化工生产中精馏技术的原理及应用

从我国化工行业发展现状分析，我国化工生产技术并不成熟，在生产中的能耗也相对较高。据有关统计显示，我国化工、石油生产业的能耗是亚太地区的1.5 倍，是欧洲地区的2.2 倍，原因是由于节能技术开发不足，特别是在精馏过程中没有应用高效节能技术。因此，为了能够进一步推动我国化工企业发展，实现绿色生产模式，我们必须要进一步对精馏技术进行研究，分析精馏技术的原理，探究系当代精馏技术在化工生产中的应用。

1、精馏技术原理

精馏技术主要是通过消耗、补偿机械功将精馏塔塔底低温区域转移到塔釜高温区，之后通过塔顶通过低温蒸汽作用塔底再沸器的热源。根据精馏技术的生产工质和工艺进行分化，能够将精馏技术分为直接塔顶式热泵精馏和间接式热泵精馏。

1.1 直接塔顶式热泵精馏系统

该系统主要是由压缩机、精馏塔、驱动器、蒸发器、辅助蒸发器组成。在实际应用中需要现成的载热工质，同时该系统内部只需要设置一个热交换器来实现热量交换即可，压缩机的系数较低，能够有效降低整个精馏塔运行中的功耗问题，并且能够提高压缩效率。再者，直接塔顶式热泵精馏系统结构比较简单，在维护工作中也更加方便。

1.2 间接式热泵精馏系统

该系统主要由压缩机、精馏塔、驱动器、蒸发器、辅助蒸发器、冷凝器、膨胀阀组成。间接式精馏系统能够将有效隔离塔中的材料。也就是直接使用标准精馏系统，从而降低系统控制和设计难度。再者，相比直接式精馏系统来说，间接式精馏系统主要是由于内部多了一个热交换器，这回在一定程度上降低运作效率。在间接式精馏系统中，内精馏工质主要是以水为主，降低了传统制冷剂的依赖性，在实际应用中有着极大的优势。由于水具备更高的化学和热稳定性。在工程设计当中，无新数据也非常丰富，即使内部出现泄漏问题也不会对周围环境造成影响。此外，间接式精馏系统的成本相对较低，再加上水具有很强的导热性能，在热交换过程中的交换面较小，因此，特别适合塔底温度较高的精馏系统。

1.3 其他

精馏技术中还包括蒸汽加压式也甭，也就是常规的精馏技术。该热泵系统包含2 个热交换机、1 个膨胀阀、1 个压缩机和工质。在蒸发器中，工质温度会在加交换机中蒸发，同时从热源获取热量后，工质会在压缩后在冷凝器中加高的温度的另个一个热交换机进行潜热。待到工质冷凝过后，其会经过再膨胀后进入到蒸发器当中，这样就完成了一个循环。

2、化工生产中精馏技术应用效果分析

2.1 直接式精馏技术应用效果

直接式精馏技术的应用范围最为广泛，主要是应用为丙烯- 丙烷分离系统，能够将生产效率从3.16% 提升到8.10%，经济性非常高。在实际应用过程中，直接式精馏系统在运作当中主要是消耗电能，对水分的消耗量非常小，并且在实际应用当中不需要消耗蒸汽，这样能够大大降低总体能源消耗和运行成本。与此同时，热泵精馏能源总操作费用大幅降低，冷却水已经不是唯一决定的因素，冷却水消耗量较少，工作压力也会逐渐降低，从而使得整个精馏过程变得更加简单，系统也容易维护，大大降低了设备应用成本。与常规精馏相比，直接式精馏技术的优势非常明显，其主要表现在：第一，直接精馏方法无能源消耗蒸汽，但电能消耗要高于常规精馏；第二， 冷却水应用直接精馏要比常规精馏低85% 以上，费用只有常规精馏的1/4，通常一次精馏操作能够节省的操作费用大约在480 元左右。

2.2 间接式热泵精馏应用效果

通过采用间接精馏方法能够大大提高精馏效果，其能够对乙苯- 对二甲溶液进行处理，通过分析间接式精馏方法的节能和经济效益可知，间接式精馏方法的节能效果非常好，并且追加投资期能够控制在1 年内。在整个间接精馏系统当中，压缩机作为精馏系统的核心内容，在机械制造精简化的今天，起压缩机体积也变得非常小巧。并且通过水作为运作工质，工程师也在实际操作中也更加得心应手，从而提高间接精馏技术的应用效率和安全性。相比常规精馏方法，间接式精馏技术有以下几点优点：第一，冷却水应用量较少，用量为常规精馏技术的1/10；第二，无蒸汽消耗；第三，由于间接式精馏都是用作大型生产流程中，其费用节省量也非常大，但前期的费用非常高，通常达百万；第四，存在投资回收期，通常为0.23，效益非常可观。

3、结束语

综上所述，当今精馏技术在化工生产中的应用非常广泛，并且存在多种实现形式。在适宜的条件下，通过在化工生产中采用热泵精馏系统，能够有效提高化工生产效率和质量，提高化工企业日常运行的经济效益。如果在塔中加入多降液管精馏塔和带有高效部件的再沸器，则能够进一步提高节能效果。由于当今市面上的精馏设备相对较多，要求化工企业需要根据自身的产品结构和实际需求，合理选择精馏技术，这样才能够充分发挥精馏技术的积极作用。 

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