生物质干馏技术范文

生物质干馏技术篇1

【关键词】油页岩 资源量 干馏技术

油页岩是细粒含有机质的沉积岩，经过低温干馏可以提取页岩油，是典型的非常规油气资源之一。同时，油页岩又因其特殊的组成和结构，决定了它在能源、化工、医药、建材、农业、环保等各个领域具有许多可供综合利用的潜在用途。目前主要用于主要用于干馏页岩油、燃烧发电以及生产副产品作为建筑材料。页岩油加氢精炼后，可以获得汽油、煤油、柴油、石蜡等多种燃料油及化工产品，是石油的理想替代资源。本文综述油页岩资源特点，开发利用现状及未来发展趋势。

1 油页岩资源特点

1.1 属典型的非常规油气资源，分布广，资源潜力大

油页岩（又称油母页岩）是一种富含有机质、发育页理构造的含可燃有机质的沉积岩，属低热值固态能源矿产。油页岩中的有机质是不溶于有机溶剂和非氧化性酸的干酪根，其内部的潜在的油气资源用常规方法难以提取，一般要加热到500℃以上，通过干馏技术获得，为典型的非常规油气资源。从分布范围看，全球各大洲均有分布，但分布不均，其中以北美油页岩资源最为丰富，占全球资源的77%。世界油页岩资源丰富的国家主要有美国、俄罗斯、刚果、巴西、意大利、摩洛哥、约旦、澳大利亚、爱沙尼亚、中国等。分布层位从前寒武系到新生代新近系。根据2005年世界油页岩资源量统计的结果，范围覆盖了全球油页岩相对丰富的各个国家，世界油页岩总资源量达到4086.02×108t，超过了世界石油资源总量4054.3×108t。世界剩余探明石油可采储量1596.44×108t。

截止2008年底全国含油率大于3.5%的油页岩资源量7391×108t，查明油页岩资源储量1100×108t，折算成页岩油，全国剩余页岩油技术可采资源量163.85×108t，折算成经济可采储量2.78×108t。

1.2 油页岩成因复杂，常有伴生矿产发育

按照沉积环境分类，可以将油页岩分为海相油页岩、湖成油页岩和陆相油页岩。海相油页岩有机质主要是海洋藻类及微生物，湖成油页岩有机质主要是淡水、咸水的藻类植物，陆相油页岩大多形成于沼泽相，与煤共生，其有机质主要是陆生植物。油页岩可以油页岩的形成一般受构造、沉积环境和气候等因素控制。构造运动控制了地形，控制了海（湖）平面变化，进而控制油页岩发育的可容纳空间，从而影响了油页岩发育的层位厚度。沉积环境决定了油页岩中有机质的含量及有机质的主要成分，不同沉积环境的水动力条件决定了油页岩中无机矿物的含量。同时沉积环境和气候共同决定了水体中植物的类型、繁盛程度，进而影响了有机质的组成和含量。油页岩的氧化还原环境影响有机质的保存。

中国油页岩中富含大量的稀土、稀有和微量元素。以中国东北地区典型的桦甸和农安油页岩含矿区为例，桦甸油页岩中La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu等轻稀土元素相对富集，Sb、Nb、Cs、Zn、Bi、W等微量元素的平均含量较地壳中同类岩石中该元素明显富集。

1.3 资源开发利用存在一定的环境问题

油页岩的开采分为地下开采与露天开采两种方式，无论哪种均需排水，将地下水位降低到油页岩层位以下。采排水将使地下水位下降，对森林、农田等构成严重威胁，此外采出水排到地表会增加地表及河湖中硫酸盐的含量，使得水质变差。油页岩在燃烧发电过程中，燃烧不充分时排放有毒气体和微尘，造成空气污染。页岩油生产过程中的废水、废渣也带来一定的环境问题。

2 油页岩开发利用现状

目前世界上进行油页岩工业化开采的国家有爱沙尼亚、中国、德国、巴西、俄罗斯等。主要利用油页岩发电、干馏提取页岩油。目前世界每年的油页岩开采量达到28102.78×104t，年产页岩油100×104t，生产电力2452MW。爱沙尼亚、德国、中国等正在尝试进行油页岩的综合利用，如发电的页岩灰可以制造水泥及建筑材料，也可以用于改良土壤。开发利用中德国、澳大利亚、爱沙尼亚等国家环保工作做的好，污染物排放符合国家和地区标准。

3 产业发展趋势

3.1 先进的干馏技术推动产业发展

油页岩的主要用途是干馏炼油和燃烧发电，这两种技术也相对成熟。但是油页岩产业的发展仍面临着成本高、能耗大、高污染等劣势。工艺技术的进步能够改善上述问题，德国、爱沙尼亚等环保和综合利用等都做的较好。油页岩的干馏技术分为地面干馏和地下原位干馏两种。地面干馏需要采矿、处理尾矿，过程复杂，成本高，但工业体系相对成熟，是目前的主要工艺。地下干馏技术工艺简单，目前壳牌公司正在尝试推进该项技术的工业化应用。然而地下干馏技术对地质条件要求高，油页岩地下加热技术有待攻关，耗水量大，开发后破坏地下水系统，治理难度大。

目前，仍需完善地面干馏技术，引进国外先进的干馏炉装置，突破环境友好型干馏炉的自主研发，积极关注并尝试地层原位干馏开采技术。

3.2 矿产综合评价，优化开发

油页岩中伴生的稀土、稀有元素的综合评价、开发利用是一项重要工作，可以提高油页岩的综合利用率，从而降低成本，同时也是对资源的节约。重视对油页岩的综合利用，利用干馏炉提炼页岩油气后的半焦可以粉碎燃烧，产生的热量既可以供暖，又可以发电，剩余灰渣可以用于建筑材料或改良土壤。

总之，利用先进的技术，综合评价，开发利用，进行节能降耗、保护环境、降低成本的集约型开发是未来的发展方向。

参考文献

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[2] 刘招君，等.中国油页岩[M].北京：石油工业出版社，2009

[3] 刘招君，董清水，等.中国油页岩资源状况[J].吉林大学学报（地球科学版），2006，6（36）：869-875

[4] 柳蓉，刘招君，国内外油页岩资源现状及综合开发潜力分析[J].吉林大学学报.1991：5（19）：2-5

生物质干馏技术篇2

【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】

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生物质干馏技术篇3

关健词:连续重整芳烃装置 先进控制 多变量控制 模型预估控制

中图分类号:G71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0094-02

先进控制技术是随着自动化技术、控制理论、计算机技术以及通讯技术的快速发展和不断完善的技术,目前已经广泛成功地应用于炼油化工生产过程,取得了显著的应用效果。它较好地解决了炼油化工过程中时变、非线性、耦合、干扰等常规PID难于控制的问题。

RMPCT(鲁棒多变量预估控制技术)是目前应用最为广泛的先进控制技术,它是美国Honeywell公司开发的第二代先进控制技术,以此技术形成的商业化软件在国外石油化工企业中获得了广泛应用。RMPCT是一种鲁棒性、多变量、预估控制技术,与常规PID控制相比,可在线调整控制品质,进行约束极限控制。根据得到的过程模型,对被控变量进行预测,然后按照某种优化控制算法计算出输出值,最终实现前馈优化控制。

连续重整/芳烃装置,在石化产业中起到重要作用,该联合装置涉及到复杂的工艺过程,反应过程复杂,过程变量多,变量间耦合严重,因此,采用RMPCT可有效的降低装置波动、提高高附加值产品、挖潜增效。

1 连续重整装置工艺概述

以某炼厂连续重整装置为例。典型的重整装置由以下几部分组成:原料预处理、催化重整反应、催化剂再生单元、稳定分离单元、芳烃抽提及公用工程。

该装置是以宽馏分石脑油为原料,采用法国IFP第二代连续重整专利技术,以生产高辛烷值的重整油及富产氢气,重整生成油可供生产芳烃和作汽油调合组分。由于重整反应压力低,温度高,加速了催化剂的结焦,要求对催化剂进行连续再生,保持催化剂高活性,以适应重整高苛刻度操作。

原料经过预加氢处理后进入重整反应单元。重整反应器为叠式反应器,每个反应器均设有加热炉。重整反应的反应生成物经重整产物分离罐 将反应的生成油和大量的氢气分离。反应生产由与歧化汽提塔顶轻组分、异构化脱甲烷塔顶轻组分等一起进入脱戊烷塔进行分离,塔顶戊烷及C3以下馏分经换热进入脱丁烷塔。脱丁烷塔顶产物为液化气,塔底产品为戊烷油。脱戊烷塔底物在与重整油塔底物换热后送至重整油塔,塔顶分离出的C6～C7馏分被送至芳烃抽提装置,进一步讲芳烃与非芳烃分开,塔底C8以上馏分作为芳烃分馏单元的原料。

芳烃抽提及C+8分离装置属于连续重整联合装置。其原料连续重整装置来的脱戊烷塔顶和塔底油,主要产品为苯、甲苯、混合二甲苯、邻二甲苯、石油液化气、戊烷和重芳烃。

原料分离部分的目的是获得合适的抽提及C+8分离进料。抽提单元的目的是采用环丁砜溶剂与抽提进料混合通过液液抽提和抽提蒸馏工艺分离成芳烃和非芳烃产品。苯、甲苯分离(精馏)部分的目的是将抽提得到的混合芳烃分离成符合规格的苯和甲苯。而C+8分离部分的目的是通过两段精馏的方法,从C+8馏分的多种异构体中分离出高纯度的邻二甲苯和混二甲苯。

2 控制策略

先进控制就是利用MPC(模型预测控制)技术减少关键装置操作波动,以实现平稳操作及卡边操作。先进控制的控制目标包括以下几个方面。

(1)在保证质量的前提下初馏塔10%点温度(或初馏点)以增加重整进料。

(2)满足产品对辛烷值的要求,在控制符合条件下尽量提高液收提高产氢量。

(3)合理地分配加热炉的负荷；及时跟踪生产变化,优化产品的RON。

(4)保证稳定塔产品质量合格,最大程度地提高稳定塔底液收产率。

(5)在保证质量的前提下,尽量降低塔顶邻二甲苯含量。

该先进控制项目,设计了四个RMPCT控制器,分别控制装置的预分馏部分、反应部分和抽提部分。控制器采用阶跃试验和辨识获得的过程动态模型(矩阵),实现对装置各部分的预测功能。

这四个控制器分别为:预分馏控制器、反应控制器、稳定控制器二甲苯控制器,控制器之间的关联通过工艺计算与干扰变量完成。

先进控制器的结构及其被控变量、操作变量和干扰变量如表1。

其中,控制器采用阶跃试验和模型辨识获得的过程动态模型(矩阵),实现对装置各部分的预测功能。

对于一些不能实时测量的变量如产品性质是控制的重要参数,可通过在线工艺计算的方法,利用机理或者关联回归的方法计算得到。

主要的工艺计算如下:预分馏塔底产品10%点、反应产物RON、碳5以上收率、氢纯度、催化剂含碳、稳定塔底产品馏程10%温度。

4 应用效果分析

连续重整先进控制的投用,改善了装置的产品质量控制情况,主要体现在平稳重整进料、重整生成油等产品的性质和主要工艺参数的波动。

预分馏先进控制器通过对回流和再沸温度的调节,使预分馏塔在保证质量的前提下实现塔底10%点温度的卡边控制,增加了重整进料,并满足了汽提塔回流量及回流量及回流罐液位的工艺要求。

反应先进控制器的使用,达到合理分配加热炉负荷的要求,及时跟踪生产变化,优化了产品的辛烷值。此控制器增加了辛烷值定值优化功能,使辛烷值在满足要求的范围内,尽量接近定值102.5。通过调节4个反应器入口温度,平衡了4个加热炉的热负荷,使每个加热炉的出口温度分布满足设定范围。

稳定塔先进控制器中,通过调节全塔温度时优先调节再沸温度,增大了塔底10%点温度的误差权重,重点控制塔底馏程指标,实现重整生成油质量的卡边控制。

二甲苯塔先进控制器对产品质量进行卡边控制,降低了二甲苯塔塔顶邻二甲苯的含量,实现了高价值产品的回收。在调节手段中,也是优先调节再沸率,并且增大了塔温度的调节力度。对于邻二甲苯塔顶温度还做了相应的压力补偿。

图1,2以混二甲苯中邻二甲苯含量和领敏感温度的变化示例投用前后波动的相对大小。

通过表2、表3可知,在投用先进控制以后,变量波动标准偏差降低很多,投用先进控制器装置运行更加平稳；芳烃的收率有明显提高。上述数据中,可得出投用先进控制取得了一定的效果,有效的降低了装置波动、提高了收率。

5 结语

连续重整装置先进控制的投用,有效改善了装置操作的平稳程度,实现产品质量的卡边操作,降低操作人员的劳动强度。重整装置实行先进控制,能有效提高装置生产水平。

参考文献

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[3] 房伟,邱建章,等.RMPCT技术在连续连续重整装置上的应用[J].计算机与应用化学,2011(7).

生物质干馏技术篇4

论文摘要：以经济核算为主线，讨论在中药制药工程原理与设备课程的教学过程中培养学生的工程素质，实现从纯理科课程学习向工科课程学习思路的转变，为学生进入中药制药企业奠定基础，最终更好地为中药制药生产服务。

中药制药工程原理与设备是运用化学工程学的原理与方法，研究与探讨中药制药过程中从原料、半成品到成品进行加工的过程与方法的一门课程。主要涉及的内容为有关原料、半成品和成品的前处理与后处理的一些单元操作，例如流体输送、过滤与沉降、传热与蒸发、蒸馏与干燥、粉碎筛分混合与成型加工等。本课程作为一门工科类课程，与中医药其他课程不同，在教学中应当以课程所涉及的工程内涵为重点，以过程的经济核算为主线，突出对学生工程素质的培养。

中药制药工业过程的基本行为是在各个单元操作及整体工艺流程的物料与能量衡算、过程平衡与速率及经济核算等基础上得以实现的，在操作原理所限的平衡条件下，以经济核算为核心，通过衡算优化工程的操作，提高工程过程的速率，因此只有把握住经济核算的主导作用，才能实现工业过程的良好运转。

工业生产受外界因素的影响较大，诸如温湿度、气候变化等，因而具备相当的偶然性，从而在工业生产中引人了一定的不确定因素，造成了工业生产的复杂性，与物理、化学等课程有着明显的不同，因此需要在教学过程中强化工程理念，突出工程素质的培养。

工程理念的形成、工程素质的培养，从宏观角度而言就是要树立以经济核算为中心的思想。任何工业化问题、工业生产的问题归根结底是为了创造更多更优质的新产品，获得更高的经济效益，从而使一个企业、一个行业、一个地区乃至一个国家进入良性发展通道。

药学专业学生进入企业后，参与生产的是对产品要求更高的医药产品，工业生产的每一个过程都要求良好的设计和认真的操作，而经济核算这样的工程理念就是指导生产过程处于最优化状态的衡量标准，而以经济核算为核心的工程理念作为一条主线隐含在教材的各个章节中。

一、经济核算是探索强化过程途径的前提

中药制药工程原理与设备课程中各章节的划分以不同的单元操作来界定，各个单元操作原理各不相同，近乎相互独立，而各个原理直接关联到实际操作过程中操作方法与操作步骤是否合理以及操作方法可否强化的问题。例如，在传热过程中，基于传热速率方程式，有三方面强化传热的途径，即提高传热面积、提高传热的平均温度差和提高总对流传热系数；但是由于工程问题的实践性，在实际工业生产中具体采用哪种方法来实施过程的强化却要以经济核算为前提。例如，以冷却水冷却一定流量的热流体，一般条件下为降低热流体的出口温度，通常采用的方法是开大冷却水的阀门，加大冷却水的流量，即提供较多的冷源提高冷却水的流速，提高总对流传热系数从而最易实现操作目的；但是如果外界环境发生了变化，比如夏季，冷却水的基础温度较高，此时即便加大冷却水的流量，即冷却水的阀门开到最大也不能较好地实现对热流体出口温度的降低。要解决问题，或者提高换热器的面积，换一个面积较大的换热器；或者改造管路以提供更多的冷却水，此时如何选择就需要工程技术人员通过经济核算确定最终的方案。在课堂上，为学生讲解这类问题时，有学生提出：传热面积不足，可以减小原料液的流量，正常工作时间完不成生产任务可以加班工作。显然，学生还不具备对工业生产的宏观概念，学生提议的生产模式将会提高生产成本，导致企业经济效益的下降。

此外，在双组分连续精馏操作过程中，回流比的选择也基于设计费用与操作费用的总体考虑来确定；还有过滤操作、干燥操作都需要探讨设计费用、操作费用与总费用的关系来决定生产过程的合理性。由上可知，只有认真进行经济核算，才能有针对性地选择过程强化方法，实现生产过程的最优化和经济效益的提升。

二、经济核算是操作设备更新发展的动力

设备是实现各个单元操作的基石。随着时代的进步，科技的发展，操作设备也是在不断更新换代。在设备的发展过程中，经济核算有着不可或缺的作用：蒸发器经历了由循环型到单程型的发展历程，特别是循环型蒸发器的发展历程，首先是列管式蒸发器的出现，它直接使用列管式换热器来实现蒸发操作，但是由于被蒸发的流体处于静止状态，带来的结果是加热时间长、加热不均匀、加热管上易出现结垢现象等，从而导致物料的损失，不利于生产目的的实现；而后发展出中央循环管式蒸发器、外加热式蒸发器和强制循环蒸发器等设备，这一系列的变化使得在蒸发器中被蒸发的液体流动性加强，而直接导致的结果则是加热管上产生的结垢现象减少了，处理高粘度、结晶性、热敏性物料的可能性增加了，操作时间随之下降的同时，蒸发的生产能力获得了提高。再看干燥设备的发展，基于对流干燥原理的设备有水平气流厢式干燥器、穿流气流厢式干燥器、隧道式干燥器、带式干燥器与流化床干燥器等，虽然这些设备当前在同时使用，但从它们的发展情况上看，无一不是带着比前一类设备更好的干燥效果、更高的生产能力而出现的，这样的结果从流化床干燥器自身的变化更易发现：比较单层圆筒形流化床干燥器(如图1所示)与卧式多室流化床干燥器(如图2所示)，从图形可分析出这样的不同：单层圆筒形流化床干燥器产品的干燥效果不如后者；单层圆筒形流化床干燥器由于设备体积较大一次性进料较多，易引起沟流与死床等不正常操作。

显然，如果没有经济效益作为风向标，新型的操作设备只能驻足不前，停留在试验阶段。古人云：“熙熙攘攘，利来利往”，工业生产要求追求高的经济效益，因此任何一个单元操作设备的更新发展都离不开经济核算的要求。

三、经济核算推动新理论、新技术的出现

当前，有很多新理论、新技术在应用于中药制药过程，诸如膜分离技术、固体分散技术、超微粉碎技术、分子蒸馏技术等等，新技术的产生固然离不开新理论的出现，可是一个新的理论发展为一项新技术、新的单元操作却需要工程手段与理论的结合，需要不断的实践检验，才能最终在工业生产中发挥作用。典型的实例就是精馏操作的原理：双组分气液的相平衡理论是精馏操作的理论基础，但是仅有理论只会出现简单蒸馏与平衡蒸馏，而不是组分间高纯度分离的精馏，回流这一工程手段的出现才最终实现了组分问高纯度分离。同样现有的新技术能不能在中药制药生产中发挥作用还需要实践的检验，例如，已报道分子蒸馏技术成功分离出鱼肝油、维生素E中的多种组份，而中药中的微量多组份应用分子蒸馏技术分离的报道并不多见。

生物质干馏技术篇5

【关键词】经济效益；轻烃分馏；装置

近年来，随着炼油企业生产工艺的不断发展，对轻烃分馏产品质量的要求也越来越高。在轻烃分馏装置的运行过程中，由于分馏塔塔顶回流时液相油品混杂在气相排空中，影响了轻烃分馏装置的回收率，会造成一部分资源的浪费。同时，随着炼油技术的发展，轻烃分馏装置在实际的生产作业中暴露出很多的问题。因此，如何提高轻烃分馏装置的回收率，改良轻烃分馏装置，是当前炼油企业必须予以解决的问题。

1轻烃分馏装置中尾气带液问题的处理方法

轻烃分馏指的是以轻烃混合物为主要的生产填料，利用填料的不同属性来进行生产和操作。在各分馏装置的运行过程中，得出不同的馏分段产品。再者，轻烃分馏装置在连续性的生产过程中，分馏器中存在着气相和液相两种状态的填料。分馏器的塔顶注入浓度比较高的液相填料，在塔顶馏物冷凝后，将其中的一部分取出作为塔顶回流物料，剩余的作为塔顶填料。同时，由于塔釜余热的存在，经过热量对液相的填料进行挥发，气相的蒸发导致了塔釜的回流。在这个过程中，产生了塔顶回流和塔釜回流两个生产回路，在气相和液相的变化中，生产出所需的轻烃分馏产品。

在轻烃分馏装置的生产实践中，经常会出现塔顶的气相排空中含有大量的液相油品的情况，大大降低了轻烃的回收率，装置的总体回收率一般在96%左右，造成大量的油品在排空中的浪费。为提高装置的回收率，可以通过对塔顶温度和塔釜温度的分析中得出结论。在轻烃分馏装置中，温度是影响尾气带液问题的主要原因，塔顶温度过高，由于冷凝器的设计偏小导致冷却不够，从而影响塔顶回流，温度因素是可控因素，可以在生产工艺中进行改进。进料来源也成为影响产品质量的重要因素，产品的馏程对塔顶的气相排空问题有很大影响。在重接触塔中，通过降温和增压都有利于气相的回收。但在实际的生产过程中，降温和增压是不现实的，当温度增高时，塔顶气相中C3的含量会增大，在温度降低时，虽然这种气相的回流可以重接触塔而实现部分回收，但回收之后的接触塔塔径较小，且填料层的高度也没有达到要求。因此，在生产实践中，由于塔顶温度过高或温度变化较大，塔顶气相回流与塔釜回流的物流两相流动，导致压降较高，制约了液相油品重新进入分馏装置中，影响了装置的回收率。

塔顶的气相排空中夹杂着少许的液相，大都是因为在气相挥发过程中存在着C5，在放空管遇冷凝结而成为液相。因此，可以在分馏塔的排空处安装一个回收罐，对排空物进行二次回收，可以将更多的液相油品收集起来，这种方法能极大提高尾气带液的回收率。因此，在不断优化分馏塔的操作条件后，应保持物料的相对稳定，以降低气相排空中的液相油品的混合率，提高轻烃分馏的回收率。

2DCS系统在轻烃分馏装置中的应用

2.1DCS系统概述

目前，轻烃分馏装置已经实现了全面的DCS控制。DCS系统通过对分馏塔的自动化控制，提高轻烃分馏装置的产品质量，进而提高生产效益，促进企业经济效益的提高。DCS系统的自动化控制表现在以下几方面：物料进塔控制、分馏塔温度控制、冷凝器控制、采出量控制、分馏塔压力控制、回流塔控制、出料量控制以及重沸器控制等方面。在DCS系统中，轻烃物料在一定的压力下进入到装置中，通过聚结器脱水后，再经预热器加热至30℃左右，将其注入到脱硫醇塔和脱硫烃塔中，经过塔釜的预热汇总进入分馏塔装置，塔底物料在压力的作用下一部分重新回到塔底，另一部分在预热器中换热后进入下一个分馏塔的中部。

2.2DCS系统的应用

轻烃分馏装置的运行效率受到温度、液位、回流量、压力等因素的影响，这些对轻烃分馏产品质量有着非常重要的作用。轻烃分馏装置在生产过程中，需要对温度、压力等进行严格控制，保持基本工作状态的平衡，防止因人工操作的不稳定性和间歇性而影响产品质量。DCS系统通过自动化控制的方法，不仅能提高轻烃分馏装置的生产效率和管理水平，还能保证产品质量的总体平衡。

第一，物料流量控制。在轻烃分馏装置中，物料不仅能直接影响产品质量，还能通过对分馏器装置的温度和压力的作用，从而影响生产产品的质量。物料控制最重要的是将物料流量控制在相对平稳的状态中，从而减小对分馏塔温度和压力的影响。由于预热器在工作中的温度基本不变，且原油输送的压力在一定条件下是维持不变的，因此，对物流量的控制可以通过单回路的前馈控制方案来实现，保持物料流量的给定值相对平衡。

第二，分馏塔温度控制。分馏塔温度控制主要是对塔底的温度进行控制，物料经过重沸器的导热油加热引起塔底温度的上升，塔底的温度与重沸器的导热油温度成正相关。要控制分流塔的温度，最重要的是对重沸器的导热油温度进行有效控制。

第三，分馏塔压力控制。将分流器的压力控制在一定的范围内，主要是通过对塔底温度、回流量和进料量的控制，将分流器的轻烃物经过分馏塔回流罐中保持恒定的压力，在出现负压时可以在分馏塔中补充氮气，保持分馏塔压力的总体平衡。

第四，塔底的液位控制。塔底液位主要受到下一个分馏塔的出料量和塔底温度的影响，塔底液位不仅对本塔的产品质量产生影响，还能对下一个分馏塔的压力等产生影响，因此要保证下一个分馏塔产品质量，则需将塔底的液位控制在一定的范围内。单回路的控制方法已经无法实现对塔底液位的控制，串级控制是实现他塔底液位控制的有效方法。

2.3DCS系统应用的实现

在DCS系统应用过程中，可以通过MACS系统对分馏器的运行状态进行智能化控制，以先进的互联网技术、网络技术和通信技术实现服务器与生产现场的联系，对生产现场进行控制，实现过程I/O单元的信息通讯。在系统的控制过程中，工程师利用DCS系统的自动化控制，评估生产现场的状态和效率，发出命令实现对生产过程的控制。

3结束语

市场经济的深入发展，企业的生存环境更加恶劣。企业在经营过程中，如何充分利用现代科学技术，改良生产设备和装置，能极大提高企业的生产效率，降低生产成本和消耗，促进企业经济效益的提高。炼油技术的发展，对轻烃分馏装置提出了更高的要求。在分馏器的气相排空中，由于生产工艺和生产设备上的问题，轻烃分馏中的尾气带液问题严重影响了装置的回收率，造成资源的浪费。尾气带液问题的解决可以极大减少生产中的浪费现象，提高装置的回收率。再者，以DCS系统来控制轻烃分馏装置的运行，减少各种干扰因素对装置的影响，对装置的运行进行动态监测，提高轻烃分馏装置的分离效果，促进企业经济效益的提高。

参考文献：

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[2]仵爱怀.加氢精馏制取工业正己烷的分析与研究[J].科技创新导报，2010（6）.

[3]王凤军.变频调速技术在化工装置上的应用[A].第八届全国石油和化学工业电气技术年会论文汇编[C].2007.

[4]丛景，张先茂.轻烃分馏装置尾气带液原因及解决办法[J].广东化工，2011（4）.

[5]朱富有.DCS在轻烃分馏系统中的应用[J].中国石油和化工标准与质量，2012（8）.

生物质干馏技术篇6

关键词：煤焦油 技术 深加工

中图分类号：P618文献标识码： A

引言

近年来，由于石油的勘探与开采，使得煤焦油的市场额有所减少，但是煤焦油在市场上的前景还是非常可观的，尤其是煤焦油深加工的出现，在一定程度上促进了煤焦油的进一步发展。随着科学技术的不断发展，煤焦油深加工技术也得到了很快的发展，使得煤焦油的未来发展具有无限潜能。由此可见，为了使得煤焦油获得更好的市场优势地位，就必须不断加强和完善煤焦油深加工技术，促进其整体发展水平的提高。

一、关于煤焦油的概述

1、煤焦油的分类

由于在热分解的过程中， 温度的高度对于煤焦油的成分会产生很大的影响， 因此根据热解时的温度将煤焦油大致分为低温焦油(450 ~ 650 益)、中温焦油(650 ~900 益)和高温焦油(900~1000 益)。

1.1 低温焦油和中温焦油。中、低温度得到的焦油外观呈现为黑色的粘稠液体，密度大约为 1g/cm2 ，一般会有特殊的气味。 人造石油的重要原料之一就是低温得到的干馏焦油。

1.2 高温焦油。高温得到的煤焦油颜色呈现黑色，密度相对中、低温煤焦油而言较大，沥青的含量较大，还含有杂环有机化合物或者芳烃， 高温煤焦油是煤炭炼焦过程中经过荒煤气到处后，受到半焦、焦炭以及炉顶空间高温的影响下最终二次分解，形成的高温焦油在冷凝析出后就形成了常见到的高温煤焦油。

2、煤焦油的成分

煤焦油主要由手性碳氢化合物、含氧化合物、含氮化合物、含硫化合物组成，具体表现在：

2.1 手性碳氢化合物。 以甲苯、二甲苯及其衍生物为代表的苯类化合物，以琢、茁-甲基萘及其衍生物为代表的萘化合物，还有芴、芘、蒽、菲、苊等。

2.2 含氧化合物。 主要分为两类，一类是在侧链上带有氧的酸性化合物，另一类是环上带有氧原子的中性化合物；其中酸性氧的化合物主要是甲酚的三种同异构体和二甲酚的六种同分异构体等；中性氧的花和物以氧芴、古马隆为代表。

2.3 含氮化合物。焦油中的含氮化合物主要有中性和碱性两种， 含氮化合物在煤焦油中所占比比例不大，仅有 1%而已；碱性含氮化合物以喹啉(异喹啉)、吡啶(甲基吡啶、二甲基吡啶)为主；中性含氮化合物则以苯并咔唑、氰化苯、咔唑、吲哚、氰化萘等为代表。

2.4 含硫化合物。 含硫化合物所占比列很少，在煤焦油中的含量多数情况下不到总量的 1%，主要成分是噻吩、硫杂茚、苯并噻吩等。

二、煤焦油深加工技术分析

1、煤焦油蒸馏技术

现代煤焦油蒸馏工艺按照蒸馏的方式可以分为间歇性蒸馏和连续蒸馏。 目前技术比较成熟并且应用广泛的是连续蒸馏技术，已经形成了常压下的多塔蒸馏技术。 按照操作将蒸馏工艺分为常压蒸馏、减压蒸馏以及常减压蒸馏三种。 常压蒸馏技术的主要工艺是使用了两段的蒸发器， 第一段蒸发器的主要作用是进行闪蒸，在顶部除去清油和水之后，底部便只剩无水焦油了，之后将煤焦油导入第二段的蒸发器， 这就是的处于顶部的蒽油产生回流，注重在底部沉积的是沥青。 与减压蒸馏加工流程比较，常压蒸馏对于设备的要求较低，工艺流程也比较简短，并且操作简便，投资较少等巨大优势。 减压蒸馏工艺能够防止管式炉出现结焦，能够改善煤焦油蒸馏的操作环境。 常减压蒸馏工艺能够较好地降低高沸点馏分的液化温度。

2、工业萘蒸馏技术

在化工工业中，萘具有广泛的用途，在煤焦油中，含量最高的就是萘。 萘是最简单的稠环芳烃，主要存在于萘油和洗油中。目前有双炉双塔和单炉双塔两种方式： 双炉双塔有两台蒸馏塔和两台加热炉， 主要是在精馏塔中和甲基萘油馏分进行工业萘的制取；单炉双塔则是只有一台加热炉，这种方式主要是在精馏塔中制取工业萘。 双炉双塔得到的工业萘含有杂质少，并且产率高，容易控制但是设备的建设投资较大，而单炉双塔则需要用一台加热炉来控制两台蒸馏塔的温度， 因此对于控制的精确程度要求高，控制难度较双炉双塔而言较大。

3、馏分的洗涤技术

常见的馏分洗涤方式有连续脱酚和间歇脱酚两种方式。 由于间歇脱酚方式操作周期长、对于劳动力的要求高，比较严重污染环境，因此并不适合大范围广泛使用。 连续脱酚操作借助了分离器，将酚盐经由分离器的底部排除。 连续脱酚操作较间歇脱酚而言，自动化程度高，操作也比较简单，因此获得了广泛的应用。常见的洗涤设备则有喷射混合器、静态混合器、机械搅拌等。

4、煤焦油洗油馏分的分离与精制技术

该技术主要包括苊的提取与吲哚的提取。苊是一种溶于苯、甲苯、微溶于甲醇、乙醇、丙醇和冰乙酸而不溶于水的白色针状结晶。 在高分子材料、合成树脂、工程塑料以及有机染料等工业领域有着广泛的用途。 目前国内于洗油中提取苊的设备是双炉双塔或三炉三塔，先分离得到萘，然后再借助结晶机再次进行分离， 经过充分的过滤和干燥后就能够得到固态苊。吲哚的分离方法多种多样，主要有碱溶法、溶剂萃取法、吸附法、络合法、共沸精馏法等。 溶剂萃取法是较为成熟的分离方法，但是由于萃取剂的选择不够，选择依据也有待研究， 因此对于含量降低的吲哚原料就会产生较高的生产成本。

三、加强煤焦油深加工技术的具体措施

1、精化工艺流程，促进工艺多样化

目前，相比较于发达国家，中国的煤焦油深加工的工艺流程还是略显粗糙的。一些传统的老工艺往往在生产过程中造成了巨大的资源和经济的流失，在细节上没有做到精细，所以产品也相对粗糙。经专家指出，改变煤焦油的分离程序，即把目前国内已有的蒸馏分离顺序改进为先在常压下脱出最轻的轻油，随即升温在真空下排除沥青，这样能为后续的工作创造更为清洁的工作环境，同时可以降低塔的高度，减少了企业的投资，分馏的拔出率也能提高几个百分点。促进工艺的多样化，不再局限于传统的工艺流程上，在原有的加工基础上精益求精，才能不断完善煤焦油行业的不足，提升煤焦油行业的发展潜力。

2、加快煤焦油各项技术的优化与新技术的开发

一个行业的发展，必须依靠它优于其他行业的优势及生产技术。煤焦油技术的优化与提高，对整个煤焦油市场都是一个巨大的挑战。在新技术的开发上，不仅要做到精化，还要考虑技术的先进性，并估测其的局限性和方向性以及自身条件是否成熟。技术的开发与优化，也应兼顾到能源环保与合理利用的问题。注重引进国外先进的技术，但不盲目选择。要选择对自身有利且能有效促进自身行业发展的技术。例如，如果引进澳大利亚的煤焦油加工技术，则要先了解其发展方向是沥青，学会引进它先进的焦油初加工技术，而它还不太完善的下游产品的精加工技术则不必考虑在内。而德国的各项技术基本都处于领先水平，国内对其了解却知之甚少，学会借鉴，学习他企业的精髓，消化为己有，才能促进自身的不断发展。

3、注重装备水平的提高

目前国内的一些制造装备还较落后，庞大的装备不仅耗用了巨大的投资，占用了相当大的空间，同时还会造成资源的浪费及有害物质的污染。同时，随着时间的推移，其可用价值也会不断贬值。唯有提升装备水平，才能减少企业的投资成本，提高资源的利用率，降低对环境的污染。

结束语

总而言之，煤焦油的市场发展潜力还需要进一步的挖掘，在此期间，就需要不断完善和发展煤焦油深加工技术，在掌握这些技术的基础上，注重新技术的挖掘和创新，促使煤焦油的开发与应用。

参考文献：

[1]熊道陵,陈玉娟,欧阳接胜,李英,钟洪鸣,李金辉. 煤焦油深加工技术研究进展[J]. 洁净煤技术,2012,06:53-57+83.

[2]陈石. 煤焦油深加工技术现状及发展方向[J]. 广东化工,2011,08:96+102.

生物质干馏技术篇7

关键词：常减压；蒸馏装置；深拔技术

前言

随着社会的发展和科学技术的不断发展，人们越来越关注和重视环境问题和能源危机的矛盾，能源矛盾特别是石油供应和需求的矛盾也渐渐成为了经济和生态重点研究的对象。当前，许多中国石油炼油企业的进一步发展，越来越关注常减压蒸馏装置的减压深拔技术的更新和发展，提高能源产品的质量，做到减少污染、低碳环保的经济和生态效益。

1减压深拔技术概述

常减压蒸馏装置的减压深拔技术要根据具体的工艺流程图和原理设计和制造每一个设备和装置，在实际的制造过程中，为了提高原油实际的蒸馏效果，提升炼油的水平和效率，一定要确保设备和装置的性能和质量，以便更好地发挥原油资源的真正价值。常压蒸馏是将常压和热气化下的原油进行分馏和冷凝，将汽油、柴油和煤油等分馏出来；减压蒸馏是加热原料后使之处于真空情况下再进行分馏和冷凝，对常压塔底的原油进行减压和蒸馏，通过不同的加工方式和原油性质等分裂出裂化原油和油，之后进行具体的裂化来提升炼油效果。我国的原油蒸馏装置设置了初馏塔或闪蒸塔，通过常压分馏塔将原油进行汽化和蒸出，减少热负荷和原油换油的操作成本。

2减压深拔的主要技术特点

某常减压蒸馏装置的减压部分采用全填料湿式减压深拔技术，设计减压炉出口温度达到404℃，原油实沸点（TBP）切割温度为580℃。减压塔共有5 段填料，设有4 条侧线，减一线可生产合格的柴油组分，也可并入蜡油流程；减二线、减三线汇合后作为轻蜡油主要去蜡油加氢装置，少部分至重油加氢装置；减四线作为重蜡油全部去重油加氢装置；减压渣油主要作为焦化原料，渣油不足时才少部分供重油加氢装置。下面是对该装置减压深拔的主要技术特点的分析：

2.1常压塔不设常四线

常压塔不设常四线抽出，只是将常压塔过汽化油从进料口的上一层塔板引出，再返回进料口的下一层塔板，改善减压炉进料物性（降低油品黏度），以配合减压部分的深拔。

2.2减压炉炉管注汽

油品的裂解和结焦除与油品的自身性质、温度有关外，还有一个重要的因素，那就是油品在高温下的停留时间。采用减压炉管内注汽，提高常压重油在炉管内的流速，降低油品在高温下的停留时间，减少结焦，是保证减压深拔的一个重要措施。

2.3减压炉燃烧器

燃烧器能否达到要求的燃烧性能，是减压深拔生产操作的技术关键。火焰飘忽不定将会直接导致炉管局部超温，造成炉管内油品过度裂解而结焦。火焰高度不够，炉管表面受热不均匀，直接影响减压深拔的拔出深度。因此，采用特殊的燃烧器，确保燃烧性能达到下述基本要求：① 火焰高度不低于6m；② 火焰必须刚直有力；③燃烧必须完全。

2.4减压炉炉管和燃烧器的布置

炉管及燃烧器布置合适才能确保炉管表面受热均匀，只有在炉管表面尽可能均匀的情况下，达到同样的传热量才会最大限度地降低炉管内介质的极端高温，避免炉管内油品的过度裂解。本装置减压炉每路炉管对应2 个燃烧器，且2 个燃烧器呈一定的夹角布置。此外，在减压炉辐射室设置64 根表面热电偶，每路8 根。生产操作中需要严密监控炉管表面温度，最高温度不宜超过482℃。

2.5 减压转油线

减压转油线通过对自加热炉出口分支管线至减压塔闪蒸段作为一个整体进行分管段水力学计算，通过4次逐渐扩径，降低了转油线的压降和温降，从而降低了减压炉的出口温度，减少结焦。

2.6减压塔进料段结构

减压塔的进料分布器采用的是单切向环流式，为改善气相分布，在流道上增加了防漩涡挡板，每60°设置一个，使得气液相分布尽量均匀，减少雾沫夹带，保证深拔后蜡油的质量。

在M料分布器下方设置了由抗冲击能力强的规整填料和固定结构所组成的能量吸收器，用于减少进料中沿塔壁分布高速流动的液体对塔内下部内构件的冲击，吸收高速动能，同时释放出高速喷溅的液体中所夹带的气体组分，有效避免了因夹带而引起的减底渣油中轻组分含量升高。

2.7塔底、减四线设置急冷油

减四线和减渣线设有急冷油线，控制减压塔底和减四线过汽化油罐温度≯360℃，防止重油在高温下发生裂解反应，导致馏出的油品变质和结焦。

2.8 高效的抽真空器系统

减压深拔操作时，减压炉出口温度升高，减顶的不凝气量增加，普通的抽真空器难以满足。设计采用成套抽真空技术，设三级抽真空，每级分别配20%、40%、80%负荷的蒸汽抽真空器，级间冷却器采用湿式空冷，提高抽真空效果。

3减压深拔技术对常减压蒸馏装置的影响

3.1减压深拔技术影响延迟焦化装置

经实际操作中的数据表明，在运用减压深拔技术前后，延迟焦化装置物料的平衡点和产品质量都有所差异。值得注意的是，在运用减压深拔技术之后，还未曾调整焦化炉出口的温度，因此，为了避免出口炉管会产生结焦现象，应当合理提高装置的循环比。由实验结果可以得知，原料加重之后，焦化装置的干气收率和液化气收率以及石油焦收率会有所提升，而蜡油收率和汽、柴油收率会有所降低。焦化装置物料产生的产品质量也会有所变化。

3.2减压深拔技术影响催化裂化装置

减压深拔技术对催化裂化装置的影响主要表现在原料性质和操作条件方面。运用减压深拔技术之后，在538℃的温度下对原料进行催化裂化，分馏出的体积有所减少，残炭的温度升高，装置的生焦和外取热器产生的汽体都会有所增加。至于裂化催化装置的物料方面，运用减压深拔技术之后，催化裂化装置的汽油收率和干气收率以及油浆收率和焦炭都会有所增加，而液化气收率和柴油收率有所下降，产品性质的变化不太明显。

3.3减压深拔技术影响加氢处理装置

运用减压深拔技术之后，加氢处理装置中的原料性质会明显降低，反应的苛刻度和温度会增加，氢耗量会因为进料的出口温度上升而增加；而浅度加氢的辣油加氢处理装置而没有明显的变化和影响，蜡油产率也不受影响。

4提高常减压蒸馏装置的减压深拔技术的措施

4.1合理控制并提高减压炉出口的最低温度

在运用常减压蒸馏装置的减压深拔技术的实践中，最关键也最重要的就是要合理控制并提高减压炉出口的最低温度，减压塔的进料温度也会增大。对三套常用的常减压炉的参数和原料性质进行研究计算后，得出一条有关加热炉的生焦曲线，借此来增加加热炉的出口温度。

4.2减压合理设置炉管产生的柱汽

为了加大炉管内原油流动的速度，可以将一定的蒸汽注入炉管进料处，将此处到出口的温度和气压降低，同时增加炉管汽化段的温度，尽量避免油品损失能量。柱汽应设置在合理的位置，即炉管内对流转变为辐射的位置，减少柱汽量过大产生的能量高度消耗和水量的酸性化。

4.3增加和改善急冷油系统，对洗涤段进行优化

对三套常减压设备进行改造，增加和改善了急冷油系统，降低塔底的温度，避免塔底产生结焦和裂解气体。在此过程中，要选择适宜的温度，大约365℃左右即可，急冷油数量过多会对塔底的换热效率产生不小的影响。为了确保总拔出率和分馏油的质量，要调整合适的喷淋密度，对洗涤段进行优化，将气化率大大降低。

5结束语

综上所述，为了促进我国石油以及炼油企业的进一步发展，要大力推广常减压蒸馏装置的减压深拔技术，改变原油产品的结构和质量，减少设备和装置的能耗，提高企业的生态效益和经济效益。

参考文献

[1]毛卫群，张晓国，贺旺军.减压深拔技术在常减压蒸馏装置的应用[J].炼油技术与工程，2013，06：13-17.

[2]余桂红.常减压蒸馏装置减压深拔技术设计[J].广东化工，2014，09：184-185+191.

生物质干馏技术篇8

关键词：污泥处理；填埋；焚烧；土地利用；干馏

中图分类号：S141文献标识码： A

根据《中国污泥处理处置市场分析报告，2013版》，截止2013 年三季度末，全国城镇污水处理量达到1.47 亿m3/d。预计到2015 年末，污水处理厂湿污泥（含水率80%）全年产生量将达到3359 万t，即日产污泥9.2 万t。鉴于污泥中含有大量的有害成分如有机污染物、重金属、病原菌、寄生虫等，如此巨量的城市污泥，如果得不到妥善处置，将会对土地资源、水环境和城市卫生环境等带来巨大的威胁。科学地处理处置污泥已成为一个亟待解决的环境问题。根据调查分析，我国污泥处理处置的主要方法中，土地利用占44.8%、填埋占31%、其他处置占10.5%、还有13.7%的污泥没有得到任何处置[1]。传统的污泥处理与处置方法各有利弊，需要权衡使用。安全可靠、经济合理的污泥处置方式是污泥产业必然的发展方向，具有重大的环境意义。

一、 填埋的现状及优缺点

污泥的卫生填埋始于20 世纪60 年代，是一项比较成熟的污泥处置技术。填埋的优点是处理容量大、见效快。但它也存在一些突出的问题。一是占用大量的土地资源，不少城市已经很难找到合适的场地建设新的填埋场；二是填埋污泥可能造成填埋场渗滤系统的堵塞，大大缩短了填埋场的寿命；三是填埋污泥产生大量的渗滤液，有害成分的渗漏可能对附近的土地和地下水造成污染；四是对填埋气进行资源化利用的填埋场较少，填埋气体不但污染大气而且对附近居民的健康造成隐患；五是由于污泥的流动性和不稳定性，容易发生坍塌事故。调查还表明，建设完全规范的无害化污泥单独填埋场，投资远不如想象的节省。一个日填埋量1000t 的污泥单独填埋场(20 年的使用期)，需投资0.5~2 亿元。每吨污泥的处理成本（含投资成本）达15~30 元，而且对污泥填埋的后续环境管理与处理成本还未考虑在内。填埋法处置污泥过去在发达国家采用的较多，但目前可供填埋的场地越来越少，因此其所占比例

也越来越小。但是在发展中国家，由于监管要求松、技术门槛低、初期投资少，这种方式目前仍然是主要的处置方式。

二、土地施用的现状及优缺点

目前我国的污泥农用比例约44．8％，是主要的处理方式之一。我国污泥农用起于1961 年北京高碑店污水处理厂的污泥农用项目。在国外污泥处置方式中，农用的比例也在逐年攀升。污泥农用可以改善土壤结构，提供植物需要的氮、磷、钾等营养成分。但在我国污泥农用仍然存在着隐患和风险。一是我国关于污泥农用风险的研究体系尚不健全，对于污泥处置的风险研究可用数据不充分，而且这些数据通常是基于短期（1~3a）的实验获得，长期(10a 以上)的田间实验数据较为缺乏。多数研究表明，污泥的有害成分进入土壤后，其不利影响一般不会立刻表现出来，但若长期大量使用，其负面效应就会明显地表现出来[4]；二是许多发达国家已对污泥的处置制定了详细的法律法规，对污泥的标准、施用地点的选择、水源的保护、病原菌的控制、重金属的允许施入量、运输等都作了相应规定，而我国相关规定远不及国外的细致周全。目前比较有指导意义的标准仅有一个2008 年制定的《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》；三是污泥土地利用，涉及到农业、园林、市政、卫生等多个部门资源分配、利益分配和管理权限分配，使得本来复杂的问题更加复杂，实施后问题也比较多。

三、焚烧的现状及优缺点

污泥焚烧可以达到95％左右的减量率，是一种一劳永逸的方法。而其它的处理方法如土地利用、填埋、建材利用等后续问题比较多，如果在监管和污染控制方面存在漏洞，将会造成更加严重的二次污染[5]。虽然在价格上污泥焚烧成本是其他工艺的2～4 倍，但如果综合计算所有成本，将后续监测与管理等其它隐性费用计算在内，污泥焚烧的费用就不一定是

最高的了。但是初期投资成本过高成为制约污泥焚烧的一个重要因素。虽然焚烧法具有比较突出的优点，但是也要注意几个问题。一是焚烧废气的控制。焚烧可能产生二f英、氮氧化物、硫氢化物、稠环碳氢化合物等污染物。可以通过控制焚烧炉温、利用烟气净化系统等方法做到焚烧废气达标排放[6]。二是焚烧飞灰和底渣的管理。污泥焚烧的飞灰属于危险废物，需要按照危险废物进行处置。焚烧底渣需要按照相关规定进行鉴别，如果属于危险废物，按照危险废物的标准进行处理。不属于危险废物的，可按一般固体废物处置或者综合利用。

四、水泥窑协同处置

污泥的再利用技术中比较成熟的是利用污泥制造水泥。利用水泥回转窑处理城市污泥，不仅能实现污泥的减容和减量，而且燃烧后的残渣成为水泥熟料的一部分，不需要对焚烧灰进行处理，是一种两全其美的水泥生产途径。但是作为建材，污泥添加量过大会造成水泥品质的降低，形成新的资源浪费。因此这种方法能够处理污泥的量是有限的，很难满足工业化污水处理规模需求的处理量，不能作为一种主要的处理方法。

五、污泥处置的新技术

污泥处置的其他方法如制造纤维板、生产陶粒、涡流熔炉处理污泥等均有一定的研究，但是商业化应用还未成熟。目前商业化应用比较成熟的一项污泥处置新技术是干馏法处理污泥。干馏是在密封、无氧、非燃烧、高温状态下进行的化学反应过程。将燃料的燃烧与污泥的干馏分别在两个独立的空间进行。通过气体燃烧室的阶段性升温，将污泥中的水分蒸发，使有机物转化可利用的冷凝水、可燃气体和生物碳，同时来自污泥的重金属被钝化并固定在灰分中。干馏法具有突出的优点：一是干馏处理污泥的过程是碳的还原过程，将有机碳元素转变为无机碳元素，干馏法处理污泥产生的副产品即生物碳具有很高的附加值，其化学性能稳定，能够长期保存，通常作为土壤改良剂用于园林、花卉、草原、农业等；二是干馏处理污泥全过程是在密封、无氧、非燃烧、高温状态下进行，避免了产生二f英、氮氧化物和硫氧化物等有害物质；三是干馏处理污泥过程中产生的混合气(水蒸汽、不凝可燃气)经过净化、分离处理后可以再利用；四是污泥在污水处理厂只要新建一个污泥干馏处理车间就能处理自身产生的污泥，摆脱了污水处理厂在进行污泥处理时，所受到的外部条件制约；五是干馏法将污水处理厂产生的污泥直接输送到干馏机组内进行处理，避免了污泥在存放过程产生臭气，污染大气环境的问题。综上所述，干馏法处置污泥投资相对节省、占地少、污染小、能实现资源的回收利用，具有传统处置方法不可比拟的优势。随着技术的进一步成熟，必将得到更广泛的应用。

六、 展望

中国的污泥产量大、成分杂乱，不是任何单一技能就可以处理的。从久远的视点来看，污泥的处理技能应当与污水处理的工业化、规模化过程相匹配。把污水―――污泥处置作为一条流水线上的两个环节，污泥到达终端处置耗费的时刻应当大体与污水处理速度适当。不然，水处理的高效率会形成污泥处置的迟滞，带来一系列的二次污染问题。污泥是个社会问题，涉及到环保部分、建设部分、农业部分、疆土部分以及发改委等多个部分，一个部分无法单独处理问题，各个部分要和谐管理。从完善的政策法规到科学有用的监管，形成全体的管理链，污泥处理处置才能得到疾速的开展。

结语

综上所述，我国对于污泥的处理处置的技术在不断的完善和发展。其中最重要的两种方式是对系统产生的污泥进行相应的尾部处理，另一种是对其原位进行减量的处理。促使污泥的量减少，使其没有公害，具有一定的资源化以及稳定化。所以，将这两种的污泥处理方法结合在一起，就会减少污泥的产生，进而徐进我国污泥处理处置技术的发展。

参考文献

[1]程芳,亓恒振. 污泥处理与处置技术研究进展[J]. 环境研究与监测,2014,（03）.

[2]胡少华,潘移峰,陈涛. 污泥处理处置技术的现状与探讨[J]. 环境工程,2014,（1）.

[3]伍秀群,周小国,刘黎慧. 关于城市污泥处理处置技术的研究[J]. 低碳世界,2014,（03）.