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化工精馏节能技术研究

文档作者：杨振文档来源：天津衡创工大现代塔器技术有限公司		点击数：	更新时间： 2025年09月08日
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上一篇：化工企业安全管理探讨

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化工精馏节能技术研究
杨振(天津衡创工大现代塔器技术有限公司，天津300384)
摘要：当前，能源与环境问题得到了广泛的关注，主要是由
于资源的紧缺情况日益严峻，节能技术在生活与生产中的重要
性日益显著。在此背景下，节能技术得到了快速的发展。本文
主要研究了化工精馏节能技术，其中重点介绍了其多塔精馏与
多效精馏的内容，精馏节能技术的作用十分凸显，不仅实现了
节能降耗，还促进了产品质量的提高。
关键词：化工；精馏；节能技术
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⋯。
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81。
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I／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
(下转第195页)
236 l化工哲鳕2015年8月
万方数据
制好给水系统(脱盐水、冷凝液)指标；二是锅炉自身要加强炉
水、蒸汽指标的控制。
④、废热锅炉水、汽控制措施
变换废锅、合成废锅P0。。控制指标由≤15 mg／L，按国标调整
为7—30mg／L，以保障低压蒸汽pH值在9-11。
增加变换废锅、合成废锅炉水定排频次(1次／班调整为2—3
次，班)，按废锅给水的卜2％对废锅进行排污操作，将废锅炉水
中的硅酸盐排出系统，以保障废锅炉水SiO：一<2mg／L，进而保障
废锅及锅炉给水指标。
②、锅炉水、汽控制措施
锅炉炉水p043-控制指标由2-10mg／L，调整为6-10mg／L；以
保障锅炉炉水pH值在9-1l。
增加锅炉炉水定排频次(1次，天调整为1次，班)，按锅炉给
水的1-2％对锅炉炉水进行排污操作，将锅炉炉水中的硅酸盐
排出系统，以保障锅炉炉水中SiO：≤2mg／L，进而保障锅炉水、汽
控制指标。
加强锅炉吹灰操作，控制锅炉出力不超负荷，控制锅炉汽
包液位低指标运行，以保证炉膛温度一<750。C，提高锅炉水、汽分
离效果，从而保障锅炉蒸汽中Na+≤5ug／L、Si02、<20ug／L。
4积极效果
根据以上措施进行调整后，2015年4、5月份锅炉汽水工艺
指标合格率有了明显提升，高压蒸汽二氧化硅100％；汽包炉水
pH 100％；汽包炉水二氧化硅100％；汽包炉水磷酸根99％。通
过全厂锅炉水、汽控制指标优化确保了锅炉、汽轮机组的安全、
长周期稳定运行。
参考文献：
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析【J】．科技致富向导，2014(36)：175．
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[3】段方英湖南省锅炉水处理工作的现状及今后工作的设
想[J】，锅炉压力容器安全技术，1998(1)：卜8．
[4】张凯．炉水磷酸根不合格的原因分析及处理【J]．辽宁化
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【5I杨桦，马晖．汽包式锅炉炉水含硅量变化的影响因素及
暂态过程分析[J]．上海电力学院学报，第18卷第l期，2002(1)：9—
1】
(上接第236页)
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”1。
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、整齐填科取代了普通的材料，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”】。
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t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：
f11杨兆娟．乙醇一水精馏节能技术分析[rq．青海大学学报
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【2]陈建宁．基于遗传算法的多效精馏节能技术研究[D】．福
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【3]高维平，杨莹，张吉波，刘艳杰．化工精馏高效节能技术开
发及应用【N]．吉林化工学院学报，2013，03：1—5．
【4]高维平，杨莹，刘学线等．化工精馏高效节能技术开发及
应用[J】．计算机与应用化学，2012，12：153l一1536．
2015年8月化j彳群l 195

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