时间：2023-11-08 11:27:08
关键词：酒精蒸馏；节能技术；推广应用
1发展酒精蒸馏节能技术的背景及意义
能源是人类赖以生存的重要物质，是当今社会经济发展不能缺少的基础物质。由于我国环境遭到严重污染，所以有很大必要发展燃料乙醇。因为我国对乙醇燃料产业起步较晚，相对一些发达国家来说比较落后，并且对相关方面的技术了解也不是很完整，虽然经过了十几年的不懈努力，在一些技术上也得到很大提高，但是由于我国是能源消耗大国，对酒精蒸馏节能技术的推广应用是很有必要的[1-3]。发展酒精蒸馏节能技术能有效保护我国环境，节约资源，有效贯彻落实科学的发展观；有利于实施保护环境的基本国策，除此之外，有利于促进人与自然和谐发展，建设社会主义和谐社会，因此，我国要想长久发展下去，必须遵循环境与经济相结合发展原则，做到可持续发展。酒精蒸馏节能技术不但能够降低酒精蒸馏的成本，降低消耗，对保护环境有积极的意义。
2酒精蒸馏节能技术的推广应用
2.1酒精蒸馏真空系统的改造
水力真空系统存在的问题：①能耗方面的问题。要想达到运行时的真空度，需要同时开启4台30kW的真空循环泵，并且还需连续运行才能达到目的，而且每次开机均需要2～3h才能达到所需的真空度，随着时间的推移，设备逐渐老化，启动所需的时间增长，不仅是耗能大，而且效率也非常低，对酒精的蒸馏产生极大影响[4]。②真空系统用水方面的问题。在实际的生产过程中，从水力喷射器中流回到循环水箱中的水，温度发生较大的变化，造成循环水箱中的水温一直升高，导致系统中的真空度参数发生变化，影响正常生产，并且为达到较好的喷射效果，必须将温度高的水从循环水箱中排出来，然后大量补充一次水，从而造成水浪费[5]。在化工生产过程中，真空系统是比较常用的设备，经常被应用到生产中。就目前的生产情况来看，20万t酒精生产装置中的粗馏塔和除甲醇塔都得需要在真空的环境下产生负压维持正常生产，一般粗馏塔的真空度大概要在-60kPa，除甲醇塔真空度大概要在-45kPa。一般真空系统采用水力喷射系统，要想在以上的真空条件下正常运作，就得大量一次水水利喷射，这样做不仅耗能较大，运行成本也不低。针对真空系统中存在的缺陷，加以分析，对其改造，尽量在不改变原来工艺流程的前提下，将水力喷射器用水环真空泵替代，能有效节约其中运行成本，以达到节能减耗的目的。基于上述问题，经过人们不断分析探究对真空系统改造。基本措施是在不改变原来工艺流程的前提下，使粗镏塔的真空度达到-60kPa，除甲醇塔的真空度达到-45kPa，并且将系统开机以及达到指标的时间由以前的2h缩短到40min内，除此之外，用结构简单、耐久性强的水环式真空泵替代水力喷射器，可以对一些含颗粒的气体抽吸，对回收浓缩工艺里面有效成分十分有益[6]。
2.2差压蒸馏法
差压蒸馏法的应用是生产酒精技术不断发展进步的重要体现。要想酒精里面的乙醇浓度较高，就需要在蒸馏过程中将其与杂质分离的彻底一些，因此消耗的蒸汽就越多，需要蒸馏塔也就越多。经过人们长时间生产研究发现，多塔蒸馏能有效提高乙醇含量，因此多塔蒸馏已成为提高酒精浓度的必要措施。在以前的酒精蒸馏法中大多采用的是三塔或四塔的常压蒸馏。但经过人们改良后，就出现了像现在这样的五塔差压蒸馏，五塔一般为粗馏塔、精馏塔、萃取塔、第二精馏塔和脱甲醇塔，粗馏塔主要负责蒸馏，并且在精馏塔一次蒸汽加热，利用产生高温沸水对其他塔换热，充分循环利用废物，提高利用率，节能减耗。目前五塔差压蒸馏法能够达到一级的标准，与其他的多塔蒸馏相比较，这种差压蒸馏法大约节省蒸汽60%，节约冷却水70%，除此之外还减少了废液的排放量。综合以上的优点，可以看出多塔差压蒸馏技术比以往的蒸馏技术的节能效果更要显著，不仅酒精的质量大幅度的得到了提高，这样做还具有良好的经济收益，对环境的污染也降到了最低，这符合我国的可持续发展战略。酒精蒸馏节能技术已经渗透到了生产的细节中，对工艺技术的改造，处处体现了节能减排的观念，可以看出，酒精蒸馏节能技术的应用推广已经融入到了人们的生产生活当中。
2.3四塔双效差压蒸馏的优化改造
这种方法是利用精馏塔的酒气作为粗馏塔的热源完成加热的，并且常压粗馏塔的废液产生的二次蒸汽再次作为负压塔的热源，整体设计不但符合节能、低耗能的理念，还方便操作。虽然由于设备自身原因，造成在生产中的参数不太稳定，但是这种方法利大于弊，值得推广。在改造优化前，主要问题一般是蒸汽消耗高，精馏塔回流乙醇和成品酒气冷却水的用量较大，并且精馏塔底部流失酒精情况严重，常压精馏塔理论板数不足和能耗高等。但是，经过四塔双效差压蒸馏的优化，人们增加换热器的数量，充分利用精馏塔产生的蒸汽，并且人们还通过增加精馏塔的高度来增加塔板数量，有效提高酒精蒸馏的效率，减少酒精流失，达到节能降耗的目的。经过此次优化改造，人们可以看出酒精蒸馏节能技术在实际生产中的推广应用，节能技术不但可以降低成本，减少开支，还能有效的保护环境，促进我国可持续发展。
3结语
酒精蒸馏节能技术在实际生产生活中有很大利用价值。本文通过介绍各个装置改造中节能技术的推广应用情况，根据实际改造效果，突出酒精蒸馏节能技术的应用价值。此技术推广应用，不仅能提高生产质量和效率，还能起到节能、降耗的作用，发展的同时不破坏环境，是维持我国可持续发展的重要举措。
参考文献：
[1]程骏.糖蜜酒精蒸馏节能工艺和关键设备的研究[D].杭州：浙江工业大学，2014.
[2]唐瑞.酒精蒸馏节能提质技术改造——两塔进料四塔差压蒸馏工艺的应用[D].济南：齐鲁工业大学，2014.
[3]孙朋朋，王君高，刘明明，等.酒精蒸馏技术的进步与节能减排[J].齐鲁工业大学学报，2013（4）：42-44.
[4]王广霞.中粮肇东公司纤维素酒精蒸馏能耗系统优化研究[D].长春：吉林大学，2014.
[5]滕海涛，李璟，姜新春，等.五塔二级差压酒精蒸馏工艺的生产应用[J].广东化工，2015，42（13）：88-89.
[6]卢柳忠，陆登俊，梁欣泉.甘蔗糖蜜酒精生产新技术的集成应用及节能效益分析[J].化工技术与开发，2016（4）：53-56.
1（略）
近年来，随着能源日益紧张，能源价格的上涨，制盐企业生产成本大幅增加［9－10］;同时由于国民经济的快速发展，盐田面积逐年减少，对现有的制盐产业发展形成了巨大威胁［11］。另一方面，随着国内基本建设的发展，对碱的需求增加，对盐的需求量大增，原盐的价格上涨，为制盐业的发展提供了新的机会。因此，对制盐行业进行结构调整，开展新型制盐技术的研究，降低能耗，提高资源利用率，从而提高制盐行业产业链的综合效益，具有十分重要的意义。
2膜蒸馏—结晶技术及其应用研究
2．1膜蒸馏技术及其应用研究
膜蒸馏(MembraneDistillation，MD)是在20世纪80年代初发展起来的一种新型分离技术［12］。膜蒸馏技术将传统的蒸馏过程与膜分离技术相结合，与常规蒸馏一样都以汽液平衡为基础，依靠蒸发潜热来实现相变。膜蒸馏以疏水性微孔膜为传递介质，以膜两侧的温差所引起的传递组分的蒸汽压力差为传质驱动力，热侧的蒸汽分子扩散通过膜孔进入冷侧冷凝下来发生传质，产生膜的透过通量，实现混合物的分离或提纯。根据下游侧挥发组分蒸汽冷凝方法或排除方法不同，膜蒸馏过程可分为:直接接触式膜蒸馏(DCMD)、气隙式膜蒸馏(AGMD)、气体吹扫式膜蒸馏(SGMD)和真空膜蒸馏(VMD)。直接接触膜蒸馏(DCMD)结构简单，操作简便，渗透量较大，但由于渗透蒸气直接与冷凝介质相遇，适用于主原料是水的情况如海水或苦咸水脱盐或水溶液的浓缩，也有人用其浓缩水果汁、血液及废水处理等［13］。气隙式膜蒸馏(AGMD)由于热液蒸汽与冷却液不直接接触，具有蒸馏液可单独收集及热效率高的优点，可从水溶液中脱除挥发性物质，缺点是渗透通量低，结构复杂［14－15］。真空膜蒸馏(VMD)将膜的冷侧减压抽成真空，使得渗透侧的压力低于蒸气的饱和蒸气压，而冷凝在组件外进行。其渗透通量大，宜于脱除水溶液中的挥发性溶质［16］。气体吹扫式膜蒸馏(SGMD)透过膜的蒸汽在膜冷侧被空气带走，冷凝在附加的冷凝设备中进行，其工作量很大，能耗太大，其研究仅限于理论及数学模型［17］。
在膜蒸馏技术中，常用的膜材料有聚乙烯膜(PE)、聚丙烯膜(PP)、聚偏氟乙烯膜(PVDF)和聚四氟乙烯膜(PTFE)［18］。这些膜材料都是高分子疏水性微孔膜，其膜孔直径和水蒸汽分子的平均自由程相当;具有极好的化学稳定性，耐酸碱，抗氧化，很难溶胀或溶解。疏水性微孔膜的完好的疏水性可以很好地抵抗亲水性物质的污染，而且易于清洗。其中PTFE疏水性最好，耐氧化性及化学稳定性也优于其他两种膜材料，但由于其价格昂贵，故其规模应用受到限制。近年来在研制开发MD过程用PTFE膜方面，尚未见相关报导，MD过程实验研究所采用的PTFE膜均为商品膜［19］。膜蒸馏过程中采用的组件形式有板(框)式、卷式和中空纤维式［20］。
由于中空纤维膜不需额外支撑部件，边界层阻力比板式膜组件小，同时还具有更大的膜比表面积，生产能力更高，因此中空纤维膜组件比板式和卷式膜组件更具吸引力。Godino［21］等人采用TF1000型、FHLP型和PTFE平板膜用于卤水制取纯水的DCMD实验，并研究了搅拌速度、平均温度及盐溶液浓度对膜通量的影响;SudonM［22］等人采用NTF－1122型PTFE平板膜用于LiBr溶液的DCMD实验，研究了通量受温度及浓度边界层影响的机理，并分析了不同搅拌速度及不同温度对膜通量的影响;孙宏伟［23］、丁忠伟［24］等分别采用北京塑料研究所提供的PTFE微孔平板膜进行了AGMD法分离浓缩透明质酸水溶液的研究及DCMD与AGMD两过程的比较研究。Schofield等人［25］针对几种形式的组件研究了其温度极化，结果表明，湍流流动下的管式膜内或层流流动下的中空纤维膜内的温度极化最弱。Sarti等人［26］在中空纤维组件中用VMD分离乙醇—水，研究了渗透侧压力对通量和分离效果的影响，并进行了相应的模型化工作。
2．2膜蒸馏—结晶技术及其应用研究
膜蒸馏—结晶技术是将传统的结晶技术与膜分离技术结合的一项新技术，是膜蒸馏和结晶两种分离技术的耦合，其原理是通过膜蒸馏来去除溶液中的溶剂，将料液浓缩至过饱和状态，在结晶器中得到晶体。在膜蒸馏—结晶过程中，溶剂的蒸发和溶质的结晶分别在膜组件和结晶器中完成。
早期膜蒸馏—结晶方面的研究主要集中于废水处理、溶质回收方面，近期已有学者将其应用于盐水分离。Drioli和吴庸烈最早利用膜蒸馏处理极高浓度的水溶液，并提出膜蒸馏—结晶的概念［27］。国外膜结晶的主要研究方向是生物大分子(蛋白质)结晶和无机盐结晶。Curcio等人［28］初步探讨了用膜结晶法结晶生物大分子卵清蛋白，研究了以温度为驱动力的膜结晶法结晶卵清蛋白的过程。Profio等人［29］以0．lmol/L的Tris－HCl为缓冲溶液(pH值为8．5)，以(NH4)2SO4为沉淀剂，以CaCl2为提取剂，研究了牛胰腺的胰蛋白酶(BPT)的膜结晶。研究表明，对于静态膜结晶器，24h～48h后可得到BPT的晶体;对于连续式膜结晶器，4d～7d可得到BPT的晶体。Curcin等人［30］以配制的氯化钠溶液为原料液进行了脱盐方面的研究，得到氯化钠晶体，并研究了晶体粒度分布、成核速度和晶体生长速度与停留时间、浆料密度、温度和溶液过饱和度大小之间的关系。Gryta［31］将废盐水的膜蒸馏浓缩和盐水的结晶相耦合，净化盐水并制得盐的晶体。吴庸烈等人［32］采用自制的聚偏氟乙烯中空纤维膜组件，处理牛磺酸工业废液，废液中牛磺酸与其他盐起始浓度为22%，进行了两侧温差分别为8℃、12℃和17℃的膜蒸馏结晶实验，发现只有在温差足以使料液浓缩至过饱和状态时，才会有结晶现象的发生。齐跃等人［33］利用膜蒸馏的原理，使水蒸发，缓慢通过膜孔进入另一侧的酞菁氧钛(TiOPc)的98%浓硫酸溶液中，浓硫酸中的酞菁氧钛遇到冷水后，形成晶体析出，通过有效地控制水蒸汽的透过速率，使酞菁氧钛以缓慢的速度结晶，晶型得到充分地发展。张凤君等人［34］通过膜蒸馏，使废水中的易挥发组分苯酚通过膜孔，被NaOH吸收，反应生成苯酚钠，当苯酚钠饱和后，向其中通入CO2，得到苯酚的晶体。马玖彤等人［35］采用自制中空纤维膜蒸馏组件对含氯化铵的工业废水进行处理，得到氯化铵晶体，考察了料液与吸收液浓度、流速以及两侧温差对膜通量的影响。倪伟［36］将膜蒸馏应用于结晶过程中的溶剂脱除，可将溶剂蒸发和溶质结晶分开进行，由于膜蒸馏温和的操作条件及其跨膜通量的可控性，可使溶质始终处于温和环境，并在适当的过饱和度下结晶出来，有望得到粒度分布较好的晶体产品。
武春瑞，吕晓龙等［37］利用高孔隙率的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维疏水膜进行真空膜蒸馏(VMD)对NaCl和自来水配制的盐水进行了脱盐实验。在真空度0．095MPa，盐水温度60℃，流速1．5kg/min的条件下，着重研究了中空纤维膜内径、壁厚，组件长度、装填纤维数目等结构参数对VMD性能的影响。王英等用聚偏氟乙烯膜对氯化钠和硫酸钠盐水料液进行膜蒸馏实验，成功地将其中氯化钠和硫酸钠分别浓缩结晶出来［38］。膜蒸馏相对于其它膜过程的主要优势之一是受溶液浓度的影响很小。Schofield等对盐溶液的实验研究表明，5mol/LNaCl溶液中水的饱和蒸气压比纯水仅下降了25%，膜蒸馏通量下降了30%，由此可见，膜蒸馏相对于其它膜分离过程可以处理极高浓度的水溶液，也就是说可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现结晶。
3膜蒸馏—结晶技术应用于海水制盐工业可行性
随着沿海经济的快速发展，对土地资源的需求增大，盐田面积逐渐缩小，原盐产量不断减少。在此严峻形势下，盐业工作者以发展循环经济为理念，以节约土地资源、节能降耗和提高产品质量为目标，积极开展了综合利用技术研究，不但研发了以提取氯化钾、溴素、氯化镁为主线苦卤综合利用技术，而且也开展了利用苦卤制取高品位氯化钠的研究［39］。膜蒸馏可以处理浓度极高的水溶液，如果溶质是容易结晶的物质，可以把溶液浓缩到过饱和状态而出现结晶。因此，采用膜浓缩结晶技术实现苦卤浓缩，既节约滩晒土地面积又减少了滩晒渗漏损失，降低苦卤浓缩的综合能耗，为解决苦卤排放对海洋生态环境污染提供技术支撑。
目前我国海水淡化事业发展迅速，随着大规模海水淡化工程的实施，海水淡化副产浓海水的利用问题逐渐成为关注的焦点。目前尚缺乏成功的浓海水综合利用技术，淡化后浓海水多为稀释后直接排入海中，造成资源的浪费和对海域的污染。研究数据表明，淡化后浓海水的常量化学成分组成与卤水基本一致，利用淡化浓海水制盐从工艺上来说是可行的。李洪［40］采用四效蒸发装置对浓海水进行浓缩，结果表明该法有效地节约了土地资源，使苦卤的收率提高了30%，有利于沿海地区土地资源的开发和环境的改善，说明采用热蒸发技术对浓海水进行浓缩是一项值得探索的工作。膜蒸馏—结晶技术可在低温下进行，可利用显热、低品位热源如工业余热、地热、太阳能等，因此，采用膜浓缩结晶技术对海水淡化副产浓海水浓缩，进而进行综合利用，比多效蒸发具有明显优势，是一项有推广应用前景的技术。
4结束语
【摘要】
目的了解水蒸气蒸馏法提取中药挥发油存在的问题及解决方法。方法对水蒸气蒸馏法不同影响因素逐一分析探讨。结果在药材的选择、处理和提取设备等方面存在影响水蒸气蒸馏法提取中药挥发油的因素，但可以通过控制原材料质量，改善实验设备等方式加以改善。结论水蒸气蒸馏法是一种较为有效的提取中药挥发油的方法。
【关键词】 水蒸气蒸馏法 挥发油 问题 解决方法
AbstractObjectiveTo understand the questions and solutions in extraction volatile oils from the traditional Chinese medicine by vapour distillation ．MethodsTo analyze the questions from different aspects．ResultsThere were some influential factors in extracting volatile oils from the traditional Chinese medicine by vapour distillation ， for example，the choice of raw material for medicine，processing and the instruments. We could solve the problems by controlling the quality of raw material，improving the instruments and so on．ConclusionThe technology of wet distillation is an effective method in extracting volatile oils of the traditional Chinese medicine．
Key wordsThe technology of wet distillation； Volatile oils； Questions； Solution
挥发油（volatile oils）是一类在常温下能挥发的、可随水蒸气蒸馏的、与水不相混的油状液体，具有广泛的生物学活性，实验中可用水蒸气蒸馏法、油脂吸收法、溶剂萃取法、超临界流体萃取法和冷压法等进行提取［1］ 。其中水蒸气蒸馏法是将水蒸气通入不溶或难溶于水但有一定挥发性的有机物质中，使该有机物质在低于100℃ 的温度下，随着水蒸气一起蒸馏来。由于其具有设备简单、操作安全、不污染环境、成本低、避免了提取过程中有机溶剂残留对油质造成影响等特点，是有效提取中药挥发油的重要方法。但由于存在原料易受热易焦化，或使成分发生变化，所得挥发油的芳香气味也可能变味，往往降低作为香料的价值等局限性，降低了其一定的使用价值。笔者针对水蒸气蒸馏法提取中药挥发油过程中存在的问题进行了初步探讨，并提出了解决的方法。
1 水蒸气蒸馏法提取挥发油中存在的问题
1．1 所选中药材对挥发油提取的影响挥发油在植物体中的存在部位常各不相同，有的全株植物中都含有，有的则在花、果、叶、根或根茎部分的某一器官中含量较多，随植物品种不同而差异较大。有的同一植物的药用部位不同，其所含的挥发油的组成成分也有差异。薄荷、桉叶、花椒、姜黄等药材挥发油的含量在《中国药典》2005 版Ⅰ部已经规定，这些药材中，根茎类、种子类药材挥发油的提取含量通常都能符合药典规定的要求，但薄荷、荆芥等草质药材，由于质地柔软疏松，药材在加工、干燥、贮存的过程中挥发油易散失；市场上很难购得挥发油含量合格的药材，药材不符合规定的就更难保证挥发油的提取效果。
1．2 药材的处理对挥发油提取的影响
1．2．1 贮存时间挥发油成分在常温下能自行挥发和氧化。因此，贮存时间愈久，挥发油成分的含量愈低，气味消失愈严重，实验效果愈差。
1．2．2 药材粒度《中国药典》规定，测定用的供试品须预先粉碎，使能通过2 ～3 号筛，但粉末不宜过细，粉碎过细，可能导致油室或油细胞破碎过多，在粉碎过程中造成挥发油散失过多，而且过细的粉末加水加热时成糊状，容易引起焦化和暴沸现象。
1．2．3 干燥方法挥发油不仅在常温下易挥发，温度升高和日光也会加速其挥发和氧化，高温还会引起其成分发生变化。所以干燥方法对挥发油的质量影响很大。
1．2．4 浸泡时间药材在提取前要进行浸泡，这是因为来源于植物类的中药多是干燥品，通过加水浸泡可使药材变软，组织细胞膨胀后恢复其天然状态，提取时易于有效成分浸出。但是浸泡时间过长，可能会导致成分发生变化，引起药材发酵变质。
1．3 提取方法的局限性目前国内在中药挥发油的提取方法中较为广泛应用水蒸气蒸馏法。但水蒸气蒸馏法不适用于热不稳定成分的提取，长时间与水共沸易发生化学变化，对一些热敏物质易发生氧化、聚合等反应导致变性；如提取物溶于水则蒸气压会显著下降，对于一些与水互溶的中药材不能进行有效提取；反应混合物中的杂质若有挥发性，就不能保证所提取挥发油的纯度，且挥发油的收率也很低，所需时间较长，很难保持挥发油原有的新鲜香味，降低了作为香料的价值，也会对一些制剂的疗效产生影响。
1．4 提取设备对挥发油提取的影响水蒸气蒸馏法提取挥发油的实验装置主要由4部分组成：水蒸气发生装置、蒸馏装置、冷凝装置和接收装置。
水蒸气发生装置很难保证持续的水蒸气供应，随着水蒸气发生器内水量的减少，需要再次加入供蒸馏的用水，这样就导致蒸馏的中断，不能保证蒸馏具体时间的测定和出油高峰时间范围的准确测定。
蒸馏烧瓶的选择也会对挥发油的提取产生一定的影响，目前实验中常用长颈圆底烧瓶作为蒸馏装置。长颈圆底烧瓶由于是单口，水蒸气导入管与水蒸气馏出液导出管同时经过一个胶塞，导入与导出管都需要弯曲一定的角度，使通气不能十分流畅，装置的气密性也很难保证，另外其导气管过长，在导气过程中易发生冷凝，使挥发油收率降低，也延长了提取时间。当蒸馏沸点较高的物质时，当蒸气未达到侧管之前即被外界冷却而回流，致使无法蒸馏出来。蒸馏烧瓶的直接加热也可能会发生蒸馏物发生焦化，馏出液的成分发生变化。
由于气压大或冷凝效果不好等原因，使油水分离不好，一般只能收集到芳香水。
挥发油具有常温下易挥发，遇空气易氧化变质的性质，接收瓶内挥发油也可能在接收过程挥发变质，影响了挥发油的收率和纯度。
2 解决办法的探讨
2．1 多方面的控制原药材料的质量一方面，大量查阅相关文献，找出植物中挥发油存在的部位，哪一器官中含量较多，所含成分都有哪些等相关资料；一方面，对挥发油易散失的药材品种，应考虑采用产地定点采购，严格控制干燥加工条件，改善贮藏条件等方法加以控制。还可在药效实验的基础上采用鲜品提取挥发油；另一方面，对挥发油是主要有效成分，而《中国药典》中无含量规定的品种，应在该制剂原料药材标准中规定挥发油的含量以及产地的加工、干燥条件，以保证制剂的疗效。
2．2 样品预处理时应根据不同品种而异药材的贮存时间不宜过长，用密闭容器贮存可减少挥发油的损失和避免发生变性；对于质地较紧密的根、根茎、茎木等类药材，宜制成最粗粉；对于果实、种子等类药材，宜捣碎；对于质地轻泡的花、全草等类药材，宜切碎；应采用低温吸附干燥的方法［2］ ，低温吸附可以满足挥发油类药材对温度的要求，较好地保证干燥后的药效和药性，保持挥发油的成分，而且干燥的速度快，可减少挥发油的损失，还能保持较低的平衡含水率，有利于药材的储存保存，降低发生霉变的可能性；药材的浸泡时间应根据药材的具体的性质而定，一般以花、叶、茎类为主的药物，浸泡时间为1 ～1．5 h；以根、种子、根茎和果实类为主的药物浸泡时间为2 ～3 h，时间不宜过长。
2．3 根据所选药材的具体性质采用不同的提取方法挥发油提取的方法很多，除水蒸气蒸馏法外还有油脂吸附法、有机溶剂提取法、微波萃取法、超临界CO2 萃取法等［3］ 。这些方法各有其优缺点，应根据不同药材所含挥发油成分的性质、含量高低以及药理作用，通过实验以挥发油收率、主要成分含量，甚至主要药效学实验为指标来筛选，同时兼顾生产成本等因素来确定。例如：对于提取贵重的挥发油，可采用油脂吸附法；对于一些热敏物质易发生氧化、聚合等反应导致变性的中药材可采用超临界CO2 萃取法［4］ ，它具有防止氧化、热解及提高品质的突出优点；对于一些选择性高，提取时间不宜过长的中药材应选用微波萃取法提取挥发油［5］ 。
2．4 改善实验设备提高收油率水蒸气发生器应选择容量较大的、水蒸气能持续供应2 h 以上的装置为宜，而且导气管应较短，以保证水蒸气的持续供应且导气过程不会发生冷凝；蒸馏烧瓶的选择应该以短颈的二口或三口圆底烧瓶为宜，或者采取保温措施，保证蒸馏顺利进行，这样即可避免了蒸馏过程中蒸气的冷凝，也使导气管与馏出液导气管相分离，气密性好，导气通畅。蒸馏瓶的加热应根据药材的性质而定，对于易发生焦化的药材应选择石棉网均匀加热，或改用水浴锅加热。加热浴的温度应当比蒸馏液体的沸点高出若干度，否则难以将被蒸馏物蒸馏出来。加热浴温度比蒸馏液体沸点高出得越多，蒸馏速度越快。但是，加热浴的温度也不能过高，否则会导致蒸馏瓶和冷凝器上部的蒸气压超过大气压，有可能产生事故，特别是在蒸馏低沸点物质时尤其要多注意；冷凝时应保证持续的冷凝水供应；接受器应选择棕色瓶密封收集馏出液，室内温度不宜过低，防止油水分层不好。对整套设备进行完善，以提高挥发油的收率和质量。
3 小结
挥发油类成分在植物界分布广泛，很多植物药所含的挥发油成分具有确切的疗效，在中药制剂上应用较为广泛，如薄荷油有清凉、驱风、消炎、局麻作用。丁香油有局麻和止痛作用。但在研究制备中药制剂的过程中，挥发油提取存在的问题在一定程度上影响了药物的疗效。如今随着科技的发展，中药现代化进程的推进，以及人们对自身健康的重视，要求我们不断地提高中药制剂的质量，确保中药的疗效。因此我们在中药挥发油的提取中首先要抓好原料药的质量，合理的进行贮存、干燥和浸泡，不断改进实验设备，完善挥发油的提取方法，采用实验与实际相结合的原则，根据不同的目的、具备的条件采取不同的提取方法。水蒸气蒸馏法提取挥发油由于经济适用，非常适合中小型实验室进行挥发油提取的实验研究，可以通过不断的改进实验装置和提取条件，大大提高挥发油的收率和质量，有良好的应用前景。
【参考文献】
［1］ 吴立军．天然药物化学，第4 版［M］．北京：人民卫生出版社，2004：258.
［2］ 徐 娓，赵 义，丁 静，等．含挥发油类中药材低温吸附干燥新技术［J］.中成药，2005，27（10）：1135.
［3］ 肖崇厚．中药化学［M］.上海：上海科学技术出版社，1998：496．
［4］ 刘 淼．中草药成分提取分离与制剂加工新技术新工艺新标准实用手册［M］．北京： 中国教育出版社，2004：73．
【关键词】水泥原料；氯离子含量；分析测定方法
随着我国水泥生产工艺中煅烧窑外分解技术的广泛应用，对水泥生料、熟料及其原料中氯离子含量的控制显得尤为重要。氯离子是水泥中的一种有害成份，超过一定含量会对混凝土中的钢筋产生锈蚀，对混凝土的结构造成很大的破坏。所以，各国对水泥的氯离子含量都作出了相应规定。因此，在我国水泥新标中增加了“水泥生产中允许加入≤0.5%的助磨剂和水泥中氯离子含量必须≤0.06%”的要求，充分体现出水泥行业对混凝土质量保证的承诺和责任心。关于氯离子的测定方法多，GB/T176-2008《水泥化学分析方法》标准中给出了两种氯离子测定方法，即硫氰酸铵容量法（基准法）和蒸馏分―硝酸汞配位滴定法（代用法）。下面分别对两种方法的析步骤进行详细的介绍，以提高测试的准确度，减少试验中人为的误差。
1 硫氰酸铵容量法
1.1 方法原理:
试样经硝酸分解后的溶液中加入一定量的硝酸银标准滴定溶液, 加热搅拌使氯离子与硝酸银完全生成氯化银沉淀, 过滤, 滤液中过量的硝酸银以三价铁为指示剂, 用硫氰酸盐标准滴定溶液滴定至终点。其反式如下：
氯离子与加入的硝酸银标液反应：Cl-+Ag+=AgCl
硫氰酸铵与过量的硝酸银反应：CNS-+Ag+=AgCNS
1.2 分析步骤与操作要点
1.2.1 称取约5g试样，加入50ml水。
要尽快搅拌使其完全分散混匀，防止试样沉在烧杯底部。
1.2.2 在搅拌下加入50ml硝酸（1+2），加热煮沸。
加入硝酸后要不停的搅拌并煮沸，使生成的硫化氢逸出，以免影响测定准确，同时可以使试样溶解的更均匀。
1.2.3 准确移取5ml硝酸银标准溶液加入溶液中，煮沸1~2 min。
硝酸银标液的准确与否直接决定了测试结果的准确度，所以硝酸银标液一定要严格按照标准要求来进行配制，并且用移液管或滴定管准确的加入。
1.2.4 加入少许滤纸浆。
滤纸浆不要加多，以免影响过滤速度。
1.2.5 用预先用硝酸洗涤过的慢速滤纸抽气过滤或玻璃砂芯漏斗抽气过滤，滤液收集于250ml锥形瓶中。
过滤前慢速滤纸或玻璃砂芯漏斗都要经过硝酸（1+100）洗涤，以免给试验带来误差。
1.2.6 滤液和洗液总体积达到约200ml，溶液在弱光线或暗处冷却至25℃以下。 滴定应在室温下进行，温度高则红色络合物容易褪色。
1.2.7 加入5ml硫酸铁铵指示剂溶液，用硫氰酸铵标准滴定溶液滴定至产生的红棕色在摇动下不消失为止。 滴定时要充分的摇动溶液，避免沉淀吸附银离子，终点过早的出现。
1.2.8 当硫氰酸铵标准滴定溶液消耗体积小于0.5 ml时，要用减少一半的试样质量进行重新试验。
2 蒸馏分离―硝酸汞配位滴定法
2.1 方法原理
用规定的蒸馏装置在250~260℃的温度下, 以过氧化氢和磷酸分解试样, 以净化空气作载体, 进行蒸馏分离氯离子。氯化物以氯化氢形式蒸出, 用稀硝酸作吸收液, 蒸馏10～15min( 视含量而定) 后, 向蒸馏液中加入乙醇至体积分数占75%以上(增大指示剂的溶解度), 一般总体积20～30ml。在pH3.5 左右, 以二苯偶氮碳酰肼为指示剂, 用硝酸汞标准溶液进行滴定, 终点为樱桃红。其反应式如下：
蒸馏反应：3Cl-+H3PO4=HCl+PO43-
滴定反应：Hg2++2Cl-=HgCl2
终点时：Hg2++二苯偶氮碳酰肼=Hg-二苯偶氮碳酰肼（樱桃红）
2.2 分析步骤与操作要点
2.2.1 加入3ml水及5滴硝酸。
（1）吸收加热蒸馏时产生的氯化氢。
（2）进一步消除被蒸出的极少量的氢硫酸的干扰。
（3）让管下端与液面很好的接触。
2.2.2 称取样品，置于已烘干的石英蒸馏管中，勿使试料粘附于管壁。若有试料粘附于管壁，会有一部分试料没有发生反应，使测试结果偏低。
2.2.3 加入5滴过氧化氢，摇匀。
蒸馏时生成的硫化氢被过氧化氢氧化成硫酸，而不被蒸出。
2.2.4 加入5ml磷酸。
（1）磷酸沸点比较高，溶解矿物的能力比较强，在高温下分解试料的同时，可使氯化物生成易挥发的氯化氢被蒸馏 出来。
（2）蒸馏过程中，还可以使其他卤化物和硫化物以相应的氢卤酸、氢硫酸形式同时被蒸馏出来，稀硝酸吸收液属于弱酸，不会吸收。
（3）磷酸加完后要使碳酸盐中的二氧化碳排出后再连接出气管和进气管。
（4）为了加快测定速度，减少测定时间，在前一组蒸馏时，可进行第二组样品测定的准备工作，加完磷酸后放在试管架上等待。
2.2.5 进出气管的连接。
连接气时泵，进气口和出气口不能接反，先连接出气口，后连接进气口。
2.2.6 气体流量计调节。
调节气流速度在100~200 ml/min，此时锥形瓶中应有连续的气泡产生，如果没有，应检查其气密性。气体流速对测定结果也会有影响。
2.2.7 蒸馏时间。
蒸馏10~15 min，蒸馏时间可根据氯离子的含量来确定，当氯离子含量在0.2%~1.0%时，蒸馏时间应为15~20 min。
2.2.8 乙醇用量。
乙醇的用量不宜太少，因为乙醇能增大指示剂的溶解度，试液中乙醇的浓度比例在75%以上，终点颜色变化敏锐，测定结果稳定。
2.2.9 pH值调节。
溴酚兰指示剂变色范围在3.0~4.6，用氢氧化钠调至蓝色，再调成黄色并过量一滴，此时pH值刚好在3.5左右。
2.2.10 配制二苯偶氮碳酰肼溶液时，二苯偶氮碳酰肼溶液要完全溶于乙醇中，否则会因为指示剂浓度不够而影响其灵敏度。
2.2.11 溴酚兰及二苯偶氮碳酰肼两种指示剂都是溶于乙醇中，所以不要一次性配制很多，否则会因为时间长乙醇挥发而改变指示剂溶液的浓度，使终点颜色变色不敏锐，影响结果滴定。
2.2.12 硝酸汞标准滴定溶液配制。
（1）硝酸汞溶液有毒，配制时要佩戴手套以免沾手。
（2）为防止其水解，在配制时一定要先加入硝酸中，再用水稀释，而且要用干烧杯。
（3）固体硝酸汞的吸水性很强，称量完毕后要马上密封保存。
2.2.13 蒸馏管要趁热清洗，否则冷却后形成偏磷酸，很难清洗掉。但如果真的忘记清洗，冷却后蒸馏管底结块清洗不掉，加盐酸浸泡，再用大量的水清洗，否则就有残留的氯离子存在，影响以后的试验。
3 结论
硫氰酸铵容量法作为分析化学中经典的沉淀滴定法，原理明确，操作简单，结果稳定可靠，准确度高，由于我国通用水泥中掺加了大量的火山灰质混合材料或粉煤灰, 其中含有大量的酸不溶残渣, 采用硫氰酸盐容量法, 过滤过程缓慢, 影响整个测定时间,但比较适合纯硅酸盐水泥。
蒸馏分离―硝酸汞配位滴定法称样量小，分析速度快，比较适合于混合材掺加量较大的通用硅酸盐水泥的测定。但此方法的影响因素较多，当氯离子含量很低时，方法的灵敏度下降，终点难以判断。而且各地所用不同厂商的设备本身存在差异，往往出现负偏差。硝酸汞又属于剧毒药品，所以使用时要非常小心。
无论采用哪种方法，试验中用于标定和配制的试剂均为基准试剂。要进行空白试验。因为所测的是氯离子本身含量很低，受周围环境的影响比较大，所以试验最好要在专用的场所进行。由于是微量分析，试验所用的水、仪器要和其它的试验分开。
参考文献：
关键词：粗苯；焦化粗苯；工艺
伴随着市场经济的飞速发展，对焦化粗苯的使用需求也日益增加。焦化厂回收车间里粗苯工序是十分重要一项工序，对粗苯进行加工通常会有三种方法：第一种是加氢蒸馏法；第二种是加氢法；第三种是酸洗法。
一、粗苯工艺的主流加工方法
1.加氢蒸馏法
美国液/液萃取蒸馏（ShellUOP）与德国的morphylane萃取这两个是金典的低温低压加氢蒸馏方法。下图是加氢蒸馏方法的主要流程。
该方法的基本条件是：P=3.0-4.0MPa；t=320-3900C，粗苯通过分流法分解出芳烃（C9+）、重芳烃（C9+）以及轻苯，通过这些物质来产生古马隆，轻苯去加氢。轻苯获得加氢油，通过离合器产生出循环气体以供使用，加氢油所排出的尾气通过萃取后，可以获得非芳烃与芳烃馏分。通过无数次的循环，陆续的补充氢气。
2.加氢法
高温高压加氢方法的金典方法是Litol法，具体的流程图二所示：
加氢法流程的基本条件是：P=6.OMPa，t=6100C，粗苯经过预分馏塔区分币苯与轻笨。循环氢经MEA脱硫以后，绝大部分的循环氢气返回加氢系统中进行利用，只有极少部分传到了制氢单位中，所制造的氢气通过加氢系统得到了补充。制氢系统温度压力较高，流程也很复杂，建议用PSA方法从煤气中制取氢气。
3.酸洗法
酸洗法的主要原理是将粗苯通过第一步蒸馏，摆脱出低沸点的不饱和硫化物与化合物，例如戊烯、环戊二烯、二硫化碳等。在此基础之上，分离出粗苯与轻苯两种物质，轻苯是通过浓硫酸洗涤的，而粗苯是用古马隆生产的，并且还要抛开这些物质中的苯类沸点相似的不饱和硫化物与化合物，举例来说有异丁烯、诊仃、咪吩等，一起产生了酸焦油与再生酸。脱去不饱和硫化物与化合物分别开始持续蒸馏处理，分别蒸出二甲苯、甲苯、苯。其主要的工艺流程包括：粗苯―初次蒸馏―两苯―酸洗―持续蒸馏。
二、焦化厂粗苯的改造流程
1.焦化厂加工的基本过程
焦化厂的加工工艺主要是通过两塔式蒸汽蒸馏，该工艺的基本过程如图3所示。
第一，富油过程。富油指的是富洗油，是指洗油槽的洗油通过加压之后打至洗苯塔顶喷洒洗苯，洗完苯后的洗油山在吸收了煤气里的苯族烃和别的有机物。贫油指的是贫洗油，是指富油脱笨后所变的样子，逐一通过富油与油气换热器预热以后进入脱苯塔脱苯。
第二，再生洗油过程。对管式炉进行加热之后，富油运用间接与直接蒸汽，进行再生蒸汽。很大一部分都被蒸发到了脱苯塔，剩余的一些残留物通过再生塔底部，进行了定期排除。
2.探索焦化粗苯工艺的改造
对焦化粗苯工艺的改造可从以下四个方面进行改造：
第一，贫油流程。部分热贫油从脱苯塔底部排出后通过泵送到脱苯塔管式炉进行加热，再返回到脱苯塔，这就是蒸馏热源；其余的热贫油通过贫富油换热器与一段、二段贫油冷却器进行冷却后进入洗苯塔进行循环使用。
第二，富油流程。洗苯塔下面的富油在进入管式炉前必须先与脱苯塔顶得油气以及其底下所排出的热贫油进行换热，只有经过加热后才能进入到脱苯塔里进行脱苯这一环节。
第三，侧线采出。先将部分的热贫油导入到丙生塔里进行丙生处理可以使得循环洗油的质量得到有效地保证。
第四，轩苯流程。首先轩苯蒸汽与富油进行换热后再进入冷凝冷却器，而冷凝液则导入到轩苯回流罐，进行分离完水后的大部分轩苯作为产品采出，另一部分则回到塔顶进行回流。
3.新工艺与老工艺的比较及其特点
新工艺与老工艺相比主要有以下五个显著特点，具体来说：
（1）常压工艺蒸馏脱苯的主要热源主要采用的是过热蒸气，这种工艺会导致粗苯分离的废水较多，分离水带走了大部分的热量，所以导致了由蒸气所提供的热能源利用率却较低。负压工艺与之不同，它的热源使用的是脱苯塔中塔釜中的高温热贫油，这样不仅避免了能源的浪费，提高了利用率，也使得粗苯分离废水量大大减少。
（2）富油丙生作为老工艺的洗油丙生，蒸汽是其丙生热源，而新工艺则采用贫油丙生，特别采用了管式炉进行加热，这样就代替了传统工艺在进行丙生时间接蒸汽及直接蒸汽的使用，这得整个丙生加热过程更加稳定且均匀，使得洗油的质量得到了保证。
（3）新工艺的洗苯塔因为新型磁环材料的使用反而大大提高了吸收效率，让洗苯塔从原本的两个变为了一个。
（4）常压工艺通常需要好几个油水分离器，而新工艺则由于粗苯分离水低于常压工艺，所以粗苯分离水的静置分离要求只需要一个轩苯回流罐就可以得到满足了。
（5）常压下进行蒸馏是常压工艺的传统做法，而负压则采取了在塔顶出安装真空泵这一方式来满足各重要系统的负压需求的。
三、对我国未来进行焦化粗苯生产的相关建议
可以说在近二十年内，无论在国内还是国际上苯都会持续紧缺，相比石油来进行苯提炼，焦化粗苯的加工更加具有竞争力，也可以极大的提高经济效益。所以，企业在现有的粗苯市场背景下如何来提高及改进粗苯的生产工艺？我们认为可以从以下四方面着手。
第一，上世纪的七十年代我公司就已经进行了具有自主知识产权加氢技术的开发并进行了投产，然而此套装备最终却未进行正常生产，所以还需要进一步开发与完善更加成熟的加氢装置。
第二，虽然一般来说效益与生产规模成正比，但是由于此种项目中原材料是关键，所以首要问题是原材料数量的获得是否可以得到保证。
第三，我国的加氢技术尚不成熟，所以从国外进行技术引进必不可少，所以我公司同国外签订了工程协议，将重要的专利设备及专利技术引进了，而我们自己制造及设计其他部分。
关键词 真空闪蒸装置；闪蒸原理及可行性分析；流程及设施；闪蒸试验
中图分类号：TE868 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）19-0124-03
原油发电机在海上油田的应用较为普遍，多使用自产原油作为主要燃料。目前在中海油的南海海上油田的多个项目中，均出现了平台自产原油的闪点都低于60℃的情况，范围从43℃低至26℃。南海平台的最高环境温度约为35℃，而发电机房内的环境温度通常为45℃，则此类原油的闪点已普遍低于发电机的日常运行环境温度。按照国内外各安全检验机构如COOOSO、CCS、DNV等颁布的规范中，均对发电机所用燃油的闪点温度有所规定和限制，如在CCS颁布《海上移动平台入级与建造规范》（2005）第四篇“通用机械设备与管系”、“1.1.18.1条”中规定：主推进机械及发电机原动机或锅炉用的燃油，其闪点（闭杯试验）一般应不低于60℃；以及在“1.1.18.2条”中对燃油的特性参数作了规定：对于限制作业区平台，如有专门措施，其燃油的贮藏或使用处所环境温度能限制在低于该燃油闪点10℃以下范围内时，可允许使用闪点低于60℃但不低于43℃的燃油。可见此类自产原油的闪点已不能满足规范和安全操作的要求，在实际运行中将存在非常大的安全隐患，如发生火灾甚至产生闪爆。
因此，较好的做法是采用专门的炼油设施对这类原油进行处理，提升其闪点达到安全等级的水平。但鉴于平台上的空间容量及结构承重都十分有限，难以如陆上炼厂那样采用大型、且流程较复杂的工艺处理设施，因此中海油公司组织专家并联系相关厂商进行了研讨和开发，经过筛选和甄别，着重考虑了通过蒸馏原油中的轻质组分以提高闪点的方案。2009年底，经与深圳市威诺达工程技术有限公司及中山凯旋真空技术有限公司进行了详细技术研讨和可行性实验后，决定采用以真空闪蒸设备提取出原油中轻质组分的方案。下面对该真空闪蒸装置处理低闪点原油的可行性、技术性及应用实例进行介绍。
1 原油真空闪蒸原理介绍
物质的沸点会随压力的增大而升高，反之也会随压力的降低而降低，因此原油中的可凝性气体在真空及较高温度的环境下将较易于挥发出来，真空闪蒸蒸馏的基本原理即利用于此。其通过减压（创造真空环境）和加热的手段，使原油中的轻质组分迅速气化，之后轻组分将浓集于气相、重组分浓集于液相，便可进行分离。根据此原理，可设置脱气塔对低闪点原油进行加热，并通过罗茨真空泵形成一定真空度，原油中的轻质组分（乙烷丁烷）在温度和真空度的双重作用下将从流体中挥发出来，从塔顶被抽出，后可经冷凝器回收；经处理的原油则从塔底流出，进入储油罐。原油中的轻组分含量减少后，蒸汽压降低，闪点得到提升，油品性质更加稳定。
重要的是：①原油需要被加热到一定温度；②塔内需要具备一定的真空度。在这两项的合力作用下，原油中的轻组分可以得到有效的抽出及分离，从而实现油品闪点的提高，因此真空闪蒸手段也可看作是通过物理的方式分离出原油中轻烃部分的一种做法。
2 原油真空闪蒸手段的可行性分析
从油品物性来看，轻质原油中是因为所含轻组分的比例较大而造成闪点较低，而决定所采用真空度大小的因素取决于油质中轻组分的类别，若所含轻组分的类型越轻、越容易蒸发，则对真空度的要求越高，也就是说在同等温度条件下，轻质原油比中质原油需要更低的真空度以将其中的轻组分抽取出来。另外，轻组份含量高也说明其中的轻质组份所占比重较大，则需要被抽取的比例也较大，因此除了要求有一定的真空度外，也需要设置更大的真空抽速来满足其中轻组分多、蒸发快的要求。
此外，真空度的高低与温度有密切联系，如从初馏点的角度分析，若某原油的初馏点为95℃，即该原油中的轻组分在此温度下时是较易被抽提的，而此时所需的真空度也就可以相对降低。因此在一定的温度、流速等条件下，油品中轻组分的性质和种类将决定在进行闪蒸时所需要的真空度；同时轻组分的类别也会影响真空度的大小，油中的组分特性（特性又取决于组分的类别）越轻，则越容易被抽取，所需的真空度也会相对降低。
3 真空闪蒸流程及设施配置描述
为应对在平台上需要简易可行的操控要求，真空闪蒸系统的流程设置并不复杂，主要设备构成（图1）：①脱气塔（包括脱气室、集油室）；②真空系统（真空泵组+启动干式泵）；③原油输送系统（进/出口输油泵）；④加热系统（塔内加热）；⑤轻组分冷凝回收系统；⑥吹扫及清洗系统（介质：柴油/氮气）；⑦仪表控制系统。
流程特点介绍：
1）根据轻质原油的通常特性，为保证良好的闪蒸效果，塔内温度通常应保持为90℃～95℃，加热器可根据平台情况设置热油加热盘管或电加热盘管。在实际操作中，可根据原油的初始供油温度来确定是否需要设置加热系统，如有些原油的井口温度即达到90℃以上，则塔内的加热装置可为备用，只在设备停机维修时开启。
2）启动时先由干式泵在系统内建立起一定的真空度，之后由两级罗茨泵组对脱气塔进行抽真空。当塔内及管线内达到一定真空度后，即启动进油泵使低闪点原油进入已建立好温度及真空度的脱气塔内。
3）脱气塔由上至下主要分为三段：分离室、脱气室（可再分为多层，并设加热夹套）、集油室。为了达到良好的脱气效果，脱气室内设碟盘（散油板）及相应结构和填料，使原油进入塔后得以迅速摊开，以保证具备足够的脱气面积，使脱气速度与进油的速度相匹配，提高溢出时间；同时合理选择真空泵的规格，以满足真空度对足够的真空抽速的要求。
4）脱出的气相部分从塔顶放出，可经过冷却器回收。不凝气体则继续送往平台火炬或冷放空系统。处理后原油从塔底经输油泵送入储油罐。塔底的油箱出口管路上可设置取样口，方便定期对原油组分进行取样检测。
5）系统设氮气吹扫及柴油清洗接口，相关介质由平台公用系统提供。在系统初次启动时及设备停用（油田停产）时，需用带压氮气及少量柴油对塔内的腔壁、内件、管线和阀门等进行全面的吹扫和冲洗，以保持系统的清洁。
4 LX8-1低闪点原油真空闪蒸试验情况介绍
4.1 LX8-1油田原油特性及蒸馏模拟
以中海油LX8-1井区所产低闪点原油为例，该原油的初始闭口闪点为26℃（经脱水），密度为868.8 kg/m3，低硫含量，轻质组分含量高，凝固点高，闭口闪点较低，粘度小，流动性好，属于含蜡的轻质原油。未经处理的LX8-1原油初馏点为94℃，在300℃时的馏出量可达32% 。从油样的特性分析来看，该原油完全可以通过闪蒸手段将轻组分抽出以提高闪点。
通过气相色谱分析方法对原油进行模拟蒸馏，可得到原油的真实沸点蒸馏数据（表1）。在此基础上提出了模拟蒸馏数据和实际沸点蒸馏数据曲线（图2），可看出在温度400℃以下时，两曲线的馏分始终保持在同一水平；当温度为400℃以上时，由于实际沸点蒸馏馏分的取得是通过普通蒸馏而没有精馏，而模拟蒸馏是通过极点取得，因此之间存在较小偏差。
原油的实际沸点蒸馏温度535℃（真空度），可达到17个馏分，表1中显示了每种原始的从实际沸点蒸馏而得到的削减比例。
表1的数据表明其中的轻质油比例是相当高的：汽油14.23%、柴油30.48%，汽油和柴油总量的比例可以达到45%。温度535℃以上时减压渣油的比例只有16%，含量低，所以其为较好的轻质油。且从相近馏成的化学性质判断，每个组分的密度、粘性和残炭量都不高，酸度值和硫含量也较低，在处理过程中没有酸腐蚀。因此，可以断定该原油的二次加工简便且成本低，同时，这也是低闪点原油所普遍具有的性质。
4.2 试验数据模拟
根据原油特性，通过计算机软件模拟出脱气塔内所需的最佳真空度要求，以使闪蒸处理的原油闪点能达到燃烧标准。通过在PRO/II中建立闪蒸设备的工艺流程模型，加载相关的技术参数，模拟出相应的真空度。
4.3 现场试验数据记录
2011年11月，由中海油研究总院与深圳威诺达公司进行了LX8-1原油样品的多组真空闪蒸试验。试验油样数据：闭口闪点26℃（两年内数据），密度868.8 kg/m3，真空闪蒸塔加热温度86℃、进口压力8psi，真空闪蒸设备处理量（连续）2.2 m3/h，提供电源（泵组）380VAC/50Hz/3pH，安装区域等级CLASS I/DIVISION II/GROUP D。试验结果参见表3。
由上可知，四组试验都取得了预期结果，随着真空度的提高，闪蒸后的原油闪点均有较大提高。在420 Pa真空度、原油进口温度85℃条件下，闪蒸后的实测闪点达到了81.3℃。且对比上、下午的试验结果，可知在同一真空度条件下，随着塔内原油温度的不同，闪蒸后的原油闪点也会不同，如在420 Pa真空度下，当原油进口温度由70℃提高到85℃，闪蒸后的实测闪点提高约10℃，可见温度也是有效控制油品闪蒸结果的重要参数。
4.4 闪蒸后油品成分分析及评估
对经真空闪蒸处理后的LX8-1原油进行特性化验，包括原油闪点、原油组成成分（通过原油轻烃气相色谱及原油全烃气相色谱进行分析）等一般特性及粘温曲线等，需达到燃油要求的情况才能视为合格。经油样试验结果分析可以看出（图3、图4），处理后原油中的C1～C7组分明显减少，同时原油密度、粘度有所提高，而所含轻烃和全烃分量有明显下降。
经与原油机厂家（Wartsila、MARK及MAN&W）沟通及确认，燃油的特性主要是将进机粘度保持在14.5±1cst，而根据对闪蒸后的原油油品化验结果分析，粘度为16.0cst（60℃）、11.8cst（70℃）。根据粘温曲线，油温在62℃～67℃时满足原油发电机对燃油特性的要求。且经闪蒸后的原油中其它成分没有太大变化，只是将C7及以上的轻烃组分提取了出去，并不影响原油的燃烧性能和品质。
5 结论
经过调研，目前国内外海上船舶或在平台上使用低闪点原油作为燃料而采取的主要安全措施，即是采用双层管（燃油管）防泄漏+管间通风技术，但是在实际应用中，该技术仍然存在一定的局限和安全隐患，如在中海油现在使用的MUQING号FPSO（采用3台原油机组）上就出现过在燃油双层管内因振动产生泄漏的严重情况，且在管壁间形成了通风死角。因此，通过合理的处理手段提高原油闪点以满足安全规范和操作的要求，才能解决根本问题。
对于海洋平台而言，真空闪蒸装置可有效提高原油闪点，且流程简单、设备数量少、塔体积小（真空技术可加速脱气速度）、整橇重量轻；同时易操作、易监测、易控制，安全性较高（采用真空技术可避免常压蒸馏存在的高温作业风险，并可随时通过真空度监测和含氧量分析掌控系统内的安全运行情况）。因采用物理分离的手段，经处理后的原油保持了原油物理及化学性质的稳定，不会影响作为燃料的燃烧性能和品质。原油真空闪蒸装置已于2012年第一季度应用于中海油南海的石油平台。
参考文献
[1]CCS.海上移动平台入级与建造规范.2005.
[2]深圳市威诺达工业技术有限公司.原油真空闪蒸设备资料和图纸.2011.
[3]中海石油（有限）公司深圳分公司.原油真空闪蒸设备评测及试验报告.2011.
[4]中海石油研究总院.原油真空闪蒸试验调研报告.2011.
关键词：节水 水平衡 节能
中图分类号：X38 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）011-130-02
1 引言
通过对我公司及周边企业用水排水情况进行初步的调查，摸清我公司各生产装置的用水及排水情况，通过对我公司用水现状进行合理化分析，找出薄弱环节和节水潜力，制定出切实可行的节水技术、措施和方案。
2 水平衡测试范围
本次水平衡调查覆盖我公司各车间、装置及辅助公用设施用水排水情况。
用水包括以下两项内容：
（1）生产用水，包括新鲜水、除盐水、软化水、循环水及循环水补水、蒸汽及其凝结水的使用、硫磺净化水等。
（2）生活用水，包括办公楼、浴池、食堂、绿化、基建用水以及消防用水。
排水包括以下几项内容：
（1）工艺废水（包括含硫污水、含盐污水、含油污水）。
（2）蒸汽凝结水排放。
（3）循环水排污、锅炉排污、除盐水排污等。
（4）生活污水。
2.1 测试时间及测试基准
本次测试以2012年5月1日到2012年5月31日全月的新鲜水、除盐水、蒸汽用量为基准，并对应折成瞬时量。
2.2 水平衡工作测试结果
测试期间包括了我公司盘东水和化肥水及空分车间的深井水，进入系统内的总水量为380.74吨/时，其中由盘东水和化肥水结算量为354.36吨/时，我方的空分深井产水量为26.38吨/时，经供水车间进入厂内新鲜水为170吨/时，主要用于循环水系统补水及各车间生产和生活用水，同时210.74吨/时外转供给附属企业使用。
进入厂内的除盐水为121.7吨/时，由工业水的二个车间分别送入其中一车间的除盐水量53吨/时，二车间为68.7吨/时。进入厂区后送西区的除氧水站和东区热水站，分别用于生产低压除氧水和热水系统补水，其余送催化、加氢、制氢、净化、东蒸馏、西蒸馏、南蒸馏、空分、焦化等装置作为工艺水使用。
2.3 辽河石化公司工业用水指标状况
2012年5月1日～5月31日的平均新鲜水用量：170 吨/小时（扣除外转供水量）；自消耗中压蒸汽量为26.87吨/时，净消耗低压蒸汽量18.56吨/时；消耗除盐水量为121.7吨/时；外排污水量：416吨/小时；原油处理量：648.6吨/时。按此数据进行计算得到下列用水指标：吨油耗新鲜水量0.262吨/吨，吨油排污水量0.45吨/吨，工业污水回用量120吨/时，工业污水回用率28.84%，蒸汽冷凝水回收量47.23吨/小时。
3 本轮水平衡工作中查出的存在的问题及对策
根据本轮水平衡测试可知，扣除外转供水量及外转供蒸汽量，我公司现平均日耗新鲜水量为170.9吨/时，消耗除盐水量为121.7吨/时，除去产汽量，净消耗中压蒸汽量为26.87吨/时，净消耗低压蒸汽量18.56吨/时。新鲜水主要用于循环水场补水、各车间生活、生产用水以及厂区的绿化、消防、食堂等用水。除盐水主要用于各车间机泵冷却和生产除氧水，蒸汽主要用于气压机、压缩机的透平及制氢的产氢配汽。
总的来讲，我公司用水情况相对较好的，继续保持了以往的节能节水的措施。如回收凝结水并处理后回用于催化锅炉，硫磺净化水已经作为电脱盐注水回用到南蒸馏、东蒸馏、西蒸馏和焦化。此外，催化装置的酸性水直接作为富气洗涤用水。机泵冷却水在加氢车间、空分车间、焦化车间基本实现循环使用。但是，经过本次的水平衡测试，发现也还存在着一些典型问题，需要改进。下面笔者将从几个方面加以说明这些需要改进的地方。
3.1 计量仪表配备和管理虽然有较大的改观，但还要继续完善
根据2011年的水平衡测试结果及2011年10月份安装的蒸汽表的数据来看，新鲜水和蒸汽计量表的配备发挥了一定的作用，保证了MES系统的准确性，特别是本年度催化检修后，原有的催化装置的主风透平和富气透平，没有蒸汽计量表（经计算中压蒸汽的流量达到了52吨/时和20.55吨/时）的情况有了一定改观，但催化和焦化的减温减压器没有蒸汽计量表，尤其是焦化在焦碳塔大小吹汽时，减温减压器开度大没有计量，对蒸汽管网影响较大。同时，空分车间没有循环水计量水表，两个水场的旁滤排水、气柜和催化水封罐的水封用水使用新鲜水均没有配备计量仪表，这些情况需要逐步有待于改善。
另外，配备的科学性也有待于改进，要把生产和消耗分开统计，尤其是自产蒸汽的装置，计量表应该按装置内使用和外供系统单独配备，以便计算出各自用量，如催化、制氢、硫磺等由于输入和外供蒸汽是一块表，无法准确界定装置内消耗的蒸汽量，无法为制定科学的指标统计打好基础。
在装置的换热器方面，对所需循环水流量较大的换热器要加流量或温差显示，以便计算出循环水的优化效果。
3.2 计量的重视程度和监测手段有待进一步提高
目前，我公司的计量器具的配备水平虽然与以往相比有了一定幅度的提高，但整体对计量的重视程度和监测手段还有待于进一步提高，特别是上半年，通过对表计数和上网的专业分工给一些车间，数据的及时性得到了保证，但一些问题上次出现后仍未解决，给统计工作带来不便，如减粘装置计量表安装完后至今没有投用，至今MES上没有用量的数据，另外，水处理车间的新鲜水用量显示14吨/时，但车间反映自耗仅为3吨/时，其余为装置内的附企的相关装置使用，需要进一步疏理用水流程，保证转供的准确计量。
在换热器的监控方面，要加强对重点易泄露换热器的监控，减少对循环水场的冲击，如对重点换热器的循环水出口安装可以测量油含量或浊度已经超标的泄漏监测设备，缩短反应时间，减少置换水量。
同时，我公司进入公司中压蒸汽管网的外购蒸汽分别来自热电厂和煅烧焦两个地方，使得蒸汽压力不容易平衡，存在水击和放空的现象。要想减少这些现象的发生，建议增加全厂蒸汽运行监控系统，通过监控系统，优化蒸汽的运行。
3.3 未经使用的硫磺净化水直接排入污水处理场日趋严重。
净化车间处理的含硫污水主要来自南蒸馏、西蒸馏、催化、三套加氢、焦化和制氢等车间排出的含硫、含氨蒸汽凝水，凝水中所含物质的化学成分复杂，主要为硫化物和氨，并含有酚、氰化物等。含硫污水进净化车间经酸性水汽提进行处理，产生净化水。在测试期间净化车间处理的硫磺净化水原来是一部分供南蒸馏、西蒸馏、东蒸馏、焦化等车间使用，回用量为28.9吨/时左右，但从三月份后，东蒸馏装置的电脱盐注水改用除盐水后，净化水排放量达到了44.9吨/时，这部分的硫磺净化水因为没有地方回用，又排到了污水处理厂，这样不但加重了污水处理厂的负担，也浪费了水资源。
含硫污水本身是软化水，只是由于与油品直接接触使水中含有较高的硫化物和氨氮，通过汽提将硫化物和氨氮去除后回用到可使用的工序，以节约其它水的用量。净化水回用，在HJ/T 125-2003 《清洁生产标准 石油炼制业》中，已经明确列为清洁生产的基本技术要求之一。根据该标准，一级水平（国际清洁生产先进水平）净化水回用率要达到≥65%，二级水平（国内清洁生产先进水平）净化水回用率要达到≥60%，三级水平（国内清洁生产基本水平）净化水回用率要达到≥50%。
从我公司目前净化水回用的水平来看，回用率为31%左右。所以，要想达到清洁生产先进水平，还需要继续增加净化水的回用率。
3.4 机泵冷却水所用水质偏高，可考虑代替用水
目前，除了气分车间、制氢车间、糠白等少数不用冷却水的车间外，大部分车间均用水质较高的除盐水作为机泵冷却水。机泵冷却水根本不需要用这么高水质的水，这样使用有些浪费。现有机泵冷却水除焦化车间使用后有回收外，其它车间使用后均没有回用或回收，这部分水虽然用量不大，但累计起来，数量也较为可观，建议采用中水回用生产的软化水来代替，减少成本支出。目前从这部分用量分析，完全回收经济性较差，但可考虑流量大的部位如催化、西蒸馏、减粘、南蒸馏等，预计回收后，可减少排放近21吨/时。
3.5 冷凝水直排的调研情况及对策
蒸汽冷凝水是一种优质水。我公司因炼油工艺自身的原因，水平衡测试期间，低压蒸汽的的总量约为120吨/时（含自产蒸汽数量），因此产生的冷凝水量也是很可观的。冷凝水主要是由蒸汽给物料加热、罐区加热、设备或管线伴热产生的。
我公司2009年由股份公司投资921万元，新上了一个凝结水闭式回收系统，将的干气脱硫、气分、溶剂再生、污水汽提、制氢、12#罐区以及超稠油伴热蒸汽凝水，再加上硫磺装置、焦化原料罐区、东蒸馏及调合罐区的部分含油凝结水回收到了除氧水站，本次水平衡测试测定回收量为32吨/时（不含碳酸二甲酯供我方的15吨/时的冷凝水数量）。但是，受资金的约束，有许多排放点还没有实施回收。我们在水平衡测试时发现，公用系统中仍然有比较多的伴热凝水排放现象，比较典型的是原油罐区和东西区的伴热线，罐区由于疏水点较多，各点又比较分散，回收投资费用比较高，所以以往没有回收，凝结水浪费现象相对比较严重。应考虑进一步回收各散点的数量。
3.6 强化管线查漏工作，减少了系统的用水流失
我公司消防水系统漏水现象也比较严重，这部分基本上都通过污水系统流向污水处理场，以消防水系统为例，2011年11月每天要补充化肥水近480吨，折算成每小时近20吨，系统漏失量较大，在2012年3月份至5月份由计量部和供水车间配合，对公司现有的新鲜水管网和循环水管网进行了查漏，共发现23处漏点，从统计数据来看，2012年从4月份起至6月份，化肥水的总用量分别比2011年同期下降了1.86万吨、1.17万吨、1.50万吨，可见，管线的查漏工作取得了比较满意的成果。建议下一步配备“漏水管线测试仪”等工具，强化查漏工作，将这项工作常态化。
3.7 中水使用取得了明显的效果，降低了新鲜水的用水总量。
目前国内用水比较先进炼厂，一般大量采用了中水或海水做为循环水场的补水（按照股份公司节能节水统计的要求，这部分水不计入水单耗的计算），我公司从2012年起加大了中水的使用力度，从而使新鲜水有了较大幅度的降低，从上半年的数据来看，2012年上半年比2011年同期多用中水22.3万吨，保证了新鲜水的替代效果，2012年下半年，在中水回用装置扩能后，继续深入拓展中水的使用渠道，保证其达到更好地效果。
参考文献：
关键词：甲醇 精馏 工艺流程 双塔 三塔 模拟
甲醇精馏是多个简单蒸馏组合。因液体混合物中所包含的物质其沸点不同，所以当其处于一定温度情况下时，气相中的低沸点物浓度会高于液相中的低沸点浓度，反之则液相中的高沸点物浓度较高，这就会从一定程度上转变了气液两相组成。部分气化形成的蒸汽实施冷凝处理时，因高沸点物相对易于冷凝，因此冷凝液中的高沸点物浓度则相对较高，同理则未冷凝中的低沸点物浓度则相对较高。如此进行不断的冷凝、气化，便会从混合液中将纯甲醇组完全分离出来。本文采用化工流程模拟计算软件，对甲醇精馏工艺的双塔流程三塔流程及四塔流程进行了模拟计算分析与比较。
一、流程简介
（一）双塔流程
双塔精馏流程是我国老的甲醇装置中采用较广的一种精馏流程从合成单元来的粗甲醇经泵加压，再经粗甲醇预热器预热后进入预精馏塔（常压操作）为了提高预精馏塔后甲醇的稳定性并尽可能回收甲醇，塔顶采用两级冷凝，经部分冷凝后的大部分甲醇水及少量杂质留在液相作为回流返回塔，二甲醚等轻组分（初馏分）及少量的甲醇水由塔顶逸出，塔底含水甲醇则由泵送至主精馏塔主精馏塔操作压力稍高于预精馏塔，但也可以认为是常压操作，塔顶得到精甲醇产品，塔底排出的含微量甲醇及其它重组分的废水送往水处理系统。
（二）三塔流程
三塔流程是目前甲醇生产装置应用最广泛的精馏工艺，与双塔流程最大不同是将精馏过程分为加压精馏和常压精馏，充分利用加压精馏塔冷凝器的高品位热能作为常压精馏塔再沸器的热源，减少蒸汽供应量，以达到节能降耗的目的由合成单元送来的粗甲醇经预热器预热后进入预精馏塔，溶解在粗甲醇中的低沸点杂质在预精馏塔塔顶精馏出并送入燃料管网；从预精馏塔塔底来的物料经泵加压后，送入加压精馏塔。加压精馏塔塔顶为99.99%（体积分数）以上的甲醇蒸气，冷凝后的甲醇进入回流槽，一部分作为精甲醇产品送到精甲醇混合罐，另一部分返回加压精馏塔塔顶作为回流在加压精馏塔塔底排出的甲醇水溶液送至常压精馏塔 常压精馏塔下部设杂醇油采出口，抽出含甲醇水的异丁基油，以保证低于水沸点的杂质（主要是醇类）分离出塔常压精馏塔塔底采出的废水送往废水处理系统
（三）四塔流程
四塔精馏工艺流程，粗甲醇先后与常压精馏塔塔釜水加压精馏塔塔顶精甲醇换热到75℃左右进入预精馏塔；塔顶气经过两级冷凝，不凝气再经洗涤后出装置，冷凝液和洗涤水返回塔顶全回流塔釜甲醇水经泵加压并与加压精馏塔塔釜甲醇水换热后进入加压精馏塔，塔顶甲醇蒸气进入常压精馏塔塔釜冷凝蒸发器冷凝，冷凝液进入回流罐，经回流泵加压后，一部分返回塔顶作回流，另一部分为精甲醇产品出装置加压精馏塔塔釜甲醇水自压进入常压精馏塔精馏，塔顶分出剩余甲醇，塔釜水一部分返回预精馏塔塔顶洗涤器，剩余废水去污水处理系统侧线抽出杂醇油进入汽提塔，塔顶气体返回常压精馏塔，汽提塔侧线杂醇油出装置，塔釜水去污水处理或返回气化工段使用。
二、模拟分析
设计以某企业生产装置年产300kt精甲醇，年运行时间7920h，粗甲醇总进料量为40880kg/h，温度为40℃，压力为0.4MPa（表压）为基础数据.粗甲醇的组成见表1.
双塔三塔及四塔流程的能耗比较分析，其中，冷却水的消耗是指32℃的冷却水被加热到42℃，蒸汽是指0.6MPa（表压）的低压蒸汽。
从表中的数据可以看出：1）双塔流程和三塔流程中预精馏塔的分离要求及操作条件完全相同，都是将粗甲醇预热到泡点65℃左右后进入预精馏塔，所以能耗相同而四塔流程是将粗甲醇先后与常压精馏塔塔釜水和加压精馏塔塔顶精甲醇产品换热，将粗甲醇进料温度提高到75℃左右后进入预精馏塔提高进料温度后，再沸器的蒸汽耗量有所降低，即降低了塔底热负荷，而冷凝器负荷维持不变，这样可减少蒸汽用量；2）三塔流程所耗总冷却水量和总蒸汽量分别为2267.2t/h和40.4t/h，大大少于双塔流程，这主要是由于三塔流程中的常压精馏塔塔釜再沸器加热所需热量为加压精馏塔塔顶蒸汽的冷凝热，不需外界供热，从而降低了热能消耗；三塔流程加压精馏塔和常压精馏塔的回流量之和较双塔流程中主精馏塔的回流量小，因此耗用的蒸汽量及冷却水量均相对较少，说明三塔流程是一种节能型工艺，如果装置规模越大，则节能效果越显著；3）三塔流程与四塔流程相比，2种流程都使用双效精馏，因此加压精馏塔和常压精馏塔的能耗相当；由于四塔流程多了1台汽提塔，使得其蒸汽耗量及冷却水耗量均增加；4）三塔流程可以产出约一半的精甲醇符合AA级要求，而四塔流程产出的总精甲醇浓度为99.9925%（质量分数），完全符合AA级要求。
参考文献
[1]陆文斌，时正兴. 新型高效规整填料塔在甲醇精馏生产中的应用[J]. 现代化工. 2005（12）
[2]吴嘉，陈露. 具有热集成和水集成的甲醇精馏新工艺及其模拟[J]. 化工学报. 2005（03）[5]宋佰顺，奎鸽，刘喜保. 甲醇精馏采用高效塔板和工艺路线的改进[J]. 小氮肥设计技术. 2004（01）
[3]赵瑞红，赵焕祺，张向京. UNIFAC法在甲醇精馏过程模拟计算中的应用[J]. 化学工程. 2000（01）