, 为了实现操作费用的节约可以选用热集成技术, 而非无热集成的技术, 前者可以节省50%的费用, 因此, 搭系热集成技术是重要的, 与单塔相比, 前者的优化效果更加显著, 在分离过程中对能耗的影响相对较少。通过上述技术的运用, 促进了精馏系统节能潜力的挖掘, 因此, 多塔精馏的优化措施得到了广泛的研究。
2.4 多效精馏的运用
多效精馏的运用主要是对原料进行划分, 使其成为相等的多股以此进料, 同时, 对每股进行压力的送入, 此时精馏塔将接受依次递增的压力, 而塔的操作温度则成为递减趋势。在此基础上, 如果塔的压力与温度均相对较高, 此时的塔顶蒸汽则会向较低塔再沸器进行供热, 而供热塔自身也会实现冷凝, 在循环过程下, 再沸器与冷凝器的能耗均会不断减少, 在此系统中, 供热仅提供给第一个高压塔即可, 此时系统便可以保持正常的工作, 而该塔的能耗为1/N。
例如:在三个塔串中, 此时利用的技术为三效精馏, 其能耗与原能耗相比为1:3, 节能的幅度接近了70%, 其节能效果是显著的。
多效精馏技术在运用过程中, 在效数增加的基础上, 蒸汽用量与能耗均会得到减少, 但效数的增多, 使设备的投资费用有所增多, 同时, 受一定因素的影响, 主要源于第一级加热蒸汽压力与最后一级的冷却介质种类, 在此基础上, 操作的难度较大。通常情况下, 单效转为双效的设备, 其节能可达到50%, 双效转为三效的设备, 其节能可达到17%, 三效转为四效, 其节能可达到8%, 根据数据可知, 多效精馏随着效数的增多, 其节能效果在逐渐下降。因此, 在工业生产过程中, 主要采用的为双效精馏, 此时的工艺流程分为三种, 分别为平流、顺流与逆流, 三者划分的依据为加热蒸汽与物流流向[3]。
2.4.1分离效果的提升
根据相关的实验可知, 分离效率直接影响着能耗的降低、节能减排的实现与产品质量的提高, 因此, 要采取必要的措施促进分离效果的提升, 在此基础上, 企业的综合效益才能够得到保障。化工精馏过程中, 要注重分离设备的选择, 主要有新型的填料设备与高效的导向筛板等, 此设备能够促进分离效率的进一步提高, 还能够降低精馏塔的操作回流比, 进而实现了能耗的有效控制。分离效率的提高是化工产品质量提高的可靠保障。
3 化工精馏节能的发展
节能蒸馏塔的发展是必要的, 它满足了节能环保的要求, 在保证产品质量的基础上, 最大限度的减少了能源的损耗。精馏操作流程受诸多因素的影响, 在对其研究过程中, 为了实现能量消耗的降低, 采取了相应的措施, 具体内容有:填料的转换, 由高效、整齐填料取代了普通的材料, 同时对再沸器与冷凝器的传热效果进行了提升, 并且还改进了精馏塔的进料, 在其中增设了再沸器或者冷凝器, 还采用了热泵技术, 最后有效利用了多效精馏技术与特效精馏技术。在节能型精馏流程建立后, 要对相关的工艺进行改进, 并对于示范装置进行研发, 以此促进其工业推广[4]。
化工精馏技术在不断优化与创新, 促进了化工生产效率的提高, 保证了其产品的质量。但对其研究不足, 应用也不够全面, 造成此情况的原因主要有实际生产的经验较少, 对于此技术的相关资料支持不足, 同时还欠缺专业的示范装置, 最后节能精馏的程序较为复杂, 企业对其应用的主动性与积极性不足。为了有效转变此局面, 增加化工企业对节能精馏技术应用的自主性, 减少我国化工生产的能耗, 并保证我国节能减排目标的达成, 要采取以下措施:化工企业要建立了优化的流程系统, 如:模拟分析系统与专家系统等, 以此指导化工企业分馏工作的有序与高效开展;同时, 化工企业要进行积极的联合, 构建工业化示范装置, 促进企业间信息的沟通与交流, 以此推动精馏应用技术的提高。
4 结语
综上所述, 本文主要研究了化工精馏节能技术, 阐述了其原理, 重点分析了其各个技术, 并根据精馏技术发展中存在的问题, 提出了解决的对策, 相信, 化工企业的精馏技术应用将更加高效。
参考文献
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化工精馏节能技术 篇2
关键词：化工工艺；节能损耗技术；方法
1化工工艺中运用节能损耗技术的重要意义
1.1控制企业成本的需求
随着经济的飞速发展，人们为了控制成本，增长利润，越来越重视生产过程中的节能减排，化工企业也不例外，不断完善化工生产工艺，在化工生产过程中运用节能减排技术和设备。另外还通过研究相关节能减排技术的有效性，掌握能源的利用效率。在使用节能减排技术的过程中，优先使用高科技的节能减排技术，不断完善改进重要的工艺设备，进一步达到节能减排的目的。
1.2绿色化工的需求
当前人们的生活理念随着经济技术的发展也在不断变化，开始对物质生活越来越重视，但同时会造成大量的资源消耗问题，进而产生许多工业废弃物。在生产生活中，人们无节制的排放化学制品的残留，引发了如水资源破坏、空气严重污染、全球变暖等生态环境问题，对人类生活和自然界的生态平衡造成了极大的影响。当前随着工农业快速发展，为有毒化学物质的繁衍提供了可能。特别是化工产品生产的过程中，有大量有毒物质排出，因此必须经过科学的处理，这些有毒物质方可向外排放，否则对人的身体健康造成影响，还会给生态环境造成致命的影响，所以为了对人们健康和生态环境提供更好的保护，应该在化工生产中采取合理的措施使其实现节能减排的目的。
2化工工艺中常见的节能减排技术方法
化工企业包括众多类型，所以在具体实践中应该根据其实际情况，分析其工艺属性和类型，落实不同的工艺技术，使整体节能减排的需求得到满足。
2.1选择合适的工艺条件
在改善工艺节段，为了使化工外部反应压力降低，有效的控制其反应温度，应该选择合适的工艺条件，使整体工艺形式要求得到满足。首先应该采用科学的计算方法，对化工反应外部压力进行明确，受特殊规避手段的制约，为了使化工反应的稳定性得到提升，在输送系统阶段，应该分析其压缩性能；另外还需要对其吸热温度进行合理的控制，过高的吸热温度会影响能量的应用，对落实化工工艺造成不利影响。想要提升化工反应的转化效率，应该减少产生各种副产物，使整体能量利用率得到提升，化工企业一般在具体应用阶段，使用合理的催化剂，可以使整体反应效率得到提升。
2.2新工艺形式的落实
随着全球经济的飞速发展，在操作阶段，需要对先进的生产理念和工艺形式进行积极学习，达到节能减排的目的。根据化工反应的具体形式要求，可以推广整流技术与分离结晶等技术形式，使化工工艺性得到提升。另外化工工艺明确规定了转换功能的形式，在国家规划发展形式的要求下，当前广泛运用的工艺便是技术节能形式。超声波在线处理技术在信息技术的基础上，联合应用了变换气制碱技术、再压缩技术、大型化水煤浆气化技术、吸附精馏法及供热电联产等技术，具有更加明显的优势。
2.3新型设备的选用
在化工工艺中性能较高的生产设备发挥着重要的作用，可以使生产效率得到提升，对能量的消极影响减少。同时性能良好的设备还可以使那些不必要的能量浪费减少。根据换热器、电机拖动系统、高效分馏设备等应用的需求，需要优化处理生产设备，如在应用变频电机系统的过程中，为了使其节能设计效果更好，可以制定符合变频系统的调速方案。化工工艺中阀门动态和静态调整方案不同，所以需要依照拖动系统运行的情况，使装置低负载率的情况得到解决。另外分析供热系统优化组合的过程中，应该防止发生高热抵用情况，有效的结合各个装置，扩大冷、热能源流的转换范围，进而使其热能的利用效率得到提高，降低损耗。
2.4对回收系统合理的应用
我国化工企业普遍存在着废水回收系统较低利用的情况，对再次利用冷凝水要求相对严格。蒸流疏水阀的型号和安装的错误及高温凝结水浑浊等，如果对其进行开放利用，就会导致出现降温闪蒸情况，所以为了使其操作更加节能，应该有效的利用回收系统。在生产过程中，高温凝结水回收装置发挥着重要的作用，使冷凝水实现了多次利用，起到合理的节能减排的效果。另外污水处理常用的工艺还有氧化沟、A2/O、CAST工艺、UNITANK等。
3结语
总之，化工工艺节能减排技术应用效果的优化，会使其整体行业经济利益得到进一步提升，所以相关人员应该对应用化工工艺节能减排技术的重要性引起充分的重视，对其节能减排技术方法进行深入的研究，使其最大程度地减少能源消耗，进而使化工工艺的生产过程实现可持续发展。
参考文献
化工精馏节能技术 篇3
1 化工精馏的原理及影响因素分析
(1) 化工精馏的原理分析。在对化工精馏的节能技术进行分析之前, 有必要对化工精馏的原理进行明确, 实际上精馏可以看成是蒸馏过程中的一部分, 蒸馏是基于物料在物理性质方面的差异进行分离, 主要是在蒸馏塔之中完成的, 由底部蒸汽热量造成的塔釜汽化物料在不同性质的塔板上进行传热和传质反应, 最终根据塔板上汽化组分的自身轻重将其分离, 多余的塔釜汽化物料在塔顶被冷凝水冷却并回收循环。
而对于普通蒸馏过程来说, 通过实践分析来看, 之所以传统蒸馏有着很大的能耗, 和蒸汽损耗过大是分不开的, 而通过精馏节能过程的应用, 就可以很好地避免该部分能量的消耗。
(2) 化工精馏的主要影响因素。首先, 如果温度下降, 就有可能会带来精馏塔底部的冷负荷增加, 继而对分离的状态带来较大的影响;其次, 当塔压发生了变化的时候, 就会在一定程度上对分离浓度带来一定的影响;第三, 一般情况下, 每个化工精馏过程都会有着规定的进料量, 过多过少都会对产品的输出质量带来一定的影响;最后, 同样的是, 回流比过大过小都会对分离效果以及产品的输出质量带来影响。
因此, 只有将这些相关的化工影响因素控制在最为合理的范围之内, 才能有效确保化工精馏过程获得更好的输出结果。
2 化工精馏高效节能技术开发与应用
(1) 精馏操作条件的优化。在化工生产过程中, 如果要想顺利地对混合物进行分离, 精馏她的运行条件是必须认真考虑的问题, 只有满足和完善这些条件, 才能够取得更好的精馏效果。
一般情况下, 精馏塔的主要操作条件包括温度、操作压力、进料温度、塔顶塔底采出量、回流温度以及组分分割程度等, 在这些因素中, 操作压力一般是预设好的, 其他条件则可以基于实际情况进行设置, 以分离能够最大程度地达到最大值, 继而获得最小冷凝负荷以及再沸负荷, 从而更好地实现高效节能的目的。
(2) 塔系热集成技术。在该种技术之中, 主要采用了多塔精馏, 和单个蒸馏塔相比, 其节省的能耗幅度也是非常惊人的, 而实践证明其大概能够节省50%的能量。
具体来说, 将分子数相近的进料按1∶1分布在蒸馏塔的上下两部, 基于不同物质的挥发性质来将其逐个回收, 其中组分中出现沸点差距较大的物相时, 将其放入冷却等级较低的系统塔中进行蒸馏, 并将相对挥发度最高的关键组分放到尾部进行收集。
(3) 中间换热装置节能的充分利用。一般情况下, 由于客观条件使然, 精馏塔的上下部总是存在着较大的温度落差, 这就给能耗问题变的更加突出.针对这一问题, 本文在实践中总结出了可以在内部增加中间换热装置的方法进行解决。增加换热装置的依据主要是精馏塔上下部的温度突变状况, 针对上部和下部发生的不同温度突变状况设置不同的中间换热装置。比如, 如果顶部出现了温度突变, 则设置冷凝器, 而下部出现温度突变则设置再沸器。经过实际应用后我们发现, 这样可以有效降低化工精馏的能耗, 提升生产效率和节能效果。
(4) 化工企业节能标准化的建设与实践。目前, 我国在石油化工企业节能相关的国家标准一共有20多个, 其中大多都涉及到能耗、能效限额或者节能管理方面, 如《化学工业循环冷却水系统设计规范》 (GB50648-2011) 、《用水单位水计量器具配备及管理通则》 (GB 24789-2009) 、《通风机能效限定值及能效登记》 (GB 19761-2009) 等, 因此, 在这种大背景下, 化工企业在精馏过程更应该响应国家的节能标准要求, 加强精馏过程的标准化建设, 从而使得在化工精馏过程中能够达到高效节能的目的。
3 结语
总之, 通过对化工精馏过程的高效节能技术开发与应用进行研究, 不仅可以有效解决企业在生产过程中能耗过高的突出问题, 还可以进一步提升产品的品质。同时, 作为化工精馏企业来说, 应该在实践中不断探索和完善高效节能型精馏技术, 继而实现企业经济和技术效益的双赢。
摘要：本文首先对化工精馏的主要原理及影响因素进行了分析, 以此为基础, 提出了几种行之有效的化工精馏高效节能技术, 并对其在化工精馏过程的具体应用进行了探讨, 希望能够为同类的实践提供一定的借鉴意义。
关键词：化工精馏,高效节能技术,开发,应用
参考文献
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化工精馏节能技术 篇4
摘要：国民经济在不断的发展进步中，化工工艺在我国生产领域中占据着较为关键的作用与影响。化工工艺主要是指将原材料通过合理措施，经过一定的化学反应过程，进而逐渐转变成成品的科学方法与过程，这一工艺的推广、能量的利用和物质转换之间存在一定的联系。因此节能降耗不单单是企业关心的话题，更是全社会共同关注的热点，企业在进行化工生产过程中一定要确保产品的生产质量，强化可持续发展。
关键词：化工工艺;节能降耗技术;应用研究
现阶段，我国的能源危机与环境危机日益严重，节能降耗技术的重要性与关键性逐渐成为生产领域重点关注的建设项目。新经济形势的大背景之下，我国化工领域若想进一步实现可持续发展，提升企业整体的经济效益与社会效益，就应在进行实际生产的过程中，充分的引用节能降耗技术。这一技术的广泛应用具有一定的社会价值与社会意义，有助于减少化工生产过程中的实际损失，强化化学转化过程，提高重复利用效率，降低成产流程的整体损耗程度，进而提升化工工艺的管理。
石油化工领域催化精馏技术的应用 篇5
1 催化精馏技术概述
该化学过程是在同一个塔中完成反应和分离的。它是现阶段化学工程领域中一项新技术, 利用对CD的合理应用, 可以生成一种平衡反应产物, 使反应热应用于精馏中, 进而降低能耗, 达到节约成本的目的。在阶段这种催化精馏技术已经早石油化工领域中得到了广泛的应用。
1.1 催化精馏原理
在塔内对固体催化剂进行合理排布, 并实现催化反应和产物蒸馏分离, 将精馏分离和化学反应结合在一起, 展开同时的操作, 这样就会形成催化精馏圈, 其中, 对固体催化剂的使用可以起到催化作用, 同时还能作为促进产物有效分离的填料, 合理利用催化精馏技术可以实现产诶分离和催化反应之间的完美结合。
1.2 催化精馏的优点
催化精馏的过程体现出了减少再沸器的热负荷、缩短反应时间、节省能量、控制温度等一系列优点。同时使用催化精馏技术以后, 反应器和分离塔得到合并, 进一步简化了生产流程, 投资成本也得到了节约, 并且利用该技术生产出来的产品非常纯净, 其杂质含量非常低。
1.3 催化剂性能要求
在催化精馏的过程中中, 普遍会应用离子交换树脂和分子筛催化剂, 从性能上来看, 催化剂具有表面积充足的特点, 在反应过程中可以保证温度范围内的活性, 同时在进料过程中不溶, 且在反应中可以为液相反应的进行提供一个良好的通道, 便于汽液相可以得到自由的流动。
1.4 催化精馏操作能力的影响因素
第一, 催化剂的影响。催化剂的影响具体体现在以下几方面: (1) 催化剂颗粒大小, 催化剂颗粒越小其反应转化率越高。 (2) 催化剂床层高度, 在催化精馏过程中, 随床层高度增加反应转化率会逐渐减小。 (3) 催化剂操作条件、装填方式, 催化剂有效因子在低温下对反应影响不大, 高温条件下爱对反应的进行不利。第二, 操作回流比的影响。随着回流比的增加, 催化精馏反应转化率会不断增高, 同时回流比降低, 转化率线性会随之增加, 待增加到一定值时, 回流比对转化率就基本影响不大了。第三, 反应混合物性质的影响。催化精馏在反应体系的临界点以内的操作是进行催化精馏的重要条件, 一定要保证在临界点范围内, 这样才能使催化精馏得到有效实现。第四, 其它影响因素。为了使反应转化率得到提高, 会采用限流器在反应段与提馏段之间使部分液体滞留在反应段, 这样一来在高温高压下, 就能让部分反应物先在预反应器中转化, 通过这种方式使反应转化率得到提高。
2 催化精馏工艺流程和设备分析
2.1 催化精馏相关设备
一般来说, 催化精馏塔结构分为精馏段、反应精馏段和提留段三段。但是按照加料位置、原料、产物挥发度不同等因素的影响而有所不同。所以, 在工艺流程上会呈现出一定差异, 乙酸乙酯的工艺合成为例分析, 因为原料、产物的相对挥发度不同, 可以将催化剂筐的位置摆放在反应部位的上方、中段或者下方。在利用乙酸和乙醇催化合成乙酸乙酯的反应过程中, 可以将催化剂筐放置于反应部位上方。催化精馏塔主要由反应精馏段、精馏段两部分组成, 其中反应精馏段塔径为1000rain, 其中装有七层新型立体催化精馏塔板, 设于塔板上设, 将1.3m的固体酸催化剂装于催化剂筐和下部塔釜中。精馏段塔径是600rain, 将轻质陶瓷波纹规整填料装入其中, 装填高度为11m。催化精馏塔中共设有测温点5个和测压点2个, 每层催化精馏塔板上都设置了气液相取样口, 这样一来, 乙醇就可以从反应精馏段的底部进料, 乙酸则从反应精馏段顶部进料。
2.2 催化精馏工艺过程
乙酸和乙醇进入到反应精馏段顶部与底部之后, 乙醇成为蒸汽后向上升, 在上升的郭晨谷中与乙酸 (从反应精馏段顶部进料) 逆流接触, 在阳离子交换树脂的催化作用, 就会出现精馏作用。形成最低共沸物后, 乙酸乙酯、乙醇、水会从酯化塔的塔顶蒸出, 馏分 (经塔顶冷凝器冷凝后) 会进入分相器分相, 分相器的上层与下层溶液分别为酯相和水相。其中, 酯相有部分回流, 还有部分作为粗酯采出, 随后进人到精制塔精制, 在精制塔塔釜获得乙酸乙酯产品 (合格) , 随后水相会进入回收塔, 最后对乙酸乙酯及乙醇进行回收。
2.3 乙酸乙酯合成中的应用
乙酸乙酯是一种非常重要的有机溶剂, 作为一种化工基本原料目前已经广泛用于油漆、纤维素、药物等生产领域中, 目前国内外的市场需求量非常大。我国生产乙酸乙酯主要利用酯化法和乙醛缩合法, 这两种方法的原理为将反应精馏应用于酯化反应中, 将浓硫酸作为催化剂, 但是浓硫酸具有较强的腐蚀性, 同时还存在副反应多、污染严重等一系列问题, 其缺点非常明显。然而现阶段利用催化反应精馏, 同时与萃取合成乙酸乙酯工艺相结合, 萃取后的粗酯经精馏后, 其质量分数可以达到99.5%以上。从实验的角度上来说, 乙酸乙酯合成实验反应生成的乙酸乙酯尚不足以完全将反应生成的水从塔顶带出, 这样一来就会有部分反应生成的水未被带出而滞留在塔釜, 这样一来含水质量分数就会过高。从经济利益角度老看, 能源成本也会大大提高。所以粗酯回流在催化精馏过程中可以起到对乙酸乙酯-水-乙醇共沸体系中所需的酯进行补充的作用, 最终极大的促进反应向正方向移动。
3 催化精馏技术在石油化工中的应用
目前, 催化精馏已经在醚化、醚分解、烷基化等化工生产领域中得到了广泛应用, 下面就让我们针对这项技术在石油化工领域中的具体应用展开分析。
3.1 醚化反应
在醚化过程中, 实际上催化剂为酸性阳离子交换树脂, 与碳四、甲醇相混合, 将其作为原料, 催化精馏技术的应用可以得到最终生成物甲基叔丁基醚。在化工生产过程中, 利用催化精馏裂解还能得到高纯度异丁烯, 在合成过程中不用对醚化塔的馏出物进行水洗, 为防止和碳四烯烃发生反应生成共沸物而表现出损失, 需要在醇类碳原子数等于或者大于3的情况下进行操作。采用催化精馏法还能合成高辛烷值汽油调以及组分乙基叔丁基醚, 二者的性能都非常优良, 通过对反应精馏法的利用可以对传统反应方式过程过重产品组成分布宽及收率低等诸多弊端进行解决, 合成产品二醇醚, 其优势更加明显。
3.2 烷基化反应
所谓烷基化反应实际上就是利用催化精馏技术, 将异丁烷和正丁烯烷发生反应, 制取汽油调合料的过程, 利用这一化学反应生产出各种化学产品, 同时利用同种类型反应制取制造药物、油漆等。目前这种催化精馏技术已经在在工业领域得到了广泛的应用。
3.3 异构化 (歧化) 反应
作为汽油、柴油、润滑油等物质中的优良组分, 异构烷烃是合理利用催化精馏技术, 促进异构烷烃的收率的提高来得到的。现阶段烷基异构化技术已经在工业生产领域得到发展的非常成熟, 目前已经得到了比较广泛的应用。此外, 利用催化精馏法还能达到丁烯加氢异化的效果。
3.4 加氢反应
合理利用催化精馏技术可以实现烯烃杂质选择加氢, 这样一来, 烯烃杂质失去原有的化学活性, 对精馏分离去除非常有利, 还能迅速减少连串反应发生的几率。此外, 合理使用合适催化剂还能利用异丁烷氧化脱氢制取异丁烯。
3.5 水解、水合反应
利用水解、水合反应可以利用异丁烯水生成并制取叔丁醇, 在催化精馏的作用下将乙酸甲酯水解为甲醇和乙酸, 同时利用催化精馏还能使甲醇生成二甲醚, 或者也可以利用其它醚类脱水生成二烷基醚。
4 催化精馏发展展望
4.1 现有催化精馏技术缺陷分析
目前石油化工领域中使用的催化精馏技术始终存在一些缺陷, 反应过程和物系精馏分离只能同一温度条件下进行, 也就是说只能在催化剂具有较高活性的温度中使用, 如果催化剂的活性温度在物质临界点以上, 就不具备精馏分离条件。我们可以从以下几方面对催化精馏技术展开分析:首先, 催化剂的用量会随着反应的发生而变化, 并不能为催化反应提供足够的停留之间, 气速如果过高其层床压力过大, 这时会对仪器造成损伤;其次, 因为高分子材料具有一定的溶胀特性, 在一些反应物系中催化剂填料会出现膨胀的现象, 这时热稳定性是非常差的, 对催化剂进行加工显得非常困难。第三, 目前怎样利用不同的实验条件对合适的七日抽提速度、接触时间等进行确定, 成为目前技术应用的难点。总之, 只有所有条件均合适的时候, 催化精馏技术的优势才能充分展现出来, 同时催化剂装填方式的选择以及催化剂类型是非常重要分, 在不久的将来, 催化剂与集精馏填料于一体的整体填料催化精馏内构件将会得到大力发展。对于催化精馏工艺来说, 催化剂的寿命也有非常重要的影响, 因此对具有更高选择性、更长寿命的催化剂的选择始终是催化精馏技术领域中的重点。
4.2 催化精馏发展前景展望
目前国外先进国家研发了很多催化精馏塔结构, , 其中R&L结构、IFP Chevron结构、库拉列结构等是比较成功的, 各国还在对填料隔栅式、框板式等催化精馏塔进行努力的研发。目前在这方面我国齐鲁石化研究院、南京大学等多家科研单位已经取得了很大进展。从理论研究角度上来看, 已经建立起了相对完善的催化精馏理论体系, 通用数学模型及算机应用程序、气液平衡关系及反应速率间的相互影响等是目前比较成型的理论;从催化精馏技术为基础的新工艺研发角度上来看, 目前我国已经实现了用先进工艺代替许多落后生产工艺的技术革新;从自主知识产权研发角度来看, 相关塔结构和催化剂构件已经相继研发出来, 并应用于化学工业领域中。
5 结语
综上所述, 通过对催化精馏技术在我国石油化工领域中应用的研究, 我们可以清楚的看到, 这项技术的应用已经为我国产业注入了新的动能, 石油化工企业的生产成本得到了一定程度的降低, 国家资源的利用效率得到了极大的提高。站在现代社会产业的发展高度上来看, 大部分石油化工企业都是以社会及相关技术为依托来维系日常运作的, 催化精馏技术的应用具有非常重要的现实意义。总之, 石油化工企业还需在产业技术升级上进行进一步的探索。
摘要：目前催化精馏技术在石油化工领域中已经得到了广泛的应用, 与普通催化精馏技术相比, 这种技术将持有投资少、产品收率高以及能耗低等一系列优点。本文主要对催化精馏技术在石油化工领域中应用的情况展开分析, 并针对我国催化精馏技术的研发和应用进行进一步的探讨。
关键词：石油化工,催化精馏技术,应用
参考文献
[1]樊英杰, 孙世林, 张松显, 任海鸥, 王艳飞.催化精馏技术在高纯度醚类生产中的应用进展[J].当代化工, 2010, (3) :339-341+344.
[2]高彤.催化精馏新技术将撑开另一片蓝天——记福州大学化学化工学院王良恩教授[J].中国高校科技与产业化, 2010, (8) :69-71.
[3]赵素英, 周进银, 杨柏川, 王良恩.催化精馏与固定床联合工艺用于乙酸甲酯水解[J].化工进展, 2011, (4) :725-728+738.
化工精馏节能技术 篇6
一、精细化工高真空连续精馏工艺特点
在一般情况下, 轻烃是一种无色、透明, 带一点嗅味的液体。它的密度约在 (0.63-0.68) , 较容易挥发, 由C2-C12的链状饱和脂肪烃和其它不容的构体组成, 此外还有些许还皖烃和有机硫化物组成, 它是一种多成分的烃类混合物。
轻烃的精馏工艺流程优化, 主要是从进口1泵入沉降脱水罐2, 将无游的离水轻烃推进蒸馏釜5和储罐4, 采用单塔双釜接替方式的间歇精馏工艺。其中一座精馏塔配备两个蒸馏釜。A釜工作, B釜送进原料, 进行提前预热, 在A釜蒸馏以后, 立刻让B釜进行接替, 然后A釜再进行准备, 两个釜之间相互交替工作, 在一定程度上减少了装置间歇的时间, 同时提高了设备的利用效率, 降低了能耗和生产产品的成本。釜的容量以及填充塔的直径或者高度都是同时处理原料的数量和分离的精度来解决的。在塔内一般配备有高效的金属网波纹填料, 在每个填料层大约有 (8-10) 快的理论上的塔板, 每立方米的表面积约为705平方米, 具有较高的分离效率, 把换热器安装在塔的顶部, 物料连续自然地进行回流, 然后采用自控阀来调节回流的比例[1]。
在生产过程中每一种产品的质量都是通过填充柱的气象色谱进行监控的。这种仪器使用样品的数量很少, 而且分析的速度很快, 具有较高的分离精度。蒸馏出的物质先进入缓冲罐10, 一旦样品分析数据达到某个产品的质量标准时, 就会自动进入成品计量准冲罐11, 最后进到储罐12。但是如果产品的质量标准以及数量已经接近下限, 蒸馏出的物质返回到缓冲罐10, 需要调节温度以及回流的比例, 从而使物料在塔内的系统中继续分离。计划生产的产品在达到一定的质量标准时, 蒸馏出的物质需要转入另一个成品的计量缓冲罐。其它的生产设备, 按照正常的压力下进行操作, 生产安全、可靠, 且操作很方便[2]
二、分离低沸组分的方法
轻烃中的低沸组分是指:乙皖, 在轻烃中的含量很少, 数量也较少, 沸点仅为-88.6度;其次是丙烷、异丁烷、正丁烷, 这些物质沸点都很低因此又称为液化石油气。在进行轻烃的精馏加工过程中, 偶尔会要求从C4以上的组分中分离出C3, 获得一种组分, 但是达到上述要求通常需要在低温条件下进行, 为了避免使用昂贵的低温制冷系统, 进而减少设备的投资以及消耗的能源, 通常选用高压蒸馏技术, 进而增加系统的压力, 以提升物料组的分离沸点, 使它可以在正常的温度下可以采用25度左右的水当作液化丙烷的冷却剂, 但是这种常温的加压蒸馏技术不适合用于分离甲烷、氢气以及乙皖[3]。
其次, 从轻烃里面分离出来的丙丁烷的混合物其纯度能够达到96%以上, 含有微量的乙皖, 其余的含有C5以上的组分。混合物的纯度和收率可以进行自由的调整, 轻烃里面的异丁烷、正丁烷以及丙烷等的含量多少和生成它们的母质成熟程度密切相关, 其正构的组分远远大于异构的组分, 三者的含量组成和燃烧时候的火焰高度、强度和颜色密切相关, 如果异构的成分大于正构的组分, 那么燃烧的火焰就会很高, 且火光强烈, 白炽明亮。
三、优化高真空连续精馏技术
在油田轻烃的精馏工艺优化过程中, 如果量塔径和塔的高度相差很大, 就会导致材料的大量浪费, 但是如果不足就会引起处理能力不够, 进而致使产品的质量很难达到标准, 轻烃的回收率降低。在回收轻烃的过程中, 换热器的选择十分重要。轻烃回收装置本身采用的是氨制冷压缩机, 不管是型号还是蒸发温度都必须加强重视。比如说压缩机什么样的的型号冷冻效果最好, 蒸发的温度是否在合理的范围内, 一般情况下温度范围为—20℃至—30℃左右, 干气外输的温度控制在21℃左右最好。整个过程进行之前必须加强两者之间的温度偏差的估量, 并作出相应的改造措施, 以便提高轻烃的收率。
确定好个塔科学的理论级数, 利用PRO的工艺模拟程序, 采用NRTL的热力学计算模型, 修正热力学参数, 根据实际生产过程中所得的数据, 针对不同规模中的轻烃精馏装置, 模拟计算出粗醇的组成以及流量即可[4]。采用合适的塔器选型是确保各塔理论级以及发挥最大功效的重要保证, 只有解决好该装置的系统问题以后, 根据实际工程情况、物性的理论, 优化设计塔器的选型以及结构, 才能进一步为塔器的优化技术提供有利条件。
先精馏塔的主要分离轻烃中的轻组分, 而精馏那一段的气液比较较大, 且负荷相对较小, 不能够充分地湿润填料的表层, 而且精馏那段的物性以及工程概况更适合用于鼓泡的传质, 而提溜那一段鉴于少量液蜡的存在, 在一定程度上会影响到填料的表面液膜, 进而降低分离率。对该段采用塔盘, 非常有利于酸性物质和碱液发生化学反应, 因此选用全塔盘是很合适的。此外, 针对加压的精馏塔, 需要分离出大约50%的精轻烃, 可以进行塔釜进料, 使全塔采用规模的填料, 进而降低塔高。在塔釜增设进料的口部进行工艺改进, 确保正常操作。
结语:
优化精馏工艺程序, 使连续精馏技术更加精细化, 减少油田回收装置改造的成本, 大幅度提高轻烃的产量, 提高设备的利用率。从而, 实现经济效益和社会效益。
摘要：以油田轻烃回收和轻烃的精馏工艺进行研究分析, 提出优化连续精馏技术的有效措施, 提高轻烃回收率以及石油资源的利用率。
关键词：精细化工,高真空,精馏技术
参考文献
[1]唐善宏, 伍昭化, 刘乃鸿等.精细化工高真空连续精馏技术[C].//2008年全国精馏技术交流与展示大会论文集.2008:71-74.
[2]刘芬, 祝仰勇.热泵精馏技术在煤焦化工艺中的应用分析[J].山东冶金, 2012, 34 (2) :57-58.
[3]王广全, 徐之超, 俞云良等.超重力精馏技术及其产业化应用[J].现代化工, 2010, 30 (z1) :55-57, 59.
[4]林珩.现代精馏技术在工程设计中的应用和经验交流[C].//第二届全国精馏技术交流与展示大会论文集.2009
化工精馏节能技术 篇7
1 多晶硅的生产工艺
1.1 改良西门子法
改良西门子法就是利用氢气对三氯氢硅进行还原, 将多晶硅沉积在硅芯发热体上。在当前的多晶硅生产工艺当中, 改良西门子法是应用最为广泛的工艺, 具有扩建容易、风险低、工艺成熟等优点。在当前世界的多晶硅总产量当中, 利用改良西门子法生产的多晶硅约占70%—80%的比例。而该工艺对能源的消耗量十分巨大, 在总成本中, 电力成本就占了70%。
1.2 硅烷法
硅烷法与改良西门子法十分相似, 不过, 二者的中间产品有所不同。在改良西门子法当中, 产生的中间产品为三氯氢硅。而在硅烷法当中, 产生的中间产品则是四氢化硅[1]。利用硅的直接氢化法、氢化物还原法、硅合金分解法、四氯化硅氢化法等方法, 都能够制备四氢化硅。将制备的硅烷气进行提纯, 然后在热分解炉当中进行多晶硅的生产。
2 多晶硅精馏节能技术原理
2.1 节能减排的精馏技术的比较
在当前氯硅烷和多晶硅精馏节能减排技术当中, 主要包含耦合精馏、热泵精馏、隔壁精馏、吸附精馏等精馏技术。通过对这些精馏技术的分析和比较可以发现, 在这些节能减排的精馏技术当中, 存在着一些共同点, 都是通过采取相应的方式, 来降低塔器操作的波动, 从而使产品纯度的要求降低。同时, 分别采取不同的技术手段, 使分离过程中塔器需要的回流得以降低, 这样, 就能够有效的实现节能减排。
2.2 多效精馏
在多效精馏当中, 现将原料分为若干股进行进料, 然后将其以此输入同等数量压力递增的精馏塔当中, 这些精馏塔的操作温度也是依次递增的。高压力塔塔顶的蒸汽向低压力塔塔釜再沸器进行供热, 同时将自身进行冷凝。通过这种方式, 能够将低压塔再沸器的能耗、高压塔冷凝器的水耗等资源消耗有效降低。在这一过程中, 只需要向压力最高的塔进行供热即可。
2.3 提高分离效率, 降低回流比例
在分离过程中, 如果能够有效的提高分离效率, 就能够实现回收率的提高、排放量的减少、产品质量的提高、能耗的降低等, 从而使多晶硅生产企业会的更大的经济效益[2]。对于这一点, 可以根据Q= (R+1) D的公式来进行解释。其中Q代表精馏塔的能耗, R代表精馏塔的回流比例, D代表精馏塔塔顶产品的流量。
3 高效分离技术的应用
3.1 产品质量的提高
物料在进入和离开塔板的过程中, 会产生分离和组分的变化。如果组分的变化能够达到理论上的最大程度, 它就能够获得一个理论板数的分离。不过, 在实际操作中, 存在着泛液、漏液、夹带雾沫等情况。而由于物料在进入塔板进行分离之后, 将会很快离开塔板, 因此, 理论上的分离程度往往很难达到。因此, 在精馏研究当中, 重点是分离效率。采用高效分离技术, 就能够越彻底的分离产品, 从而使产品的质量得到提高。
3.2 排放的降低
将分离效率提高, 在物料经过塔板的时候, 其组分变化就会得到提高。因此, 如果同样将高效分离技术应用在精馏塔底部, 就能够实现排放的降低。在精馏塔当中, 物料每经过一层塔板, 目标产物的组成就会降低, 达到塔底的时候, 满足排放的标准[3]。如果理论上塔板的数量较少, 目标产物在到底塔底的时候, 排放的组成就会比较高, 这样, 就会有更多的产品被排放出去。而当理论上塔板的数量较多的时候, 能够充分的分离目标产物, 因此在到达塔底进行排放的时候, 组成就会很少。这样就能够实现排放的降低, 减少对环境的污染。同时, 由于进行了充分的回收, 目标产物的排放较少, 也使得回收率有所提高, 从而带来了更大的经济效益。
4 结语
多晶硅是当前社会各个领域中都有着十分广泛应用的一种重要材料。而在多晶硅的生产过程中, 存在着精馏程度较低、能耗较大、排放较多等问题。对此, 结合多晶硅的生产工艺, 对多晶硅精馏节能技术的原理进行详细的分析, 同时加强对高效分离技术的应用, 从而提高氯硅烷和多晶硅的精馏程度、降低能耗、减少排放, 最终提高产品的质量。
参考文献
[1]李群生.氯硅烷和多晶硅精馏节能减排与提高质量的技术与应用[J].新材料产业, 2012, 11 (09) :60-66.
[2]李群生.多晶硅生产中精馏节能减排与提高质量技术的应用[J].精细与专用化学品, 2011, 12 (02) :25-30.