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精馏节能技术

精馏作为化工、石化、医药、食品、冶金等行业生产过程的重要单元操作,其能耗约占化工生产的40%-70%。故采取措施降低蒸馏过程中的能耗日益重要。下面对精馏节能技术做简单介绍。

1. 利用过程技术对精馏塔的操作条件进行优化,以减少精馏塔的能量消耗

(1) 选择最佳回流比

影响精馏过程能量消耗最主要的因素是回流比,精馏塔的能耗随回流比几乎成正比增加。所以应选择完成给定的分离任务所需要的操作费和设备费的总和为最小值的回流比。目前,回流比的选择已经降到最小回流比的1.3倍以下,有的甚至推荐R=(1.1~1.15)Rmin

(2) 进料热状态的选择

进料状态将直接影响到精馏塔能耗的大小。当塔主要受提馏段支配时,进料的预热将使q变小,使操作线更接近于汽液平衡线,使提馏段塔板数减少,提馏段的蒸汽负荷减少,从而可节省蒸汽。

(3) 使用中间再沸器与中间冷凝器

应用中间再沸器与中间冷凝器,会使操作线向平衡线靠拢,提高塔内分离的可逆性。以减少高品位热源与冷源的消耗。




(4) 选择最优操作压力

选择最优操作压力,是精馏系统节能的一项有力措施。事实证明,在一定分离精度要求下,对某些物系降低精馏塔的操作压力,可增加被分离各组分的相对挥发度,从而减少回流比,降低塔釜温度,尤以沸点相近的物系,其节能效果更为显著。

2. 开发高效节能的特殊精馏工艺

(1)以共沸精馏、萃取精馏、加盐精馏等特殊精馏方式代替普通精馏

通过共沸精馏、萃取精馏、加盐精馏等特殊精馏方式提高混合物系的相对挥发度,降低操作回流比,达到降低能耗的目的。

(2)多效精馏工艺流程

采用压力依次降低的若干精馏塔串联操作,前一精馏塔的塔顶蒸汽作为下一精馏塔的再沸器的加热介质。整个过程中,除了两端精馏塔外,中间精馏装置可以不必从外界引入加热剂和冷却剂。


(3)热泵精馏工艺流程

热泵精馏是依据热力学第二定律,给系统加入一定的机械功,将温度较低的塔顶蒸汽加压升温,作为高温塔釜的热源。因为回收的潜热用于过程本身,又省去了塔顶冷凝器、冷却水和塔釜加热蒸汽,可使精馏的能耗明显降低。




(4)热偶精馏工艺流程
可以用一个全塔和一个副塔代替两个完整的精馏塔,从全塔内引出一股液相物流直接作为副塔塔顶的液相回流,引出一股气相物流直接作为副塔塔底的气相回流,使副塔避免使用冷凝器和再沸器,实现了热量的耦合,称为热耦精馏。

3. 充分优化精馏工艺流程
(1) 精馏序列的合理安排
(2) 精馏序列在整体工艺流程中进行热集成



 
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