第４４卷第１期 ２０１８年１月 石油工程 Ｐｅ￣ｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 精馏过程的节能及优化控制 李 栋 （河南开祥精细化工有限公司，河南义马４７２３００） 摘要：在石油精馏过程中，由于其能耗较大，为了加大对其的处理，对精馏过程进行节能优化控制，从精馏过程节能优 化控制的必要性入手，对精馏过程的节能优化控制提出了几点建议。 关键词：精馏过程；节能；现状；优化控制 中图分类号：ＴＥ６２４．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－６４９０（２０１８）０ｌ＿ＪｏＯ２４＿０ｌ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ Ｏｐｔｉｍａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ ＬｉＤｏｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｅ ｐｅ￣ｏｌｅｕｒｎ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｕｅ ｔｏ ｉｔｓ ｌａｒｇｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｉｔ，ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｉｓ ｓｔａｒｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ—ｓａｖｉｎｇ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｔｈｅ ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｅｎｅｒｇｙ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍａｄｅ ａ ｆｅＷ ｈｕｍｂｌｅ ｏｐｉｎｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ；ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ；ｓｔａｔｕｓ ｑｕｏ；ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ 填料等，在精馏过程中，加强对其的应用，能在降低能耗低 在现代化工生产中，不仅分离物在组分上较多，而且在 的同时促进其性能的发挥。 ３降低精馏系统的能量需求 产品纯度方面有着较高的要求。然而由于精馏过程中采取的 ２．这一方法是对精馏过程节能优化控制的关键技术，也是 方法较为保守，加上缺乏合理的操作方法和操作参数的设置 不合理，大都采取的是单级精馏装置，这一装置的原理主要 直接决定节能成本的主要环节。而要想将精馏系统的能量需 是混合物通过中间位置进入塔内之后，由于在塔内设置了塔 求降低，就需要加强以下工作的开展：板，这样就能加快汽液的接触，而塔底的液相由于是在再沸 （１）加强回流比的控制。因为回流比将对冷凝器、再沸 器中进行加热，使得塔顶蒸汽就会在冷凝器中冷凝，在精馏 器的热负荷有着直接的影响，进而对精馏分流导致的净功耗 过程中所消耗能量绝大部分被分离的组分或者冷却的水分将 带来影响，最终对操作成本有着巨大的影响。所以在精馏过 其带走，所以需要对精馏过程进行的节能优化控制就显得尤 程中为达到节能的目标，必须确保操作线与气液处于良好的 为必要 ”。 平衡状态。在对操作线改进时，应确保精馏过程与可逆蒸馏 ２精馏过程的节能优化控制 过程相接近。而要想确保操作线与平衡线相接近，就需要尽 上述我们对精馏过程节能优化控制的必要性有了一定的 可能地将回流比较少。在减少过程中，应在考虑设备和操作 成本的基础上，对回流比进行合理的优化，一般最优回流比 认识，以下笔者结合自身的浅见，提出以下几点优化措施。 ２．１确保精馏系统形成的热能得到有效的应用 是最小回流比的１．５倍左右，当精馏塔与分离物确定之后，那 为了确保精馏系统形成的热能得到有效的应用，首先就 么回流比主要取决于产品纯度，所以在设计精馏塔时，为确 需要加强保温精馏系统的应用，主要是对精馏设备进行保温 保产品的纯度得到提升，应设置一定的回流余量，但是这又 和保冷的方式，将设备和环境接触时的热传递作用有效的减 会增加能耗，所以在确保产品质量等级的前提下，同时将回 少，以更好地节约节能。其次就是加强潜热利用，主要是因 流量适当的降低，从而将其能耗降低。 为精馏塔出来的高温物料所携带的热点较大，所以应充分的 （２）加强操作压力的控制。一般而言，在普通减压条件下， 回收和利用塔顶的物料。最后加强热交换器的优化，主要是 应确保高沸点化合物在进行分离时不用使用价值较高的加热 促进热交换器自身传热系数的提升，加强多孔管型、波纹型 介质。此时就需要将回流比降低而达到节能的目的，同时加 高效换热设备、元件的优化，这样就能促进传热系数得到有 强冷凝介质与廉价加热介质的应用，并将其损耗降低。（３）在多塔排列顺序确定方面，由于其可以采用的顺序 效的提升。 ２．２确保精馏系统的热力学效率得到有效的提升 方案较多，尤其是在利用精馏塔进行多组分分离时，排列顺 这就需要将精馏系统的产品回收率与分离效率同时提升， 序将给精馏的能耗带来较大影响。所以在确定分离序列时，在这一过程中，主要是应从以下几个方面努力： 应结合气液平衡常数的大小来排序，逐一脱除轻组分，所以 （１）多效精馏。主要是将精馏操作的能耗降低，并利用 需要将难以分离和回收率要求较高的组分在最后进行。（４）就进料状态的控制而言，因为进料状态将给精馏塔 多塔来替代单塔，由于每个塔的能位级别并不相同，当塔的 能位级别较高时，其所排出的能量就能在能位级别较低的塔 的能耗带来直接影响，所以必须针对性地确定其进料状态， 中采用，有效的进行节能。 才能更好地确保操作线与气液平衡线更加接近，此时就需要 （２）热泵精馏。主要利用热泵和中间冷凝器热泵以及中 将提馏段的塔板数量和提镏的蒸汽负荷降低，这样就能更好 间再沸器，将冷凝器内形成的热泵送入再沸器之中，这样就 地将蒸汽能耗降低。若组分含量具有较大差异之后，因混合 物料进行单塔处理或一塔多股进料，一般多股进料完成相同 能确保制冷系统的精馏能耗得以减少。 （３）热耦精馏。这一方法主要是分离三元混合物，且其 的分离任务时，能耗较低。 节能效率高达３０％，主要是利用全塔和副塔来将精馏塔替代， ３结束语 不仅节约了设备的投资成本，而且还能从全塔中引出液相，并 综上所述，精馏过程有着较大的节能潜力，所以需要对 将其作为副塔塔顶回流的液相，那么此时引出的气相就能作 精馏过程进行不断的优化和完善，尽可能地将其节能功效提 为副塔塔底回流的气相，这样副塔就不用采用冷凝器、再沸器， 升，尤其是应尽可能地降低精馏系统的能量需求，才能更好 地达到提升精馏过程的有效性，将其能耗降低的同时确保精 达到热量耦合和节能的目的。 （４）新型传质内件主要有新型的塔板、高效填料搭板、 馏的质量。 １精馏过程节能优化控制的必要性 收稿日期：２０１７－１ｌ ８ 作者简介：李栋（１９８９一），男，河南南阳人，助理工程师，主要从 事化工工艺管理工作。 ·２４· 参考文献 ［１１吴培，张本峰，梁斐，等．］１００ｋｆｆａ甲醇精馏系统的关键技术改进【Ｊ１． 中氮肥，２０１４，（６）：３８ ３９．
