蒸馏节能技术范文

蒸馏节能技术篇1

关键词：热泵 精馏 甲醇 节能

一、热泵精馏技术的现状

为了解决传统蒸馏设备体积大，热效率低的问题，人们提出了多种节能措施、并进行了相应的理论分析和研究，结果表明热泵节能效果非常显著。

20 世纪50 年代，Robinson 和 Gilliland 首先提出将热泵技术应用于精馏生产，随后的半个世纪里该技术得到迅速发展。Oliveira 进行了具有蒸汽再压缩式精馏塔技术的研究，James G.Gebbie 研究了具有不同配比工质的热泵精馏塔的工作性能，并且考察了热量传递速率，压缩工质速率和热量积累对热泵精馏塔性能的影响[1]。

在我国热泵精馏技术的研究也有多年历史。近年来国内的学者对热泵精馏的研究主要集中在对热泵的结构设计和性能分析上。在实际生产中，自 20 世纪 80 年代末期以来，国内外采用热泵精馏都取得了很好的效果。

二、热泵精馏流程的分类

热泵精馏就是靠补偿或消耗机械功，把精馏塔塔顶低温处的热量传递到塔釜高温处，使塔顶低温蒸汽用作塔底再沸器的热源。根据热泵所消耗的外界能量不同，热泵精馏可分为蒸汽加压方式和吸收式两种类型[2，3]。

1.蒸汽加压方式热泵精馏

蒸汽加压方式热泵精馏分蒸汽压缩机方式和蒸汽喷射式两种。

1.1 蒸汽压缩机方式

图1为机械蒸发压缩式热泵，在蒸发器里，工质在温度 T1下蒸发，同时从热源获取热量 Q1，然后工质经压缩在冷凝器中于较高的温度T2下给出潜热 Q2，冷凝了的工质再经膨胀阀膨胀后到蒸发器，完成了整个循环。

考虑到冷凝和再沸器热负荷的平衡以及便于控制，在流程中往往设有附加冷却器和加热器。

按照流程的不同，蒸汽压缩机方式又可分为间接式、塔顶气体直接压缩式、分割式和塔釜液体闪蒸再沸式四种流程。

1.2 蒸汽喷射式热泵精馏

蒸汽喷射式热泵是提高低压蒸汽压力的专门设备，其原理是借助高压蒸汽（驱动蒸汽）喷射产生的高速汽流，将低压蒸汽的压力和温度提高，而高压蒸汽的压力和温度降低。低压蒸汽的压力和温度提高到工艺能使用的指标，从而达到节能的目的。

2.吸收式热泵精馏

吸收式热泵常用溴化锂水溶液或氯化钙水溶液为工质。由再生器送来的浓溴化锂溶液在吸收器中遇到从再沸器送来的蒸汽，发生了强烈的吸收作用，不但升温而且放出热量，该热量即可用于精馏塔蒸发器，实际上热泵的吸收器即为精馏塔的蒸发器。浓溴化锂溶液吸收了蒸汽之后，浓度变稀，即送再生器蒸浓。再生器所耗用的热能是热泵的原动力。从再生器中蒸发出采的水蒸汽，在冷却器中冷却、冷凝，而后送入精馏塔冷凝器，在此冷凝器中，塔顶馏出物被冷凝，而水又重新蒸发进入吸收器。由此可见，精馏塔的冷凝器也是热泵的再沸器。

三、甲醇热泵精馏

甲醇精馏的任务是脱除粗甲醇中的二甲醚等轻组分及水、乙醇等杂质，生产符合要求的精甲醇，作为中间产品或最终产品。

1.传统三塔精馏工艺

图 2 是目前广泛采用的三塔精馏（顺流双效精馏）工艺，即粗甲醇顺序通过预塔、加压塔、常压塔进行精馏分离。由预塔脱除粗甲醇中的轻组分，预后粗甲醇经过加压塔和常压塔精馏后，在加压塔塔顶和常压塔塔顶出料分别获得精甲醇，利用加压塔塔顶甲醇蒸气的冷凝潜热作为常压塔再沸热源，杂醇从常压塔侧线采出，废水从常压塔塔底排出。双效精馏工艺比早期的单效精馏工艺节能30%，技术也很成熟，但是随着甲醇装置规模日益扩大，即使采用三塔精馏工艺，能耗的绝对值也是巨大的。

预塔；2-加压塔；3-常压塔；4-预塔冷凝器；5-预塔再沸器；6-加压塔再沸器；7-常压塔冷凝器；8常压塔再沸器

2.甲醇热泵精馏工艺

热泵精馏工艺直接压缩精馏塔顶精甲醇气体，提高塔顶精甲醇气体的压力和冷凝温度，作为精馏塔塔釜再沸器或中间再沸器的热源，充分利用了精甲醇气体的冷凝潜热，同时减小了塔釜热公用工程和塔顶冷公用工程消耗。热泵精馏只需消耗少量最低级别的水蒸气（如 0.3 MPa），同时节省大量更高等级水蒸气（如 1.0 MPa）。

由于粗甲醇中甲醇浓度远大于水的浓度，精馏段热负荷远大于提馏段的热负荷，非常适合采用分割式热泵精馏工艺。图3为甲醇热泵精馏。

四、节能分析

以 45 万吨/年甲醇精馏装置为例，通过对热泵精馏和三塔精馏的工艺流程进行模拟计算，对两种流程的计算结果进行了对比分析，预测了热泵精馏的经济效益。

对三塔精馏：预塔操作压力：210 kPa，塔顶温度：355 K，塔釜温度：359 K，甲醇气化率：0.8。常压塔操作压力：110 kPa，塔顶温度：340 K，塔釜温度：378 K，回流比：2.5。加压塔操作压力：800 kPa，塔顶温度：401 K，塔釜温度：404 K，回流比：3.0。

对热泵精馏：预塔操作压力：210 kPa，塔顶温度：355 K，塔釜温度：359 K，甲醇气化率：0.8。主精馏塔上塔操作压力：110kPa，塔顶温度：340K，塔釜温度：346 K。主精馏塔下塔操作压力：120 kPa，塔顶温度：346K，塔釜温度：378 K。

粗甲醇（313 K、400 kPa）经过粗甲醇预热器预热至345 K，然后进入预塔进行初步精馏加工，轻组分杂质经过预塔冷凝器两级冷却至313 K后排出，脱除轻组分的粗甲醇（359 K）进入主精馏上塔塔进行精馏，主精馏塔上塔塔顶精甲醇气体（340 K、110 kPa）经过甲醇气体压缩机增压升温，操作压缩比为 1.8，压缩后的精甲醇气体（377 K、198 kPa）作为主精馏塔上塔再沸器的热源，再沸器排出精甲醇（356K）先后经过粗甲醇预热器和精甲醇水冷器冷却至 313K，冷却后精甲醇分为两部分，一部分作为精甲醇产品（55744 kg/H、313 K），另一部分作为主精馏塔上塔回流液（139360 kg/H、313 K），回流比为 2.5，主精馏塔上塔塔釜排出甲醇液体（346K，甲醇质量分数 80%）进入主精馏塔下塔顶部进行精馏，主精馏塔下塔塔顶气体（346 K、117 kPa）进入主精馏塔上塔底部，主精馏塔下塔侧线采出杂醇（855 kg/H、352 K、118 kPa），主精馏塔下塔塔釜排出废水（1952 kg/H、378 K、120 kPa）。

表1为热泵精馏与三塔精馏的公用工程消耗对比

对经济效益分析可知，对于 180 万吨/年的大型甲醇精馏装置，应用甲醇热泵精馏新工艺，每年可以减少操作费用上亿元。

五、展望

热泵精馏新工艺的节能效果显著，经济效益可观，操作控制简单，具有广阔的工业应用前景。在实际工业生产中，要根据不同的工艺要求，选择合适的流程类型，以达到工艺最优化设计，节能效益和经济效益最佳。

参考文献

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[5]刘保柱，章渊昶，陈平等.节能型甲醇精馏工艺研究[J].化工进展.2007，26（5）：739 - 742.

[6]刘源贵，马希凯，兰文礼.三塔精馏技术在甲醇工业精馏中的应用[J].石油化工应用.2009，28（2）：113 - 114.

[7]朱玉琴.高效节能的精馏技术[J].发电设备.2003，03：48 - 50

[8] 朱平，冯霄，李珊.分割式热泵精馏的研究及其分割点的确定[J].西安交通大学学报.1998，32（1）：93-96

[9]丁干红，叶鑫，李延生.甲醇合成及精馏单元的热集成[J].化工进展.2009，28（增刊）：341 - 345.

[10]石海涛，张丽，王黎. 甲醇合成中双效精馏节能研究[J].华北电力大学学报.2007，34（2）：98 - 101.

[11]朱平，冯霄. 分割式热泵精馏流程的优化设计及运行调优[J].化学工程.2004，32（6）：10 - 14.

蒸馏节能技术篇2

关键词：常减压蒸馏；蒸馏新技术；蒸馏装置；腐蚀问题；油气资源；油气提炼技术 文献标识码：A

中图分类号：TQ051 文章编号：1009-2374（2016）28-0022-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.28.012

常压蒸馏和减压蒸馏习惯上合称常减压蒸馏，常减压蒸馏基本属物理过程，主要包括原油脱盐脱水、常压蒸馏、减压蒸馏三个环节。常减压蒸馏技术是石油生产过程中必不可少的一道工序，但是随着石油开采种类的不断增加以及设备使用年限的不断增加，常减压蒸馏装置可能会出现不同程度的腐蚀问题，这不仅会降低石油提炼的效率，也容易引起不同程度的安全事故。为了从根本上杜绝这种问题，就一定要防止常减压蒸馏设备发生腐蚀现象，为石油提炼工作提供安全保障。

1 常减压蒸馏装置发生腐蚀的主要原因

原油的主要组成元素为碳、氢、硫、氮、氧。含碳量为83.0%～87.0%；氢含量为11.0%～14.0%；硫含量为0.05%～8.0%，氧含量为0.05%～2.0%，氮含量为0.02%～2.0%。虽然硫、氮、氧等元素的含量较低，但是仍具有较强的腐蚀作用。经验表明，导致常减压蒸馏装置出现腐蚀现象的原因主要包括两方面：

第一，在常压塔顶位置、减压塔顶位置，这些部位存在冷凝系统，也包括一部分挥发线，因此此部位的温度一般比较低，在提炼石油的过程中，原油中存在一定的氯盐、硫化物等，这些物质受热之后会成为硫化氢以及氯化氢，此时经过低温部位就会冷凝成为稀盐酸，因此发生腐蚀的可能性比较高。

第二，常减压蒸馏装置的高温位置也是腐蚀问题的高发位置，在高温的作用下，原油中的硫化氢以及其他类型的硫化物质与金属的反应更加强烈，比较明显的是有高温部位的环烷酸腐蚀。一般以原油的酸值判断环烷酸的含量，原油的酸值大于0.5mgKOH/g时，就能引起设备的腐蚀，酸值大于1.0mgKOH/g为高酸值原油。环烷酸的腐蚀能力和温度关系密切，220℃以下，环烷酸基本不发生腐蚀，以后随温度的升高而增加，270℃～280℃达到酸沸点，腐蚀最为强烈，温度再升高腐蚀速率下降；温度达到350℃～400℃时，由于FeS膜高温融解，腐蚀重新加剧；400℃以上石油酸分解，腐蚀减弱，基本没有腐蚀。

为了有效地应对这种问题，常减压蒸馏过程中一般会使用一脱三注技术来解决设备低温位置腐蚀的问题。一脱是指对原油进行电脱盐处理；三注分别为注入有机胺、缓蚀剂、水。一脱三注技术的应用可以有效地控制稀盐酸的产生，这样一来就降低了低温位置发生腐蚀问题的风险。一脱三注技术的优势比较明显，防腐蚀效果较好。经过不断的技术升级，目前该项技术逐渐得到了技术优化，使用过程中一些多余的环节已经被技术人员省略掉，这样一来，技术使用的成本大幅度降低，为石油企业节省了提炼石油所需的成本，增加了经济收益。

常减压蒸馏装置主要是金属材料构成，因此会不可避免地与硫化物发生反应出现腐蚀。为了解决这个问题，需要相关技术人员尽可能地改变常减压蒸馏设备的材料，通过技术升级实现对硫化物腐蚀作用的有效控制。一般情况下，也可以在高温位置使用高温缓蚀剂，这样可以有效地放慢腐蚀速度，缓解腐蚀问题。在材料改变这一方面，由技术人员在常减压蒸馏装置的表面进行热喷涂或是化学镀等操作。此外，由于提炼的原油性质和成分的不同，对设备不同位置的腐蚀程度也不同，为此需要对不同原油的性质成分进行必要的检测和指标监控，以此作为基础制定具有针对性的技术解决方案。

2 防止常减压蒸馏装置腐蚀的新技术

2.1 原油的电脱盐技术

电脱盐是目前比较常用的原油预处理技术，随着技术的不断发展，电脱盐技术也得到了不断的升级与进步。

目前使用的电脱盐技术主要包括以下类型：

第一，脉冲电脱盐技术，也就是利用脉冲方波电压而开展的一种电脱盐技术，它能够在极板之间形成一种单向的、高压脉冲的电场。该技术的主要优势在于具有较高的设备稳定作用，操作的过程中，一般不会发生设备短路等问题，电脱盐的过程中持续性较好。同时脉冲电脱盐技术可以将电能的消耗降到最低，这可以帮助企业节约技术成本。

第二，超声波破乳技术，高技术的主要作用表现在其可以将原油中的水分聚集在一起，并通过重力作用实现水油的分离。但是该项技术具有一定的技术难度，因此目前在石油企业中的使用并不广泛。所以在未来阶段内相关技术人员需要不断加大对该项技术的研究和创新，尽量控制技术使用成本，降低技术难度，扩大该技术的使用范围。

2.2 缓蚀剂的使用

在常减压蒸馏技术使用的过程中，缓蚀剂是一种必不可少的设备防护性材料，其主要作用在于既能够有效地抑制腐蚀问题的进一步发展，也不会干扰蒸馏设备的正常性能，因此缓蚀剂的使用是非常普遍的。石油企业使用时间最长的缓蚀剂为有机缓蚀剂，这种缓蚀剂中含有普通生物难以降解的有毒害性的物质，因此使用这种缓蚀剂对生态环境的影响是非常大的，对于我国能源资源的健康发展、生态自然环境的可持续发展都是极为不利的。

因此常减压蒸馏提炼过程使用的缓蚀剂也在不断地发展和改善，目前使用得比较广泛的缓蚀剂主要有三种类型：

第一，氨基酸类缓蚀剂。此类型缓蚀剂的主要特点表现为安全性，其中不含有有毒物质，容易被降解，另外氨基酸缓蚀剂中因为含有蛋白质，因此可以被相关人员回收，并进行再利用。氨基酸缓蚀剂的防腐作用十分明显，因此它的使用也比较广泛。

第二，高分子缓蚀剂。高分子缓蚀剂的结构比较独特，其中含有大量的高分子聚合物，因此可以有效地对抗常减压蒸馏提炼设备的腐蚀问题。高分子缓蚀剂的主要技术难点在于高分子聚合物的合成。目前，随着技术的不断发展，高分子缓蚀剂中融入的分子结构呈现出了更加明显的多样性，而不同的分子结构其功能也各不相同，这进一步提高了缓蚀剂的防腐性能。

第三，天然植物缓蚀剂，顾名思义，就是从植物中提取出来的缓蚀剂。其优点在于安全、无污染、成本低廉。较之于前两种缓蚀剂，天然植物类型的缓蚀剂更容易被降解和再生，目前，相关技术人员的研究结果显示，部分植物中存在的水杨酸、单宁等成分均具有金属保护的作用，这可以有效地控制腐蚀速度，保护技术设备。

另外，在生产提炼过程中加强巡回检查，确保装置运行在工艺、设备指标范围内操作，不超温、不超压，以避免炉、塔、贮罐等设备管线出现跑、冒、滴、漏等问题。生产装置内需要明令禁止乱排、乱放各种油品和可燃气体，以防止火灾等安全、环保事故的发生，提高常减压蒸馏提炼技术操作的安全性。

3 结语

综上所述，常减压蒸馏技术是原油提炼的第一道也是最重要的一道工序，该技术提炼的成果与最终成品油的质量以及企业的经济收益等均存在着明显的关联性。腐蚀问题是常减压蒸馏提炼技术最常见的问题，本文对该问题产生的原因及预防措施进行了深入的分析，并对具体的技术要点进行了阐释说明，希望能够为相关企业的负责人员提供一定的技术指导与帮助。

参考文献

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[2] 刘超.常减压蒸馏装置的节能对策[J].石油化工腐蚀与防护，2014，（31）.

[3] 姚月华，陈晏杰，张香平，任保增，汪敬恒，田肖.原油常减压蒸馏装置的流程模拟及参数优化[J].过程工程学报，2011，（3）.

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[5] 赵敏，康强利，马红杰，张郡.炼油厂常减压蒸馏装置腐蚀防护现状[J].腐蚀科学与防护技术，2012，（5）.

蒸馏节能技术篇3

一、避免细节性失误，打破恶性循环

细节决定成败，学生在实验中的大多数失误，事实上往往仅是一些细微的环节没有注意或操作不当造成的，因此教师不愿让学生进行实验，学生由于纸上谈兵，越来越生疏，形成了恶性循环。

以蒸馏与萃取的教学为例，该内容介绍了一系列混合物的分离方法。对于蒸馏操作，学生在初中曾学习了简易的操作，在此进一步深入，介绍了实验室较正规的操作，最后介绍了萃取这一新的方法，让学生对分离和提纯的方法有更进一步的认识，同时使实验技能进一步提高。尤其是萃取这部分内容，对后面卤素部分的学习有很好的铺垫作用，教学中应注意前后呼应。

传统的教学思路采用的方法通常是：通过教师讲解，学生看书中的图片，了解相关知识，在能够熟练记住操作方法后，再去实验室亲手实验。教学时间冗长，学生学习理论知识时兴致虽高，却是纸上谈兵，理论与实际严重脱节。等到了具体的实验操作时，常常出现各种细节性失误，或者由于手法生疏导致实验效果不佳，乃至失败，偶尔还会出现一些小事故。而这些情形又成为化工教师不愿让学生进行实验从而“代办”实验报告的缘由，学生对实验操作也就愈发生疏，最终形成恶性循环。

新课程倡导的理念最大的亮点之一就是注重理论联系实际，为化工教学提供了思想上的指导，而日新月异的教育信息技术，则解化工类实验教学的燃眉之急。我从实验室安全注意事项入手，在介绍了药品取用等基本操作的基础上，让学生了解一些混合物的分离方法。而在具体的教学手段上，我运用教育信息技术制作了与蒸馏、萃取实验过程相关的交互式课件，当学生输入不同的数值，就会发生不同的变化。比如“蒸馏”课件中，在温度选项里必须输入介于溶液中两种物质沸点之间的数，才能看到相应的实验结果；而“萃取”课件中，用鼠标拖动实验仪器，进行“实验操作”时，如果引流棒与杯口未贴紧，就会发现“液体”流到了容器外面。这些课件让学生感到学习过程充满乐趣，进而发现这些实验操作中的细节性东西，为下一步的实践练习打下基础。

二、突出特点对比，打破时空限制

虽然初中化学介绍了一些常见的化学仪器和药品的使用及一些基本操作，但是中职学生对化工原理中涉及的化学实验了解还不是很深入，因此我们还需要让学生进一步熟悉化学实验的基本技能和操作方法。

仍以蒸馏与萃取的教学为例。这部分知识要求学生学习并掌握蒸馏、萃取操作的基础知识和基本技能。通过教师指导和亲自实验，显然是让学生掌握实验技能的最佳方法。

1.理顺混淆的概念，认清本质

传统的教学方式通常都是教师讲解注意事项，或做些重点示范，然后指导学生完成实验。但是，学生虽然学会并获得相应的能力，却往往会混淆一些概念。比如蒸馏和蒸发,都是利用加热的方法使液体不断挥发，两者都含有液体蒸腾挥发为水汽的现象。单纯枯燥的讲解显然是无力的，而分别进行实验体会，不仅耗时大，而且效果也不明显。

现在我们通过对比教学，可以运用教育信息技术，分别展示蒸馏与蒸发的过程，同时再现一次，打破时空限制，产生明显的对比，学生就会发现：蒸馏是用加热的办法，把液体变成蒸汽,再使蒸汽冷却凝成液体，通过蒸馏器上的冷却器导出液体的过程，其目的一般是为了提纯某液体物质，蒸发是利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程。从而使学生认清两者各自的特点。并最终认识到：虽然两者都含有液体蒸腾挥发为水汽的现象，但是蒸发只是一种物理现象，而蒸馏是一种提纯物质的方法。在蒸馏的过程中一定有蒸发现象存在，但蒸发的过程不一定是蒸馏。

2.掌握实验方法，明确用途

蒸馏和萃取都是提纯的方法，两者都可以对两种液体组成的混合物加以分离，但由于操作原理不同，适用的对象也不同。我们要让学生根据物质的性质合理选择和利用分离方法。

通过分组操作，小组对比，学生认识到蒸馏是利用沸点的不同分离混合液体的方法，适用两种沸点相差较大（一般能互溶）的液体；萃取是利用不同的溶解度来分离混合液体的方法，适用溶解度相差很大的两种液体。

通过教育信息技术和新课程理念的运用，对比当前教学方法的转变，可以有效地提高教学效果和学生的能力。

蒸馏节能技术篇4

【关键词】甲醇精馏；节能；工艺流程

中图分类号：TE08 文献标识码： A

一、前言

近年来，我国甲醇精馏技术快速发展，但在节能降耗问题上仍存在不足。只有降低甲醇精馏过程中的能耗，才能节约成本，增大收益，这对企业的发展起到至关重要的作用。

二、精馏工艺原理及节能技术的研究进展

精馏是利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，是工业上应用最广的液体混合物分离操作。在保证有适宜的液相回流的情况下，塔顶冷凝器产生塔顶产品，塔底再沸器产生上升蒸汽流，上升汽相在接触下降液相后，发生的传热和传质得以保障足够多次的汽化和冷凝，从而使得精馏过程能持续不断地进行。精馏过程节能的关键是选择经济合理的回流比，大量热量在精馏过程中被消耗，如何节能则取决于精馏过程的优化设计和合理控制；对精馏装置的余热加以回收并再利用，也是精馏过程节能的重要措施；优化操作和保证工作环境的最优性，也是令能耗降低的有效途径。

三、两塔流程和三塔流程概述

1.两塔甲醇精馏流程分析

甲醇两塔精馏工艺流程图如图1所示。粗甲醇由合成工段制得后，被送到粗甲醇贮槽中，预精馏塔中的粗甲醇原料来自粗甲醇泵。预塔发挥着重要作用，粗甲醇中的轻组分、二甲醚等沸点较低物质都经由预塔去除。部分液体从预塔塔顶回流罐中，随后流经预塔回流泵，最后来到预塔的上部，在此过程中，轻组分有可能过度累计，为预防这种情况，其中一部分气体会从预塔进入水洗槽，完成洗涤，然后流去火炬。预塔正常工作运转所需要的热量来自低压饱和蒸汽。最后富甲醇液经甲醇泵被送到常压甲醇精馏塔，进行进一步提纯，此时其中会包含水、乙醇以及其他的高级烷烃和高级醇。预塔塔顶的操作压力是0.07MPa，而塔低的操作压力是0.10MPa。塔顶操作温度别为77.6℃，塔低操作温度为84.4℃，整个过程采用的是全回流方式进行操作。经过冷凝后，常压塔顶的甲醇蒸汽再被送入常压塔回流槽中，只有有少部分的甲醇蒸汽会被采出，之众的很大部分将会再次回流到常压塔顶部，当做回流液。常压甲醇塔底聚集的甲醇产品中，经常含有一杂质，这些杂质往往比甲醇更不易挥发，且沸点低于睡的沸点，其将会从常压塔侧线被采出至杂醇槽。低压饱和蒸汽同样也为常压塔得正常工作运转提供所需的必要热量。与预塔不同，常压塔塔顶和塔底的操作压强分别是0.01MPa与0.06MPa，而操作温度是66.1℃和108.0℃。

2.三塔甲醇精馏流程分析

三塔双效精馏工艺流程如图2所示。首先，加压塔中的精甲醇产品起到加热作用，帮助粗甲醇进行预热，充分预热后，粗甲醇进入预塔，在预塔塔顶，几乎所有的低沸点物质得以去除，塔底的物料主要是含有甲醇和高沸物的物料，与加压塔底物料换热后进入加压塔。在加压塔顶，即可得到精甲醇产品，塔底的物料在经加压塔预热器预热后，继续流入常压塔。在常压塔顶获得精甲醇产品，含甲醇较少的废水则聚集在塔底，随后排出系统。该流程的特点是双效精馏，即压塔顶的蒸气还可作为常压塔再沸器的热源，从而形成双效精馏，该工艺具有显著的节能效果，因其只有预精馏塔和加压塔中需要消耗水蒸气。针对以上三塔双效精馏流程分析，研究发现，加压塔的塔顶蒸气为常压塔的使用提供了热源，但不合理的是，预塔塔底温度比常压塔还要低，却直接使用了水蒸气作为热源，从能量合理利用的角度上来看，这造成了能源浪费，不符合节能降耗的要求。

3.三塔甲醇精馏与双塔甲醇精馏比较

三塔甲醇精馏节能流程虽在节能降耗问题上仍有待改进，但同两塔相比极大程度上降低了能耗。首先从回流角度看，三塔甲醇加压塔顶蒸汽冷凝过程中产生的热量被用于加热常压塔，这就不需要再次使用蒸汽为常压塔中的再沸器加热，三塔精馏与双塔精馏相比好处在于三塔精馏采用了两个主精馏塔，利用加压塔的塔顶蒸汽冷凝热作为常压塔的加热源，既节约了蒸汽和冷却水。同时不需再为加压塔塔顶而设置冷凝器，所以从这一角度看，极大程度地降低了能耗，从理论上来看，三塔精馏的蒸汽消耗量要远远少于两塔精馏蒸汽能。精馏工序的能耗占甲醇生产总能耗的10%一30%，故精馏过程的节能降耗尤为重要。相比双塔精馏，三塔精馏每精制1t精甲醇则可以约节约lt蒸汽，能耗较低的是三塔精馏。

同时，也应当注意到，在经济方面，三塔甲醇精馏装置的投资要比两塔大得多，其精馏工艺步骤加多，操作更加复杂，操作难度提升，这对于操作人员的基本素质和控制仪表等方面便有了更高的要求。在充分考虑到成本和收益的条件下，三塔精馏并不适用于所有精馏装置。一般而言，三塔甲醇精馏装置适用于生产规模在10万吨/年的甲醇装置。根据三塔双效精馏各塔顶底的温位，提出了改进的三塔双效精馏工艺的方案。改进的三塔双效精馏工艺与现有的三塔流程相比较，在加压塔和常压塔采出精甲醇的比例方面做出了改进，加压塔的蒸气在供给常压塔使用后，会有一部分剩余，而剩余的这部分蒸气，作为热源被送往则送至预塔再沸器。从这个角度看，双效精馏的范围进一步扩大，将预塔也纳入双效精馏范围，从而节约更多的热量，降低了能耗。

四、热泵精馏

1甲醇热泵精馏原理

热泵精馏工艺的原理是将馏塔顶精甲醇气体直接压缩，将其作为精馏塔塔底再沸器或中间再沸器的热源。热泵精馏的特点在于充分利用精甲醇气体的冷凝潜热特点，同时塔底热公用工程与塔顶冷公用工程的消耗得以减小。热泵精馏节节约了大量高级别水蒸气时，只消耗了少量低级别水蒸气。塔底和塔顶的温差越小，热泵性能也就越好。对于比较一些分离过程，其温差较大，如酒精精馏等过程，普遍采用分割式热泵精馏流程，因为其更加经济。采取在上塔安装热泵，在下塔进一步减小回流量的措施，使得这种精馏流程节能降耗效果明显，并且其还有投资费用适中的特点。常规热泵精馏不适用于这种塔底与塔顶温差较大的场合，通常仅适用于塔底和塔顶温差较小的场合。粗甲醇精馏属于大温差分离体系，常压下甲醇沸点与睡的沸点相差较大，甲醇沸点为64℃，而水的沸点为100℃。另外，由于粗甲醇中水的浓度要远远大于甲醇浓度，就热负荷来说，精馏段热负荷要比提馏段的热负荷大得多，所以采用分割式热泵精馏工艺非常适用。分割式热泵精馏流程的主精馏塔（见图2）分为两部分，包括上下两塔：上塔比常规热泵精馏多了一个进料口；而下塔类则似于常规精馏的提馏段，蒸汽出料进入上塔塔底，而进料来自上塔的釜液。目前降低能耗与投资费用有两个办法，一个是控制分割点浓度（即下塔进料浓度），这样做可以使上塔温差比较小，压缩机所需压缩比变进一步减小，投资费用便可进一步降低，投资的回收期得到有效缩短。二是上塔安装热泵，热泵供热系数COP较大，这会取得很好的效果；同时，下塔的回流量也会大大减小，水蒸气消耗很少。

2.热泵精馏与三塔精馏能耗对比

目前来说，由于经济效益的原因，甲醇精馏技术里热泵技术应用并不普遍。首先，分析热泵精馏和三塔精馏的综合能耗，其中压缩机的效率以75%计（压缩机设计参数与厂家提供参数基本吻合）。如表4所示，相比于三塔精馏，热泵精馏的综合能耗降低了52.05%。可以看到，热泵精馏消耗更多蒸汽，相比三塔精馏，热泵精馏多消耗0.3MPa蒸汽7.33t/h。但是在1.0MPa蒸汽的使用上，热泵精馏却节约69.45t/h。这样看来，热泵精馏至少节约蒸汽69.45―7.33=62.12t/h，所以热泵蒸馏在总体上来说节约了蒸汽。而且热泵精馏的循环水消耗也要更节省，相比三塔精馏节省2715t/h。根据计算可知，每年可以节省的操作费用是3688万元。配置离心式压缩机（约2000万元）占据了热泵精馏装置追加的大部分投资，但是该压缩机的投资回收期仅为7个月。

五、结语

热泵精馏工艺节能降耗效果明显，具有可观的经济收益，适用于大规模甲醇精馏装置。预计投入生产后，每年可节省费用上亿元。

【参考文献】

[1]朱炳辰，甲醇工学[M]，化学工业出版社，2013，25（8）：270-278.

蒸馏节能技术篇5

关键词：常减压蒸馏装置 减压深拔

在近几年，国内还没有从根本上真正掌握减压深拔的成套技术，只有极少数的装置是从过万亿紧紧地，但远远满足不了在这方面的需求。仍然有很多的炼厂为了达到节省加工成本的目的，生产加工低质量的，重质的原油。后果是加氢劣化和催化的原材料因为原油的重质化导致焦化原油产量增多，再加上设备的焦化原油处理能力的缺陷致使原有的生产没有达到最好的利用率。所以需要相关方面人员去做更深层次的研究，达到既有高利用率同时无污染。

一、国内常减压蒸馏装置减压深拔技术的简析

1.常减压蒸馏装置减压深拔技术的现状

目前，国内的常减压蒸馏装置无法与国外的相比较，减压蒸馏装置还有一个很大的改革和研究的空间。设计都是根据场地的工艺生产流程制造的，因此每台设备的十分的重要，与产品的质量紧密相关。设计人员必须根据一定的设计原理进行工艺流程的制造。我国常减压蒸馏装置是通常对原有进行一定的化学处理，例如热气化、冷凝等。核心部分是计算和选取减压管道内合适的气化点、油膜温度介质的流速减压蒸馏就是将加热后的高沸点原材料在真空下气化冷凝，在常压蒸馏塔前面设置闪蒸塔或者初馏塔。

2.减压塔的各段过程及其作用

2.1分馏段，负责把生产出来的常压情况下的渣油经过循环回流得到柴油。这个阶段对综合处理能力以及填料高度有一定的要求。以8Mt/a常减压装置减压系统为例。该装置主要包含五种填料：柴油分馏段、减一中断、洗涤短、减二中段、减三中段，而且为了进一步的改善进料的过程，进料又添加了气液分配器，提高了出料速度。同时该系统设有四条侧线，减一线主要是用来柴油分馏，是柴油加氢原料；建二线主要是是重蜡油，是一种裂化加氢原料的催化剂；减三线轻蜡油，是一种普遍使用的裂化原料的催化剂；减四线是一种过汽化油。

2.2冷凝段，这一过程主要是把低于要求沸点的馏分冷凝，并把它作为重减压瓦斯油或者清减压瓦斯油。这方面设计绝大多数采用空塔喷淋传热冷凝技术完成，该技术对它的高度有很严格的要求。

2.3洗涤段，负责对最后的得到产品进行深层次的反复的洁净处理，减少使用时的污染程度。

二、分析常压蒸馏装置减压深拔技术的影响因素

从近几年的统计数据可以得出，国外的减压深拔技术是在远低于原油沸点的情况下进行的。相对而言，国内是在接近沸点的情况下生产的，因此我们仍需要在这方面投入更多的精力。现在影响减压深拔技术的因素主要包括以下几个方面：

1.减压炉出口温度，如果只是凭借以往的经验去设置炉口温度，很有可能会导致炉管出现结焦，增多发生裂化反应的渣油，最终造成原料的浪费。因此需要提前对此进行精确的计算。

2.油气温度和分压，在生产流程中应该降低气压提高温度。压力越低温度越高对降低压力的作用就越大。因此越高的拔出率就需要越低的气压和高的温度。但是也需要注意限度。温度过高会导致油品分解。

3.气化段的真空度，如果减压装置进料段温度太低会对减压系统的拔出度以及汽油的气化率造成相当大的影响。

三、常减压蒸馏装置未达到深度拔出时面临问题

1.导致减压系统出现超负荷的现象，大多数的减压装置溜出的常压渣油都有相关范围的要求。当柴油所占的比例较多时会使装置在过负荷情况下运行，同时塔盘的压降也会受到影响。

2.减压装置炉口温度过低会出现油品气化率低的现象。国内很多的减压装置为了避免出现油渣裂化反应以及炉管结焦的想象，汇建行季减压装置气化段和其他部分温度，最终出现气化率低。因此在进行生产工艺图设计时不需严格根据现场生产情况设置减压装置温度。

3.对蒸馏装置和工艺防腐蚀技术要求的增高。

四、常减压蒸馏装置深拔技术特点以及生产工艺新流程的提出

1.常减压蒸馏装置深拔技术特点

减压塔底注入适量的蒸汽，在此情况下，主要采用微湿式带气操作方案。通过在塔底注入适量的蒸汽便可抵达到降低塔底油气分压的效果，促使蜡油的比例提高，提高产品的质量以及接收率。

1.1减压装置炉管注入一定量的蒸汽。采用这个方可以达到与塔底注入蒸汽一样的效果。目前很多炼厂都会采用这个方法。

1.2运及用全填料的减压深拔技术。这个技术主要由高效率的液体收集器、液体分配器以高质量的完整填料三部分内件组成。减压深拔装置的核心部分之一便是减压塔，它主要是为提高装置总的拔出率和下游装置的进料而设计的。在减压塔顶满足一定真空度时填充高质量规整的填料可以很有效的、及时的改善减压塔内部的压力，进而提高拔出率、降低减压塔闪蒸段的压力大小，最终从根本上实现减压深拔的目的。

2.减压装置的工艺要求简述

一般情况下，燃料行减压装置的工艺流程要求是：在油料发生裂变反应最小的情况下，使减压瓦斯油的拔出量最多。温度和压力是影响减压装置拔出深度的两个主要因素。因此为了减少油品分解和提高最终产品的质量，要严格的计算减压装置炉口的温度。

五、结束语

本文主要是对国内常减压蒸馏装置现状、使用情况以及急需解决的问题做了简要的概述。众所周知，能源一直与人们生活、生产、工作息息相关。二次能源的开发也一直在进行着，但是仍需要一定的时间。所以我们需要不断学习外国的先进技术，将其转化为适合自己的技术。除此之外还应加强对这方面人才的培养。

参考文献

[1]毛伟群.张晓国.贺旺军.减压深拔技术在常降压蒸馏装置的应用.[A].黑龙江出版社.2013/12/3.

[2]崔显德.10.0Mt/a常减压蒸馏装置减压转油管道的设置.[J].大连出版社.2001/03/16.

[3]李秀芝.林敏杰.王玉亮.常减压蒸馏装置减压深拔的研究.[J].天津大学化工学院.2004/04/23.

蒸馏节能技术篇6

关键词：以水蒸气蒸馏法提取生姜精油；方法可靠；简便；易行 

20世纪以后，

由于天然香料精油及其衍生物的嗅感和感官特性是合成香料，加上人们出于对合成香料安全性的顾虑而产生的对天然香料的偏爱，使得天然香料仍能维持其巩固的市场地位，尤其是在食用香料香精方面。由于人们对各种新香型的追求，开发新的香料品种成为必然。近年来，有许多将生物技术用于开发天然香料品种的报导，要经过许多环节，克服许多难以克服的因素，如香气的优劣、 经济 的合理性、资源的保障等，才能成为一个有生命力的新品种。天然香料的主要加工技术为水蒸汽蒸馏法 水蒸汽蒸馏法是利用精油成分与水形成二相共沸物，以略低于水的沸点的温度将精油从原料中提取出来。适合于水蒸汽蒸馏法的原料最多，大多数原料的枝、叶、根、茎、皮、籽及部分花均可采用此法，如肉桂、柏木、八角、薄荷、薰衣草、柑桔类果皮、山苍籽、菖蒲等。蒸馏过程中香成分易分解的香料原料不适用此法。水蒸馏汽馏技术近年来有了较大的 发展 ，新的技术主要有水扩散水蒸汽蒸馏器、涡轮式快速蒸馏器、连续蒸馏器及南京野生植物研究所研制开发的加压串联蒸馏设备和能应用在田间的tx-a型小型移动式蒸馏设备等。浸提法即萃取法，是利用挥发性溶剂将原料中有效香成分适合于头香部分，香成分含量低的原料和挥发性较小的品种及不挥发的香味成分的提取，浸提萃取技术近年来已突破了原来的固定式或转鼓式萃取设备，开发出浮滤式浸提器、连续式浸提设备等新式浸提设备。近年来液体co2及其超临界流体萃取技术是一个发展很快的浸提工艺，具有浸提得率高、选择性好、提取温度低使头香保留完全、适用于热敏性香料、没有溶剂残留等优点。目前，我国对天然香料产业化涉及的新技术新工艺研究薄弱，推广力度更是不足。要使我国天然香料产业有一个大的发展，就必须在天然香料新技术、新工艺的研究方面有一个大的突破。同时，生产天然香料的厂家众多，但总体技术水平不高，一方面是因为缺乏人才，另一方面是缺乏资金。国家给于适当的资金扶持，用于香料厂的技术改造，支持 企业 采用新工艺。同时加强科技术人员培训，加强工厂与科研单位结合，增强企业发展后劲，争取在尽可能短的时期内提高工厂的技术水平。

近年来，随着人们自身保健意识的增强，日益强调食品原料及添加剂的天然性与健康性，使得人们再度关注生姜这一药食兼用的食品资源，并以 科学 手段考察它在保健，预防、 治疗 慢性疾病方面的功效。

因此，加强生姜精油等精深加工产品的研究开发，可以充分利用生姜的有效成分，提高其利用价值，推动我国食品调味料和相关的食品加 工业 朝着深加工、方便化、天然健康的方向发展，与国际接轨。透过 现代 生化及药理技术发现的生姜精油中特定功效成分，不仅为传统中医学治疗实践提供了理论依据，更为宝贵的传统中药走向世界市场打开了大门。这些都赋予了生姜利用新的内容与意义，并将为生姜资源的利用开辟无限广阔的前景。 

1 生姜精油产品的开发应用

生姜精油香气温辛，甜而浓厚，又具有一定的生理活性功能，可作为化妆品香料、食品香料及药材。因此，生姜精油产品在食品和化妆品工业中应用前景十分广阔。 

食品领域生姜精油口味温热，香辛，有令人愉悦的芳香，不辛辣。其主要用于食品领域的饮料、无醇清凉饮料、焙烤食品、特殊甜酒及姜啤酒、姜酒等酒类的加香、调味，是天然的食品香料；也是卷烟用香精的常用原料。 

能食品领域生姜精油含有生姜的香气和味道，可作为高品质的浓缩调味料替代传统香辛原料应用于食品加工及烹调 ；生姜精油又具有许多生物活性，有助于预防现代文明疾病，使所添加应用的食品成为“工程食品”，起到对人的营养保健作用。因此，生姜在功能食品领域的开发也大有可为，尤其是作为功能性调味料，对功能食品乃至整个食品行业有很大的意义。

生姜为姜科植物姜 (zingiber officinale roscoe)的根茎，是多年生草本植物。由于鲜姜贮藏方法不当等原因，造成大量浪费。若将生姜加工成姜油，则其经济效益可以提高3倍-5倍。我国有14种姜属植物，大都含有挥发油，挥发油中主要含有姜烯、姜醇天然倍半萜 (- ) β-倍半水芹烯、六氢姜黄素、二氢姜酚等成分。生姜广泛地用于烹调和食品的加香，姜精油、姜抽提物、姜油树脂等也是食品工业广泛应用的香料。除此之外，姜也是一种传统中药，用于脾胃虚寒，腹痛吐泻，吐衄崩漏，阳虚失血。早期的药理实验证明：生姜具有发表散寒止呕开痰之功效，用于治疗伤风感冒、咳嗽多痰、胃寒呕吐等症。现代科学证实生姜具有抗衰老、抗肿瘤、降血脂、促进血液循环、调解中枢神经、消炎抗菌等作用。 我国生姜栽培地域很广，四川、贵州、广西、广东、山东、陕西等省区产量较高，主要品种有肉姜、火姜、鸡姜等。各地所产生姜中姜挥发油和姜辣素含量及其组分有较大差异。贵州水城县发耳产的生姜 (又称小黄姜)，块茎丰满充实，同一品种形态完整、色泽一致，辣味浓，姜挥发油和姜辣素含量比较高。

2 试药与设备

（1）小黄姜；

（2）隧道式干燥机、粉碎机、蒸锅、冷却器、油水分离器。

3 工艺方法

（1）原料预处理。挑选无虫蛀，无霉烂，无发芽的鲜姜作为原料，除去根须，用刀切成4毫米-5毫米厚的姜片。

（2）烘干。置姜片于隧道式干燥机，在60℃-65℃温度下烘姜片6小时-8小时，使鲜姜片含水量降到12%以下。也可置于竹帘上晒5天-6天。

（3）粉碎。用粉碎机将干姜片粉碎成米粒状的姜粉，过20目筛。

（4）蒸馏、冷却。准备好不锈钢蒸锅，蒸锅中放箅子，箅子上展铺一层纱布，将姜粉疏松地铺在纱布上。姜粉表面与上层箅子应保留一定空间，以利水蒸气透过。

装好姜粉后，将蒸锅的蒸馏管接上冷却器，这样就构成一套蒸馏冷却设备装置。蒸锅下通上蒸汽，使蒸汽压力保持0.12mpa-0.13mpa。这样蒸汽透过姜粉，因蒸汽的高温作用使姜粉中姜油汽化，随水蒸气从蒸馏管进入冷却器，蒸汽和汽化的生姜精油在冷却器中冷却成油水混合物。

（5）油水分离。用油水分离器在冷却器出口处收集油水混合物，静置后，油水自动分离，上层为生姜精油，下层为水。使用分离器放去下层的水，即得生姜精油产品。

4 结论

（1）原料不可有腐烂、变质现象，否则影响姜油品质。

（2）一般每100公斤鲜姜片制成干姜片12.5公斤。

（3）姜粉不能太粗，太粗影响出油；也不能太细，太细水蒸气不易透过。

（4）注意保持冷却器的进出口高度差，进口要高，出口要低。

（4）这样方法得油率一般为100公斤姜粉可提取生姜精油3公斤-4公斤。

参考 文献 

［1］张宏志，管正学，王建立.贵州生姜精油化学成分研究［j］. 贵州农业 科学 ,2001,(04).

［2］张宏，阎吉昌，张宏桂，吴广宣，周端文.生姜挥发油的提取及其化学成分的气相色谱-质谱分析［j］. 分析化学, 1996,(03).

蒸馏节能技术篇7

关键词：化工高效节能；精馏技术；开发与应用

一、引言

近年来，环境问题逐渐突出，能源的保护得到了全社会的关注和重视，尤其是化工生产中所涉及到的资源。因此在化工行业高效、节能技术应运而生，高效节能精馏流程通过优化构造流程结构，利用精馏塔顶蒸汽的冷凝潜热，大大的降低了精馏作业的能耗，其精馏节能率高达80%以上，并且大幅度的提高了能源利用率和终端用能效率，为我国化工行业的发展扩大了空间。本文就精馏节能高效技术的开发与应用进行了简单分析。

二、节能型精馏流程的节能基本原理

普通精馏，一般进料，塔底通过再沸器由热能量体供给热量，进一步气化塔底物料，通过塔板将塔内下降和上升的液体物料进行传质传热，利用轻重组分进行气化和冷凝，从而实现轻重组分分离。在塔顶的气体，通过冷凝器，将一般的冷却水送去塔顶冷凝，一部分作为塔顶产品采出，其余一部分回流返回塔顶。在化工生产精馏过程中，塔顶冷凝器带走了蒸汽的大部分热量，处于塔底的再沸器热能量体提供热量，如果科学合理的利用普通精馏塔顶蒸汽的冷凝热，不仅有利于大幅度降低能耗，还能提高生产效率。实现节能、高效生产的目标。由于进行精馏塔顶蒸汽冷凝热回收利用的方式和途径不同，同时分离物系不同，可能会形成不同的节能型精馏流程，以便更好的适应于各种液体混合物的分离，提高分离的质量与效率。目前化工生产中，主要使用的节能高效型精馏流程包括三类，即热偶精馏流程、热泵精馏流程、多效精馏流程等。随着精馏技术和化工技术的进步与发展，结合我国化工生产具体情况，越来越多的节能型精馏流程应运而生，提高了我国化工行业的生产效率和质量，有利于促进化工行业的健康、飞速发展。

三、加强节能高效精馏技术开发的措施

1、完善操作条件

在化工生产中，若想顺利进行混合物的分离，就必须更好的满足和完善精馏塔运行的条件。精馏塔的主要操作条件包括操作压力、温度、踏板压降、进料温度、回流温度、塔顶塔底采出量、组分分割程度等，由于塔的操作压力往往是预定的，其他条件必须结合实际情况进行设置，以确保分离的最大化值，获得最小冷凝负荷和再沸负荷，实现节约精馏能耗的目的。

2、充分利用中间换热装置节能

由于精馏塔底部与顶部存在较大的温度差异，可以通过增加中间热换器使冷热量达到均衡状态。一旦精馏塔上部温度出现了大幅度上升或者下降，可以在精馏段某踏板间设置冷凝器，用低品位冷剂作为冷源，从而达到节省主冷凝器高品位剂量的目标，有利于降低能耗。如果精馏塔低部温度变化明显，可以在提馏段某踏板间设置中间再沸器，通过减少再沸器高品位热量的消耗来降低精馏塔热能，从而有效的提高热效率，实现最佳的节能效果。

3、多塔精馏分离序列的优化

在化工精馏过程中，为降低后续设备材质要求，确保稳定操作，应除去容易造成系统腐蚀和结焦的部分。将进料分为分子数接近的两股流，根据塔顶和塔底1：1的分馏比例设置，按照塔顶产品挥发度以此递减的顺序逐个回收，结合各组分沸点的差异，进行高效的分馏。相对无热集成技术，精馏流程采用热集成技术减少了50%的操作成本投入，且塔系热集成技术获得的效果更加显著。

四、工业化应用前景分析

对化工精馏技术进行创新和优化，对提高化工生产效率，确保产品质量具有十分重要的意义。但国内对该方面理论研究较多，实际应用方面报道较少，主要是由于以下几个原因：一是缺乏实际生产和实验的经验；二是缺少系统的技术和资料支持；三是没有类似的工业化示范装置；最后是节能高效型精馏过程较为复杂，其控制操作难度较大，导致企业产生畏难情绪，动力不足等。

针对上述问题，为切实提高化工生产的效率与质量，就必须在化工企业中积极推广节能高效型精馏流程，大幅度降低我国化工生产的能耗，为我国节能减排工作做出巨大的贡献。

1、化工企业应不断优化节能高效型精馏流程，建立流程系统优化选择的专家系统和模拟分析系统，为工业化设计和应用提供良好的发展机会与平台，积极的帮助和指导化工企业顺利进行分馏工作。

2、在化工精馏过程中，建立千吨级热泵精馏、热偶精馏以及多效精馏技术等示范装置，结合企业实际生产过程，不断创新和优化精馏技术，通过试验研究等方式，切实解决节能精馏流程操作和控制工作的特性问题，为工业化操作和设计提供技术支撑，为节能高效型精馏技术的开发与应用奠定良好的基础。

3、相关部门可联合多家化工企业，建立以节能高效型精馏技术为主的工业化示范装置，为企业创造一个信息、技术共享平台，有利于企业更好的优化和应用精馏技术，从而有效的降低资源消耗，提高分馏的效率。

结束语：

综上所述，高效节能型精馏技术和流程对降低化工生产过程的能耗、提高生产效率与质量具有不可或缺的作用。企业可通过建立工业化示范装置，切实解决节能精馏流程操作和控制中的问题，大力推广和应用高效节能型精馏技术，从而实现企业最大化经济效益和技术效益。

参考文献

[1]邓永春，向波. 流体高效节能技术在冷却循环水系统的应用[J]. 四川有色金属，2013，03：54-57+66.

[2]王玺. 中央空调系统高效节能技术分析与应用[J]. 城市建筑，2014，06：347.

蒸馏节能技术篇8

[关键词]六塔差压蒸馏 粗馏塔 脱醛塔 水洗塔 精馏塔 甲醇塔 节能

宿州市安琪生化有限公司建设于2004年3月，竣工于2005年9月，使用的蒸馏设备为中科天元提供，该设备在生产过程中的主要表现为，工艺合理，杂质排除机会多，产品质量优，自动化程度高，工人劳动强度低，节能效果明显。

中科天元在安琪的实际应用中采用上图所示流程，该流程有粗馏塔、脱醛塔、水洗塔、精馏塔、甲醇塔、工业酒精回收塔等“六塔”，从甲醇塔产出高质量的食用酒精。安琪采用六塔差压蒸馏工艺，主要设备均在室内，只有蒸馏塔上端露天安装，全套装备不锈钢制品，外有保温材料和铝板保温，工段布局美观整齐，该机组强制回流，塔数多，分工细，塔板合理，耗能低，酒精质量高，在同行业中技术水平先进。

该机组流程差压配置为:粗馏塔与精馏塔、水洗塔与脱醛塔、脱醛塔与甲醇塔、回收塔与甲醇塔，其中粗馏塔、脱醛塔、甲醇塔为负压操作，水洗塔为微负压操作，以利于排除杂质，精馏塔与回收塔为正压操作。

一、工艺流程

从发酵工段来的成熟发酵醪，通过粗馏塔顶的酒汽换热，进入粗馏塔，粗馏塔在负压下工作，控制塔釜温度在81～83℃，目的在于增大乙醇和其他杂质间相对挥发度，使乙醇更易于分离，又彻底去除酸类杂质，同时有利于塔釜再沸器的换热，节约能耗，减少酒糟在粗塔中的积垢，粗馏塔的加热是利用精馏塔顶部排出的酒精蒸汽，在再沸器中冷凝加热酒糟液产生的蒸汽进行的，出来的粗酒汽经醪液预热器和粗塔凝器冷凝，冷凝的粗酒液用泵送入脱醛塔进行脱醛处理。

脱醛塔是负压蒸馏，粗馏塔冷凝酒液经预热后从塔中部进入，塔顶排除低沸组份与中级杂质，冷凝液全回流，由脱醛塔低部抽出酒精进入水洗塔中部进行蒸馏、分离、并采用部分杂酒进入杂醇油分离系统。脱醛塔经再沸器用水洗塔顶酒汽加热。

水洗塔是微负压蒸馏，脱醛塔釜酒液从塔中部进入，塔顶排除低沸组份与中级杂质，冷凝液全回液，由塔底抽出酒液输入精馏塔中部进行蒸馏、分离。

精馏塔在加压下工作，蒸汽通过塔底再沸器加热。控制塔釜温度125～127℃，塔顶温度95～98℃塔顶酒汽用来作为粗塔再沸器和水洗塔再沸器的热源，并经粗塔再沸器冷凝，冷凝下来的酒液用泵打回精塔，从塔的进料塔板上或下2～6块塔板上提取富含中级杂质的杂醇油酒精，进入杂酒系统，半成品经冷凝回流后再从塔的回流层下几层塔板上提取高浓度酒液送入甲醇塔中部进行脱甲醇处理。

甲醇塔是负压蒸馏，利用脱醛塔顶酒汽来加热塔再沸器进行二次蒸馏。然后，从塔底区域抽出成品。

将杂质、淡酒精集中后，直接进入回收系统处理，设置回收塔，提高特优级酒精收率。回收塔在加压下操作，供热给甲醇塔。

二、该工艺在除杂方面的主要表现

发酵醪液中除乙醇外还有多种挥发性杂质，主要有醇、醛、酸、酯四类，其中许多种对人体有害。例如:甲醇系神经性毒物，对人体的神经系统和血管作用十分严重，尤以对视神经危险更甚，它可使人失明甚至致死;乙醛可以使人呼吸困难、头痛、胸闷，同时并发支气管炎、肺炎、胸膜炎而致死;异戊醇、戊醇等都不同程度地对人体有毒害作用。

因此，为了得到高质量的对人体危害性小的优质食用酒精，就必须将上述杂质进行较为彻底地排除。目前，日本、美国、法国等发达国家对饮用酒精的质量要求很严格。我国也于2002年颁布了食用酒精的新标准GB10343-2002，对我国食用酒精质量有了更高的要求。

使用这套设备，安特生产的96%(体积分数)食用酒精，已达到或超过了国家特级食用酒精标准，各塔去除杂质的原理如下:

1.粗馏塔

该塔的主要作用是将发酵醪中的乙醇等挥发度较高的组分同较难挥发的组分(酒糟液、尾级杂质)较彻底地分离开来。如有机酸沸点大都在110℃以上，由粗塔在负压下作业使得尾级杂质等相对挥发度减少，大部分尾级杂质从粗塔底排出。

2.脱醛塔

粗馏塔顶部50%(体积分数)酒精冷凝液被送到脱醛塔中部，该塔负压操作，顶部95%(体积分数)的酒精蒸汽加热甲醇塔再沸器，同时提取一部份含醛类头级杂质，不能被冷凝的气体通过真空泵排入大气，在脱醛塔中部提取一定数量杂醇油。

3.水洗塔

该塔为微负压作业，作用是在酒精浓缩精馏之前除去所含的醛类、酯类、杂醇油等杂质。

(1)醛类:多数为头级杂质，如甲醛、乙醛等(精馏系数Kn>1，控制好水洗塔末冷温度使不冷凝气体(头级杂质)排入大气。

(2)杂醇油类:多为中级杂质。由于中级杂质具有双重性，所以将水洗塔加水萃取蒸馏，降低塔内酒精含量。此时，中级杂质蒸馏系数Kn>1，它们(如异戊醇、异丁醇、丙醇等)将聚集在塔顶。为了保持杂醇油、酯类等在塔内的浓度，将提取一定数量的粗酒精去次级精馏。

由端级杂质的双重性可知，它是向水洗塔底部移动的。我们将水洗塔底部10%～15%(体积分数)的酒精水溶液送入精馏塔中。

4.精馏塔

该塔在压力下作业。它接收水洗塔来的15%(体积分数)酒精水溶液，进行脱水精馏，余馏水将送到液化、糖化工段拌料。头级杂质和端级杂质(甲醇)将聚集在塔顶，经再沸器和冷凝器冷凝后的不凝气体(头级杂质、端级杂质)将排入大气中，为了保持头级、端级杂质在回流区域的浓度，确保巴氏纯化酒精质量，同时为了少产次级酒精，从回流液抽吸适量工业酒精，从该塔进料处上部2～7块塔板抽吸适量含中级杂质(如异戊醇)的酒精水溶液去回收塔。

经粗馏塔、脱醛塔、水洗塔、精馏塔分离精馏后，绝大部分醛、酸、酯、高级醇等都被去除，但甲醇等端级杂质排出机会相对较少。

从该塔顶部2～5块(巴斯德纯化区)提取96%(体积分数)的酒精溶液(含甲醇)送至脱甲醇塔中。

5.脱甲醇塔

甲醇是端级杂质的主要物质，在酒精浓度较高时，甲醇的精馏系统Kn>1，它将聚集在脱甲醇塔的顶部的液相和气相中。96%(体积分数)的酒精仍含有一定量的头级杂质，它同样聚集在塔顶。由于该塔在负压下作业，使头级杂质和端级杂质相对挥发度增加，顶部酒精蒸汽经冷凝后，不凝气体(主要是头级杂质、端级杂质)由真空泵排入大气中。为了保持脱甲醇塔顶部头级杂质和端级杂质的浓度，防止杂质过浓下移而影响成品酒精的质量，我们适当提取了一定数量的回流液做工业酒精。

从脱甲醇塔底部抽吸的是我们所需的特级超中性酒精(附蒸馏现场检验报告见上表)。

6.工业酒精回收塔

该塔又称酒头浓缩塔、杂醇油塔，该塔的处理是保证酒精质量的重要环节。该塔工作状况直接影响到水洗塔的工作质量。因为，该塔提取次级酒精的量，是由仪表自动控制水洗塔顶部粗酒精的抽吸量。如提取次级酒精少，中级杂质、头级杂质等在水洗塔顶部增浓下移;如提取量大，则将使得优质酒精得率下降而影响经济效益。

三、节能的方式

1.蒸馏过程中热能的充分回收和利用

(1)多塔差压蒸馏是使热能在系统中多次利用，即每座蒸馏塔操作压力不等，有高有低，压力高的温度则高，压力低的温度则低，从而可以利用高压塔的蒸馏酒气作为低压塔的热源，使热能充分利用，获得节约热能的效果。例如:粗馏塔、脱醛塔、水洗塔、脱甲醇塔在负压下作业，而精馏塔、回收塔在加压下作业，从而使精馏塔顶的酒精蒸汽在再沸器中冷凝加热水洗塔、粗馏塔，使水洗塔顶部的酒精蒸汽通过再沸器加热脱醛塔再加热脱甲醇塔。

(2)精馏塔由于底部压力较工业酒精回收塔底部压力高(设计考虑的)，故余馏水在闪蒸罐中闪蒸产生二次蒸汽加热工业酒精回收塔。

(3)精馏塔顶部酒精蒸汽预热成熟的发酵醪液，既节约了加热蒸汽，又节约了冷凝酒精蒸汽的冷却水。

(4)水洗塔的萃取剂是精馏塔底部余馏水，从而节约了水洗塔的加热所用汽和工艺水。

2.减少蒸馏过程的能量消耗

(1)减压下，纯物质的沸点较正常压力下要低，减压蒸馏就是借助降低系统压力，使混合液的沸点下降，在低压力下沸腾，达到降低精馏操作温度的目的，从而达到节约用汽的效果。

(2)蒸馏塔、物料管线、再沸器、闪蒸罐、冷却水管线等都是保温，以减少系统内的热能损失。

(3)减少蒸馏分离本身的能量需要，采用负压蒸馏，可以增大酒精和杂质间的相对挥发度。如粗馏塔、精馏塔去除尾级杂质，脱甲醇塔去除甲醇，都是负压蒸馏作业。

(4)差压多塔蒸馏流程，不但节约了加热使用的蒸汽，同时也节约了酒精蒸汽冷凝需要的冷却水等。

根据以上工作实践，笔者总结以下几点体会:

1.欲生产出优质特级食用酒精，工艺必须先进，设备必须优良。

2.特级食用酒精是现在食品饮料重要的原料，是酒精企业发展方向。

3.节能降耗是降低酒精生产成本，增加利润的重要手段。

参考文献

[1]谢林，吕西军.玉米酒精生产新技术[M].北京:中国轻工业出版社，2000.