化工精馏

2024-05-25

化工精馏（精选七篇）

化工精馏篇1

一、完善精馏节能技术

1. 优化操作条件

本文中是通过对精馏过程的模拟软件来实现对其操作条件的分析以及研究。

精馏塔的基本操作条件包括以下点, 其为操作的压力、温度以及塔板压降, 进料位置和温度、理论板数、塔顶塔底采出量和热负荷等, 除了塔的操作压力基本是指定数值, 其他操作条件可以根据实际的要求做调整来实施操作, 对于分离值的最佳时机能够运用对灵敏度的分析或优化技术来决定, 来获取最微的冷凝负荷以及再沸器热负荷, 进而到达节约精馏能耗的目标。

2. 中间换热器装置到达节能目的

一部分精馏塔塔顶与塔底的温差比较大, 针对此类精馏塔就可以在其中间部分安装换热装置使得冷热量能够达到均衡的状况。通过在中间设置换热器可以改变操作线的斜率, 使低品位能源得到有效利用。如若精馏塔上部有明显的温度变化, 可在精馏段的某塔板间安装中间冷凝器, 利用低品位冷剂作为冷却源, 这样做可以使主冷凝器高品位冷剂的用量得到节约, 进而减少能耗, 可是这种方法会削弱精馏塔上方踏板的分离能力;如若精馏塔下方有明显温度变化, 可以在提馏段的某塔板间安装中间再沸器, 降低对主塔再沸器高品位热能量的浪费, 精馏塔的热能下降, 热效率得到提升, 可以到达最好的节能效果。这种方法虽然节能效果显著, 但存在消弱下方塔板分离能力的问题。

3. 多塔精馏分离

操作实践过程提供给我们很多经验, 比如精馏过程中要先清理易对系统造成腐蚀或者导致结焦的组分, 以保证操作的稳定, 后续设备对材料不会要求过高;应先把进料按分子数相近的分为两股流, 依照塔顶和塔底均占50%的比例安排分馏;依据塔顶产品的挥发程度按照依次递减的的顺序进行逐一回收;对各组沸点相差比较大的的物系, 如果有组分需要在冷冻的条件下才能进行分离操作, 要降低进入冷冻系统或者是冷冻等级更高的系统的独立组分数, ;需要把相对挥发度最接近1的关键组分放在末尾;最后分离的是对产品纯度要求比较高的组分。简单精馏流程运用热集成技术, 对比无热集成其可节约的操作费用到达50%。由此可见, 塔系热集成技术分离过程对能源的消耗程度远远小于个塔分馏的消耗, 此为对精馏系统节能方法的改进, 正因如此成为节能研究者重点研究问题。例如, 在乙烯精馏塔设置中间再沸器, 其热负荷大约为提馏段总热负荷的30%时, 节省的能量接近整塔消耗的17%。

4. 多效精馏

将原料分成大约相等的N股进料被称之为多效精馏, 各自投入到压力依次增加的N个精馏塔之中, N个精馏塔的操作温度也呈依次递增。压力与温度相对较低的塔需要组分高的塔向自身塔釜再沸器供热, 同时高塔也被冷凝, 以此类推, 此种方法降低了低压塔再沸器的能源消耗以及高塔冷凝的水消耗。在此系统之中, 仅需向第一个最高压力的塔供热, 系统便可以实施工作, 所消耗的能量为单个塔能量消耗的1/N, 若将三个塔串联在一起运用三效精馏的技术, 其消耗的能量仅为原有的1/3, 能源节约幅度达到67%, 节能的效果显而易见。多效精馏因为效数增加, 使用加热蒸汽量变少, 能量消耗下降, 可是效数越多, 设备的耗资也就越大, 并且其受第一级加热蒸汽压力和最后一级冷却介质种类的约束, 操作的难度也愈来愈大, 由单效变为双效基本可节约50%的能量, 双效改为三效节约能源为17%, 由此可见, 多效精馏后, 几效产生的节约能量效果随之减少, 故此工业上多运用双效精馏, 其操作工艺流程依据加热蒸汽以及物流的不同流向, 分为顺流、平流以及逆流三种。

5. 提升分离效率

我们在实验的过程中发现了以下结论, 伴着分离效率的提升, 可以起到减少能耗、减少排放以及提升产品质量等优点, 进而提高了企业的经济收益, 节约了能源的消耗。化工精馏的操作, 设备的选择对能源的节约也起着很大的作用, 运用高效导向筛板, 选择新型的填料分离设备, 不单单可以提高分离的效率, 还可以降低精馏塔的操作回流比, 因为精馏塔的还能和回流比以线性呈现, 进而成比例的减少了能量的消耗。使化工产品的质量得到有效提高, 充分提升了分离效率。

二、发展方向

对节能蒸馏塔的优化主要是为了达到产品质量指标的基础之上, 对能源方面尽最大可能的避免损耗。但是精馏的操作流程受到众多的因素制约, 研究时, 提出了相应降低能量消耗的方法, 包括:普通材料被高效整齐的填料取而代之, 来提升再沸器或者是冷凝器的传热效果, 对精馏塔进料的状态机实行位置改进, 增设一个中间再沸器或者是冷凝器, 运用热泵技术, 实施多效精馏以及特效精馏技术。建立一个系统的节能型精馏流程是之后技艺改进的重点, 着力研发节能为首要目的的示范装置, 并在工业范围内推广。

结语

通过技术的不断改进, 增加企业收益, 做到节能减排的持续发展, 在国家节能减排的号召之下, 节能精馏技术还会不断提高使之应用更为广泛。

参考文献

[1]胡玥.化工精馏节能技术探讨[J].科技与企业, 2013, (15) .

[2]郭鑫.关于化工精馏节能的思考[J].科技与企业, 2011 (08) .

[3]李群生.多晶硅生产中精馏节能减排提高质量技术的应用[J].进行与专用化学品, 2009 (02) .

化工精馏篇2

关键词：酒精醪-精馏耦合;化工塔器;设计

酒精高纯度蒸馏技术已经发展了一百多年，从1895年Barbet提出利用单塔构建醪液酒精制备的全套流程开始到现在，这套系统已经发展的极其完善，生产酒精的质量也很高。在这里，笔者结合“古为今用”的思路，对这套已经更新改进了上百年的系统提出了自己的设计见解，经过科学研究和计算，对于酒精醪-精馏耦合型化工塔器的关键项目进行了改造，使得整套酒精精馏的流程进行了节能化的处理，并且对产品本身的质量进行了提高和构架。碍于篇幅限制，整套流程所占据的完整内容无法在这里表现出来，笔者将就其中的某些要点进行分析，希望能够抛砖引玉，和同行共勉。

1关于酒精醪-精馏耦合型化工塔器的整体框架构建

“酒精醪-精馏耦合型化工塔器”为了简便，下文就统称为“耦合塔”。所谓的耦合，是指两个或者以上的物理系列成分或者是两种不相同的运动在各种作用下对彼此造成影响，甚至是直接联合起来的现象，因此在这种情况下耦合塔实至名归。

这个蒸馏塔的总体框架构想就是：我们可以把通常使用的传统精馏塔给予晋聊伴作为整体的分界线，对其进行一分为二的处理构架，也就是把整个精馏塔自身的进料段之上的浓缩段进行移植，放置于醪塔顶的上面，然后基于耦合端或者是过渡段的桥接成为复合塔，然后我们可以把醪塔的功能进行变化，把它当成整座精馏塔的脱水段或者被称为耗竭段。在这种结构之下，整套流程就可以优势互补、相辅相成，达到最优配比。

2 相关技术参数的选定探讨

2.1 塔径的选定思路

针对塔径的整体选定，我们一般从以下几个方面进行分析。

首先是塔形。欢呼话说就是整个塔内的塔盘性能构建，一般来说是指整个塔的单位面积内所能承受的负荷量构建。醪液的部分我们一般可以设定为10～20m?/（㎡·h），同时精馏的部分我们就可以设定为0.8～1.6t/（㎡·h）。在原始的构建下，老师泡罩板的数值我们可以选择略偏低，但是对于其他的塔板，比如说NSD或者是NS、浮阀以及NW、斜孔板等等我们选择的数值可以偏高。这个选择都和塔径有着直接的联系。如果单位负荷数值相对较小的话，塔径就会增大;反之，数值加大，塔径就会变小。

其次是我们单位时间内进行的物料量处理以及酒精产量的设计构架。

第三点就是成熟的发酵醪液所含有的酒精含量高低构建。一般来说知道能达到6%～13%（V）这个区间就符合要求。

第四点就是空塔的速度，我们一般选定在0.6～2m/s。只要符合这个区间的数值就可以。

由于每个生产单位自身的生产因素都会有不同的要点，因此塔径的大小也会产生各种变化，甚至有的时候会产生很大的差异。比如说，尽管同样都是年生产五万吨，但是如果自身的塔形比较不错并且技术参数也很大的话，醪塔的塔径就是2600mm左右，精塔的塔径就可以达到2400mm左右。但是如果单位自身塔形以及技术参数数字相对较小的话，那么其醪塔的塔径就是3200mm左右，精塔的塔径就可以达到2800mm左右。由于参数的不同，两种情况下双塔的对比差距可以达到600mm以及400mm。一般来说，我们都可以通过计算来得出塔径的具體数值，但是也可以根据经验数据或者是配合比并且针对本单位的实践进行获得。

2.2 进料温度的计算以及针对性选择

醪塔自身的进料温度问题向来没有得到过重视。根据传统的经验，很多人认为进料的温度绝对不能够高于70℃，70℃似乎已经成为了当前无法逾越的禁区。但是根据笔者自身的研究何在一些厂家亲资参与技术改良的经验发现，所谓的70℃封锁其实是可以规避的。并且如果能够进行合理避让和技术革新，还能收到极其良好的节能效果和经济效益。下面笔者将根据自身的研究对其进行探索。

就近沸点进料工艺以及沸点进料工艺框架而言，在进行设计以及计算的方面产生的影响还是有一些区别的。根据相关的文献资料或者是实际的设计计算当中，我们可以得出一个结论就是因为进料自身的温度比较低，所以存在着这样一种情况，即醪塔进料板上正在沸腾着的醪液酒精浓度不断增高。这种情况也对应这直接导致醪塔顶部导出的酒精蒸汽浓度同时增高。下面我们假设整体进料当中的的酒精含量可以达到5.54%（w）。但是进料的温度我们也分别按照50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、93℃、93.5℃、93.8℃、94℃以及95℃来进行计算的话，其计算结果我们可以参考下面的表1.

通过这张表格我们可以知道的是：

首先，当进料温度逐步降低的时候，进料板上因为会产生相当程度上的蒸汽凝结压缩作用，会直接导致酒精浓度的大幅度升高。

第二点，进料温度逐步升高的时候，进料板上的酒精浓度就会不断降低，当温度达到接近沸点或者是沸点的时候其浓度会变得更低。当温度已经达到93.8℃的时候，进料的浓度和进料版的浓度几乎达到了同一个数值。根据这一条我们可以知道，在高温状态下进行进料活动是完全可行的，同时这也是进行高效节能的主要方式之一。

第三点，在进行通过糟液的热量进行第二次预热的前提下，我们排出液体的温度就可以大幅度下降，从原来的110℃至110℃，可以对大量的热量进行节能回收并且充分利用。在这种情况下，当糟液进入到酒糟池的时候，常规情况下会大量出现的烟雾弥漫、高温热浪以及腐臭酸气就会逐渐减少，对于环保的贡献也是十分巨大的。

最后一点，就是当我们采取接近沸点的温度或者是在直接达到沸点温度的进料状态下，我们在进行设计的时候就可以无视醪塔自身进料层上面所产生的增加浓度的情况和效应，当这个最大的变量消失之后我们就可以对整体的计算工作进行大规模的简化，避免出现因为变量增加产生的大量计算误差，保证生产效率和产品自身的准确性。

结论

本文对耦合塔的设计提出了自己的观点，这种观点对当前酒精生产的发展有着正面积极的意义。在文中，笔者突破了常规的限制，把醪塔和精塔从原有的分离式设计合并在了一起，这样既节能又经济，同时在降低损耗方面有着很关键的作用。同时本产品可以制作各种样式的酒精比如燃料酒精，如果增加分子筛等等附件的话，甚至可以继续制作无水酒精，节约能源，提高经济效益。

参考文献：

[1]王道兵，钟其顶，李国辉，程涛，武竹英，戴祁，黄占斌，陈文斌. 发酵乙醇中13C/12C分布的影响因素研究[J].酿酒科技.

[2]高楠，王林风，王奇，刘乐，方理想，闫德冉，王晓晨，杨晓青. Cd2+在大米燃料乙醇联产沼气发酵中的流向分析[J].酿酒科技.

[3]王春才，郭福阳，宫殿良，金明亮. 酸性蛋白酶和发酵促进剂在玉米浓醪发酵生产食用酒精中的联合应用[J].粮食与食品工业.2015（01）

化工精馏篇3

二十一世纪以来，全球石油化工行业节能减排要求逐年提高，化工装备的能源消耗是化工过程能耗的主体，为了完成能源优化的目标，对化工过程进行优化意义重大。一般来讲，化工装备主要分为分离过程和反应过程两大部分，其中分离过程的能源消耗超过整体能耗的75%，精馏过程是分离过程的主要部分，其能耗比例超过总能耗的50%，由此可见，降低精馏过程的能源消耗是降低化工装备能耗的关键。普通蒸馏过程中优化主要分离构件和操作流程不能大幅度的降低蒸馏能耗，目前化工过程中高效精馏技术的应用并不广泛，需要进一步的分析和研究。本文将着力于此方面，来探讨在对于精馏化工中的现行技术的发展运用状况。

一、精馏原理及影响因素

1. 精馏原理

蒸馏的基本原理就是根据物料的不同物理性质将其进行分离，一般来讲在蒸馏塔中完成，由底部蒸汽热量造成的塔釜汽化物料在不同性质的塔板上进行传热和传质反应，最终根据塔板上汽化组分的自身轻重将其分离，多余的塔釜汽化物料在塔顶被冷凝水冷却并回收循环。塔顶的蒸汽损耗过大时造成普通蒸馏过程中能耗过大的主要原因，精馏过程就是将此部分的热量进行合理利用，已达到增效节能的目的。

2. 精馏影响因素

精馏过程受到多类条件的影响，其中塔压、进料量、温度和回流比是其中的主要影响因素。塔压的变化可以导致塔板上组分成分发生变化，其分离浓度发生改变；进料量要求不能在加热釜和冷凝器的额定范围内，过多的进料量直接影响塔顶产品的输出质量；物料温度的下降可以导致蒸馏塔底冷负荷的增加，对分离状态影响非常大；回流比的增加可以提高塔顶产品的质量，回流比过小直接导致分离效果变差，所以必须保证一定的回流比以保证蒸馏效率。

3高效节能精馏技术的开发

根据分离物的种类和回热吸收方式的不同，精馏过程可以分为很多节能流程和方式，很多节能手段都不同程度的改善了精馏过程，提高了能源利用率，具体来讲主要从以下几点进行了优化：

3.1分级换热技术

为了提高蒸馏塔中低品位能的利用效率，平衡塔中冷热状态，一定程度上消除塔底和塔顶之间的巨大温差，可以在塔板中间安装中间换热器。当精馏塔上不出现较大的温差时，可以利用较低品位的冷凝剂作为冷却源，减少高品位冷凝剂在主冷凝器中的应用，从而降低了能耗；当精馏塔下部出现较大温差时，可以在塔板之间安装再沸器，同时使用低品位的热量进行换热，从而提高整体热效率。

3.2塔系热集成技术

塔系热集成技术中采用多塔精馏，其能耗远远的小于单个蒸馏塔精馏过程的能耗，单位蒸馏量下节约操作过程中的能量甚至能超过百分之五十，其主要过程如下：

将分子数相近的进料按1:1分布在蒸馏塔的上下两部，按照不同物质的挥发性质来将其逐个回收，其中组分中出现沸点差距较大的物相时，将其放入冷却等级较低的系统塔中进行蒸馏，并且将相对挥发度最高的关键组分放到尾部进行收集。

3.3多效精馏技术

多效精馏指的是多股等量原料进入塔压和操作温度依次增加的精馏塔中，组分高的塔可以为组分低的塔提供再沸器的热能，同时将其冷凝，其降低了高组分的冷源水消耗和低组分塔的热能消耗，从而提高了能源的利用效率。

目前，双效精馏是应用最为广泛的多效精馏技术。双效精馏又分为平流流程、顺流流程和逆流流程，下面以图示进行说明。

如图1是平流示意图。双效平流流程其蒸汽走向与顺流和逆流流程相同，其采用高低压塔的双路进料流程，产品在塔底和塔顶都有产出，低压再沸器的热源来自于高压冷凝器，从而降低了能耗。

如图2是顺流流程。双效顺流流程的原料先进入高压蒸馏塔再进入低压蒸馏塔，高压塔的釜底液可以作为低压塔的底部热源。

如图3是逆流流程。双效逆流流程中加热蒸汽由高压塔进入，原料从低压塔进入，低压塔再热器的热量由高压塔提供。

二、精馏的工业化应用前景

化工精馏技术越来越成熟，但实际应用还不是非常广泛，究其原因主要在于没有专业的技术人才进行现场指导、工业化设计还不够系统完善、未建立工业化示范装置、节能精馏流程的复杂性、前期投资成本较高等。

基于这些原因，我国必须做出相应的措施，首先培养相关的专业技术人才，并投入资金进行前期节能精馏流程的模拟和优化，为工业化应用打下坚实的基础。再次需要建立区域节能精馏示范装置，作为技术共享平台供化工企业进行学习，同时发现生产中存在的问题并加以解决。最后还需要国家出台相关政策进行产业化支持，鼓励企业投入资金提高能效。

三、结论

本文基于节能降耗的出发点，对现出现的化工精馏技术进行分析讨论，比如分级换热、塔系热集、多效精馏这些技术原理应用等。从析中可看出，化工精馏在节能降耗面上愈益成熟，可实际应用仍显不足。技术的更新仍需要技工人员素质的配套提升，以及相应管理与设备的及时相合，这样整体的同步进步才能很好地连贯进行，充分发挥出新技术的优势与巨大效用，达到最适当的实施节能降耗目的。也就是说，化工精馏技术的高效利用可以很大程度上提高节能效率，提高企业的经济效益和工作效率，但是其工业化应用还处于起步阶段，需要国家政策大力扶持和相关技术人才的整体素质提升与积极配合，才能最终实现节能目的。

参考文献

[1]莫贤娣.影响精馏操作的主要因素及精馏节能技术浅析[J].化学工程与装备,2011,01:71-72.

[2]赵苏杭.影响精馏操作的主要因素及精馏节能技术浅析[J].化工管理,2013,12:30+32.

催化精馏技术在石油化工中的应用篇4

1 催化精馏的应用

1.1 催化精馏技术之醚化反应

醚化反应的诞生源自于20世纪80年代, 有关的学者通过将甲醇, 混合碳四用于试验, 采用高新的阳离子交换技术, 并且在催化精馏技术的辅助下, 研制出了一种新型的复合燃料MT-BE。可是在后来的使用过程中专家发现它会危及到生态环境, 尤其是水资源方面的污染。于是他们便对MTBE又重新做了一些改良, 在经过不懈的试验后, 他们终于研制出了ETBE。ET-BE的出现改善了水污染的问题, 于是便开始了大范围的石油化工生产方式。

1.2 催化精馏技术之烷基化反应

催化精馏技术的烷基化反应主要体现在生成了异丙苯、乙苯, 以及直链烷基苯的合成与甲缩醛的合成, 利用同类型的反应制造药物和油漆。

(1) 异丙苯在最原始的有机化工业原料上占有非常重要的地位, 它能生产丙酮和苯酚。在20世纪80年代的时候就已经陆续有学者慢慢的找到了生产异丙苯的好方法, 那就是通过催化精馏技术将乙烯与苯发生反应, 这样在催化剂的作用下生成的异丙苯不仅纯粹干净, 并且大大的提升了异丙苯的转化率, 得到了充分的利用。

(2) 乙苯在石油化工的生产过程中扮演着重要的角色, 而乙苯的生成需要大量的乙烯通过烷基化反应完成, 催化精馏技术则辅助乙烯在反应中被完全利用, 帮助乙烯提升了转化率, 由此开辟了化工技术上的又一新径。

(3) 直链烷基苯的生产, 是依靠悬浮床催化剂蒸馏工艺来完成的, 这也是催化精馏技术的一种, 通过这种方式得到的产品杂质比较少, 通常被用来制作洗涤剂, 既节约成本, 又生产高价值原料。

(4) 甲缩醛的合成。甲缩醛是甲醛和甲醇在高浓度比例下合成的混合物, 主要用于制作通用工程的塑料, 塑料的成分是聚甲醛树脂, 在聚甲醛树脂的过程中, 加入固体酸催化济经流技术, 可以促进甲醛的转化率提高, 进而节约了反应成本。

1.3 催化精馏技术之异构化反应

异构烷烃的用途大多是炼制柴油, 航空煤油, 以及润滑油。我国目前的烷基异构化技术已经有所提高, 我国已初步掌握催化精馏技术在异构烷烃合成的关键, 让异构烷烃的收率增加, 进而使得柴油, 煤油的纯度达到更高, 提升了原料的实用性。

1.4 催化精馏技术之酯化反应

众所周知, 酸和醇必须在强酸催化剂的条件下进行, 才能生成水和脂, 并且这种酯化反应是一种可逆反应, 转化的效率不高, 浪费原料。而催化精馏技术则可以充分利用它的优势, 在反应物与产物之间存在的沸点差异中, 通过精馏的作用, 将分离的产物及时连续的分离出反应区域, 大大降低产物对反应物的抑制作用, 使得逆反应速度减慢, 正反应速度相对加快, 进而提高了转化率。

1.5 催化精馏技术之加氢反应

在加氢反应中, 催化精馏技术可以让烯烃杂质丧失活性, 这样便能让精溜分离出来的产物迅速的撤离, 并且防着产物与反应物发生部分连串反应。此外, 合理使用合适催化剂还能利用异丁烷氧化脱氢制取异丁烯, 异丁烯则可以用来合成橡胶, 抗氧剂等各复杂原料。

1.6 催化精馏技术之水解、水合反应

催化作用下的水解和水合反应能够生成甲醇和乙酸, 以及二甲醚, 它们通过其他醚类脱水反应就可以生成二烷基醚, 二烷基醚则可以用做制造油类、染料、生物碱、脂肪、天然树脂、合成树脂、硝化纤维、碳氢化合物、亚麻油、石油树脂, 松香脂、香料、非硫化橡胶等的优良溶剂, 药物生产的萃取剂和医疗上的麻醉剂, 油污洁净剂和无烟火药。

2 结语

催化精馏的主要作用表现在节能技术, 精馏操作过程的节能措施主要包括对回流比、操作压力和进料位置等参数的优化, 通过精馏塔的工艺流程, 大大降低了反应物在反应过程中分离出来的难度。它的优势是能够极快的将连串反应过程中的中间目标产物清离, 使得后续反应得到高效、高质量的反应效果, 为石油工程节约了大量的时间、资金设备, 并且提高了工作效率, 以此节约了大量的投资成本。但它也存在着一定的缺陷, 比如催化剂只能在同一温度进行, 催化剂在反应过程中具有膨胀趋势, 由此带来的不安全隐患不容忽视, 并且催化剂的寿命是有限的, 它并不能长期无限制的使用。这些都是需要我们考虑的问题, 希望在我国未来的石油化工发展过程中, 催化精馏技术能够更加的完善和成熟。

摘要：现如今, 我国的催化精馏技术得到了越来越多的关注, 精馏技术也趋于成熟, 在各种化学反应过程中, 它都能够起到一定的促进作用, 加快了反应物的撤离, 节约了资源, 并且生成了更多的能量用于经济建设, 成功加强了我国石油工业化方面的技术。

关键词：催化精馏技术,石油,化工

参考文献

[1]董群.催化精馏技术的应用研究[J].化学工业与工程技术, 2012 (4) :30-32.

[2]罗淑娟, 李东风.催化精馏技术新进展[J].石油化工, 2011 (1) 1-10.

[3]樊英杰, 孙世林.催化精馏技术在高纯度醚类生产中的应用发展[J].当代化工, 2010 (3) :340-344.

[4]张绪满.催化精馏技术在石油化工中的应用探讨[J].化工管理, 2016 (7) :94-95.

化工精馏篇5

1催化精馏技术简介

催化精馏技术主要就是指在塔内合理的布置相应的固体催化剂,促使其能够在反应过程中发挥自身的价值和效果,这种价值的呈现不仅仅是指催化反应,提升化学反应的效率和速度,还可以充分的借助于催化剂材料进行反应物和产物的有效分离,进而也就能够满足于相应生产工艺的基本需求。在当前实际生产过程中,对于催化精馏技术应用的主要固体催化物就是离子交换树脂以及分子筛催化剂,这两类材料均得到了较好的运用,在保障有效接触的同时,能够最大程度上提升反应效果,促进生产工艺的优化。

具体到催化精馏技术的实际应用过程中来看,相对于传统的精馏手段,其表现出来的积极作用和价值还是比较突出的, 这些优势主要体现在以下几个方面:首先,催化精馏技术的应用能够最大程度上提升反应速度,如此也就能够最大程度上保障生产的高效性,这也是当前生产工艺优化的重要目标和战略发展需求;其次,基于催化精馏技术的应用而言,其还能够最大程度上提升产品的回收效率,进而也就能够有效降低生产过程中存在的浪费问题,在经济性方面表现出一定的优势,这同样也是当前各个生产企业都比较关心的一个问题;最后,催化精馏技术的合理应用还能够较好的提升其控制效果,尤其是在一些生产工艺流程的关键控制点方面,其控制的便捷性还是极为突出的,比如对于温度的控制就极易操作,这也是优于传统精馏技术的一个关键点所在,降低了精馏技术的应用条件。

2催化精馏技术在石油化工中的应用

2.1催化精馏技术在石油化工中的主要应用环节

石油化工生产过程中对于催化精馏技术的应用表现在了很多方面,其中价值比较突出的主要有以下几点:

(1)醚化反应中催化精馏技术的应用。在醚化反应操作过程中,恰当的运用催化剂能够表现出较为理想的作用价值,当前比较常用的催化物就是酸性阳离子交换树脂,其主要就是用在生产甲基叔丁基醚过程中,该类催化剂的应用不仅仅能够较好的提升其合成速度,还能够保障生产的精度。此外,具体到该方面的催化精馏应用中,还能够有效地改变以往生产过程中存在的各类弊端和问题,尤其是对于副产物的控制效果是极为理想的。

(2)烷基化反应中催化精馏技术的应用。在石油化工生产中,烷基化反应也是极为重要的一个方面,这种烷基化反应主要就是表现在异丁烷烷基化反应中,其在药物制造、油漆生产、香料制造以及抗氧剂制造中都能够得到实际的反应运用,而具体到这些生产工艺流程中,恰当的运用催化精馏技术又是必不可少的一个重要环节,其生产工艺的优化完善效果还是极为理想的,也得到了较为广泛的推广应用。

(3)异构化反应中催化精馏技术的应用。异构化烷烃在很多领域中都发挥出了较强的作用,尤其是对于汽油、柴油以及润滑油的实际应用而言,更是离不开异构化烷烃的应用。在具体的异构化烷烃生产过程中,可以充分的借助于催化精馏技术来进行优化,提升其生产的高效性和回收效率。

(4)加氢反应中催化精馏技术的应用。在石油化工生产过程中,有效地去除烯烃杂质是极为重要的一个生产环节,基于该生产工艺而言,其主要就是通过加氢反应促使其失去化学活性,进而也就能够保障其在具体的反应中被分离。在该环节中,催化精馏技术的应用主要就是能够促使其加氢形成丁烯等材料,进而也就能够有效地被分离去除。

(5)水解、水合反应中催化精馏技术的应用。在水解或者是水合反应过程中,同样能够借助于催化精馏技术进行相应的优化,促使其能够较好的提升自身的生产效率和水平,有效保障反应的充分性,尤其是在异丁烯水合叔丁醇的过程中,其作用价值更是极为理想。

2.2催化精馏技术在石油化工中应用的注意事项

具体到石油化工生产流程中催化精馏技术的应用而言,为了最大程度上提升其生产效率和水平,必须要密切关注以下几个方面的基本问题:

(1)恰当选择催化剂。无论在何种石油化工反应过程中, 催化精馏技术的应用都需要恰当的选择催化剂类型,不同的催化剂的反应效果差异是比较明显的,并且催化剂的颗粒大小或者是应用数量也会影响到石油化工生产的效果,进而也就需要引起高度的重视。

(2)恰当控制回流比。在石油化工生产中,催化精馏技术的应用效果还和回流比存在着较为密切的联系,这种回流比的影响主要就是指随着回流比的增加,相应的反应转化率也会有所增加,但是当达到一定高度之后,其积极作用也就不再明显, 因此,在催化精馏技术的应用中,设置最佳的回流比也就显得极为必要。

(3)恰当设置反应环境。基于催化精馏技术应用中的温度以及压强进行合理的设置同样关系到最终反应的效果,因此, 也就需要在生产工艺的优化中进行恰当的设置。

3结语

综上所述,对于石油化工生产过程来说,恰当的运用催化精馏技术是比较重要的一个方面,这种催化精馏技术的应用表现在了很多生产环节中,当然,要想充分发挥其作用价值,还需要从反应环境以及具体的催化物选取等方面进行严格的控制。

摘要：石油化工生产是当前社会发展中极为重要的一个方面,具体到石油化工生产中来看,催化精馏技术的应用又是比较频繁的一类技术手段,其应用效率和价值都是比较突出的,本文就重点针对催化精馏技术在石油化工中的应用进行了简要的分析和探讨。

关键词：催化精馏技术,石油化工,应用

参考文献

[1]宋肖.催化精馏技术在石油化工中的应用[J].化工管理,2015,02:147.

化工精馏篇6

精馏过程是化工、石油化工、炼油生产中应用极为广泛的工艺过程。精馏的目的就是将沸点不同的、互溶的液体混合物分离开, 并满足规定的纯度要求。精馏过程的实质是利用液体混合物中各组分沸点不同的差异, 在一定压力下加热, 并使之沸腾, 则沸点低的组分易汽化。聚集在蒸汽中;沸点高的组分难汽化, 残留在液体中。若将产生的蒸汽冷凝, 冷凝液即为低沸点物质, 这样就实现了混合液中组分的分离。

在工业生产中, 将互溶液体混合物各组分离的方法有多种, 化工上最常用的蒸馏或精馏。

化工连续精馏过程由三部分组成:精馏塔, 它是精馏操作的主要设备, 实现汽液两相接触而使混合液分离。精馏塔从结构上分, 有板式塔和填料塔两大类。板式塔直径较大, 内部有多层塔板;填料塔直径较小, 内部充装填料。塔釜 (或再沸器) 用来生产上升蒸汽, 并暂存塔底产品。塔釜可用塔的最下部装上加热装置 (列管、蛇管或夹套) 而构成;也可以在塔外别设一加热装置而构成。塔外的加热装置称为再沸器。冷凝器, 它的作用是使塔顶蒸汽冷凝, 以其部分冷凝液作为回流, 以建立塔板间的内部回流, 另一部分作为塔顶产品。

精馏塔都采取中部进料, 进料板把全塔分成两段:进料板以上称为精馏段;进料板以下称为提馏段。在精馏段, 上升蒸汽中的高沸点组分转变成液体, 液体中的低沸点组分转变成蒸汽, 完成上升蒸气低沸点组分的精制。在提留段, 下降液体中的低沸点组分转变成蒸汽, 蒸汽中的高沸点组分转变成液体, 完成下降液体高沸点组分的提浓。

精馏过程控制的要求是:在保证产品质量合格的前提下, 使塔的回收率最高、能耗最低, 即总收益最大、成本最小。精馏过程是在一定约束条件下进行的。因此, 精馏过程控制的要求可从质量指标、产品产量、能量消耗和约束条件四方面考虑设置必要的控制系统。

(1) 产品质量控制, 精馏塔的产品质量是指塔顶或塔底产品的纯度。通常, 满足一端的产品质量, 即塔顶 (或塔底) 产品达到规定纯度, 而另一端产品的纯度维持在规定范围内。

所谓产品的纯度, 就二元精馏来说, 其质量指标是指塔顶产品中轻组分含量和塔底产品中重组分含量。对于多元精馏而言, 则以关键组分的含量来表示。关键组分是指对产品质量影响较大的组分, 塔顶产品的关键组分是易挥发的, 称为轻关键组分;塔底产品的关键组分是不易挥发的, 称为重关键组分。产品组分含量并非越纯越好, 原因是纯度越高, 对控制系统的控制精度要求就越高, 操作成本的提高和产品的价格并不成比例增加, 因此纯度要求应与使用要求适应。

(2) 物料平衡控制, 进出物料平衡, 即塔顶、塔底采出量应和进料量相平衡, 维持塔的正常平稳操作, 以及上下工序的协调工作。物料平衡的控制是以冷凝液罐 (回流罐) 与塔釜液位一定 (介于规定上、下限之间) 为控制目标的。

(3) 能量平衡控制, 输入、输出能量应平衡, 使塔内操作压力维持稳定。

(4) 约束条件, 精馏过程是复杂的传质传热过程。为了满足稳定和安全运行, 必须使某些参数限制在约束条件之内。常用的限制条件有液泛限、漏液限、操作压力限和临界温度限等。液泛限 (或气相速度限) :精馏塔上升蒸汽速度的最大限。当上升速度过高时, 造成雾沫带、塔板上的液体不能向下流, 下层塔板的气相组分倒流到上层塔板, 出现液泛现象。漏液限 (或最小气相速度限) :指精馏塔上升蒸汽速度的最小限。当上升蒸汽速度过低时, 上升蒸汽不能托起上层的液相, 造成漏液, 塔板效率下降, 精馏操作不能正常进行。操作压力限:每一个精馏塔都存在最大操作压力限制, 就是说塔的操作压力不能过大, 否则会影响塔内汽液平衡, 严重越限甚至会影响到安全生产。临界温度限:保证精馏塔的正常传热需要, 保证合适的回流温度, 使精馏塔能够正常操作。

2 精馏过程基本自动控制方案

精馏过程有多个被控变量和多个操纵变量, 合理选择它们的配对, 有利于减少系统的关联, 并使精馏塔的操作平稳。

在精馏塔控制中, 变量配对的三条准则是:当仅需要控制塔的一端产品时, 应选用物料平衡方式控制该端产品的质量;塔两端产品流量较小者, 应作为操纵变量去控制塔的产品质量;当塔两端产品均需按质量控制时, 一般对含纯产品较少、杂质较多的一端采用物料平衡方式控制其质量, 对含纯产品较多、杂质较少的一端采用能量平衡方式控制其质量。

当选用塔顶馏出量或塔底采出液量作为操纵变量控制产品质量时, 称为物料平衡控制方式;当选用塔顶回流量或再沸器加热蒸汽量作为操纵变量时, 称为能量平衡控制。

(1) 产品质量的开环控制, 精馏产品的开环控制是指不采用质量指标作为被控变量的控制。质量开环控制指没有根据质量指标的控制。精馏塔的质量开环控制主要是根据物料平衡关系, 从外围控制精馏过程使产品满足工艺要求。

(2) 按精馏段指标的控制, 按精馏段质量指标进行控制是指在精馏段温度或成分作为被控变量的控制, 可分为直接物料平衡控制和间接物料平衡控制。如果操纵变量是产品的出料, 则称为直接物料平衡控制。

(3) 按提馏段指标的控制, 按提馏段质量指标进行控制是将提馏段温度或成分作为被控变量控制;可分为直接物料平衡控制和间接平衡控制。该控制方案具有响应快、滞后小的优点, 能迅速克服进入精馏的扰动影响。缺点是物料平衡和能量平衡关系有较大关联。

3 化工过程自动化控制的定义与目标

化工过程自动化是化工、炼油、食品、经工等化工类型生产过程自动化的简称。即在化工设备上, 配备上一些自动化装置, 代替操作人员的部分直接劳动, 使生产在不同程度上自动地进行, 这种用自动化装置来管理化工生产过程的办法, 称为化工过程自动化。

实现化工生产过程自动化可以提高工作速度、降低生产成本, 提高产品的产量和质量;减轻劳动强度, 改善劳动条件, 多数化工生产过程是在高温、高压或低温、低压下进行, 还有的是易燃、易爆或有毒、有腐蚀性、有刺激性气味, 实现了化工自动化, 工人只要对自动化装置的运转进行监视, 而不需要直接从事大量危险的操作;能够保证生产安全, 防止事故发生或扩大, 达延长设备使用寿命, 提高设备利用能力的目的。如离心式压缩机, 往往由于操作不当引起喘振而损坏机体;聚合反应釜, 往往因反应过程中温度过高而影响生产, 假如对这些设备进行必要的自动控制, 就可以防止或减少事故的发生;能根本改变劳动方式, 提高工人文化技术水平, 为逐步地消灭体力劳动和脑力劳动之间的差别创造条件。

4 化工过程自动化控制系统分类

化工过程自动化一般包括自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统和自动控制系统等。

(1) 自动检测系统, 利用各种检测仪表对主要工艺参数进行测量、指示或记录的系统, 称为自动检测系统。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录。

(2) 自动信号和连锁保护系统, 生产过程中, 有时会由于一些偶然因素的影响, 导致工艺参数超出允许的变化范围, 从而出现不正常情况, 引起事故的发生。为此, 常对那些关键性参数设计自动信号连锁装置。当工艺参数超过允许范围, 在事故即将发生以前, 信号系统就自动地发出声光信号, 告诫操作人员注意, 并及时采取措施。如果工况已到达危险状态, 连锁系统立即自动采取紧急措施, 打开安全阀或切断某些通路, 必要时紧急停车, 以防止事故的发生和扩大。它是生产过程中的一种安全装置。例如, 某反应器的反应温度超过了允许的极限值, 自动信号系统就会发出声光信号, 报警给工艺操作人员以及时处理生产事故。

(3) 自动操纵及自动开停车系统, 自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动的对生产设备进行某种周期性操作。例如, 合成氨造气车间的煤气发生炉, 要求按照吹风、上吹、下吹制气、吹净等步骤周期性的接通空气和水蒸气, 利用自动操纵机可代替人工自动的按照一定的时间程序扳动空气和水蒸气的阀门, 使它们交替的接通煤气发生炉, 从而极大地减轻了操作工人的重复性体力劳动。

(4) 自动控制系统, 生产过程中各种工艺条件不可能是一成不变的。特别是化工生产, 大多数是连续性生产, 各设备相互关联着, 当其中某一设备的工艺条件发生变化时都可能引起其他设备中某些参数或多或少地波动, 偏离了正常的工艺条件, 为此, 就需要用一些自动控制装置, 对生产中某些关键性参数进行自动控制, 使它们在爱到外界干扰 (扰动) 的影响而偏离正常状态时, 能自动地控制而回到规定的数值范围内, 为此目的而设置的系统就是自动控制系统。

从不同的角度出发, 对过程控制系统有不同的分类方法。按控制系统基本结构形式进行分类, 又可将系统分为闭环控制系统和开环控制系统。

(1) 闭环控制系统, 闭环控制系统是指控制器与被控对象之间既有顺向控制又有反向联系的控制系统, 也称反馈控制系统。

闭环控制系统的优点是, 不管任何扰动引起被控变量偏离设定值, 都会产生控制作用去克服被控变量与设定值的偏差。因此闭环控制系统有较高的控制作用只有在偏差出现后才产生, 当系统的惯性滞后和纯滞后较大时, 控制作用对扰动的克服不及时, 从而使其控制质量大大降低。

(2) 开环控制系统, 开环控制系统是指控制器与被控对象之间只有顺向控制而没有反向联系的控制系统。即操纵变量可以通过被控对象去影响被控变量, 但被控变量不会通过控制装置去影响操控变量。从信号传递关系上看, 未构成闭合回路。开环控制系统分为两种形式。

(1) 按设定值进行控制, 这种控制方式的原理是, 需要控制的是被控对象中的被控变量, 而测量的只是设定值。 (2) 按扰动进行控制, 这种控制方式的原理是, 需要控制的仍然是被控对象中的被控变量, 而测量的是破坏系统正常进行的扰动量。利用扰动信号产生控制作用, 以补偿扰动对被控变量的影响, 故称按扰动进行控制。由于测量的是扰动量, 这种控制方式只能对可测的扰动进行补偿。

化工精馏篇7

关键词：石油化工,精馏,处理措施

随着人们生活水平的提高,人们对石油化工产品质量的要求不断提高,这就要求石油化工企业不断提高生产技术,满足市场需求。在石油化工产品生产过程中,精馏效果直接影响石油化工产品质量,更影响石油化工企业的生产效率。鉴于此,为保证产品质量,提高生产效率,石油化工企业必须不断提高精馏效果。

1 精馏及精馏塔概述

精馏的工作原理是利用溶液中成分的分蒸汽压的差异性,溶液中的不同成分即便在同一温度、同一压力条件下,其发挥度、沸点也存在一定的差异性[1]。如甲醇,与水相比其沸点较低,但其发挥度较高,因此极易从液体中汽化出来。再将汽化的蒸汽进行冷凝处理,便可得到由甲醇组成的合成品,多次的液化和冷凝之后,就可实现甲醇和水的分离。在多次汽化和冷凝的过程中,可从汽相中获得纯较高的易挥发组分,从液相中获得纯度较高的难挥发组分,这个过程就是精馏。

在精馏过程中,精馏塔的作用就是集中发挥程度不同的组分构成的混合物,根据不同组分的发挥程度进而控制温度,对部分组分进行汽化和冷凝,保证混合物的分离,最终获得纯度较高的产品。

在整个精馏过程中,精馏设备一般包括三种:精馏塔、冷凝器和再沸器[2]。精馏塔是保证汽相和液相两种不同的物质的接触;冷凝器一般位于精馏塔顶部,可以对蒸汽进行部分冷凝,冷凝后的液体回流塔底,未能进行冷凝处理的馏出的液体则是塔顶产品;再沸器位于蒸馏塔底部,可将流回塔底的液体进行部分汽化,汽化后进入蒸馏塔内部,余下的未进行汽化的液体则是塔底产品。

2 精馏塔蒸馏效果的影响因素

2.1 进料温度

在整个精馏过程中,精馏效果在很大程度上受精馏塔内部原料温度的影响,因此,要想保证精馏效果及精馏效率,必须严格控制进料温度。通常情况下,精馏塔的进料分为五种:冷进料;气液混合物;饱和液;饱和气;过热器。由于进料温度不同,精馏过程中的回流量及气液平衡均会受到影响[3]。

2.2 物料平衡

为保证精馏效果,应当保证精馏塔液面的稳定性。在精馏过程中,如精馏塔塔顶和塔底有液体流出,会导致精馏塔液面的不稳定。如果液体采集量过大,将会导致液面下降,降低再沸器内的循环量,降低产品质量;如果液体采集量过低,将会导致液面上升,增加反应液循环的阻力,可能造成重大安全事故。

2.3 回流比

精馏效果受回流比影响最大,精馏产品的质量一般都是通过回流比进行控制的。如果回流比增加,会增加蒸馏塔内的上升汽量,下降的液体量也会随之增加,精馏品的质量也会随之增加。在操作过程中改变回流比可以满足产品对于质量的要求,当塔顶增加馏分重组份含量时,通常加大回流比是重组份降低,保证产品质量符合需要标准。当精馏段当中的轻组份下到提馏段时,造成塔下温度下降,能够通过采用适当降低回流比方式提升塔釜温度。

回流比增减,对于精馏过程十分重要,为提升产品质量,改变回流比效果较好,但需要改变塔的精馏生产能力,并增大消耗,回流比过大又会导致塔内物料出现大量循环情况,容易造成液泛,对塔的工作造成破坏,因此需要谨慎处理。

2.4 反应温度

要想提高精馏产品的质量,必须保证反应温度的稳定性。随着反应温度的提高,精馏塔反应液中的易挥发物质减少,蒸汽的产生速度会明显增加,塔顶产品量会明显增加。如果想要获得塔底产品,则进入塔顶的蒸汽会明显增多,尽管塔底产品量会降低,但产品的纯度较高;如果想得到塔顶产品,尽管产品数量较多,但产品纯度相对较低。因此,在整个精馏过程中,应当考虑反应温度对产品数量和纯度的影响,提高企业经济效益。

2.5 反应压力

如果精馏塔内的反应压力增加,则会导致精馏塔内蒸汽量的减少,蒸汽中难发挥物质的浓度也会随之降低;如果精馏塔内的反应压力降低,精馏塔内的蒸汽量就会增加,蒸汽中的成分也会随之增多。与反应温度的影响相一致,反应压力的不同会导致产品产出部位的不同,进而导致产品质量和数量的变化。

3 提高精馏塔精馏效果的处理措施

3.1 调整进料量,控制温度

严格控制进料量,不能超过精馏塔冷凝器及再沸器的负荷能力,并进行适当的调节,避免对产品质量及产品数量造成过大的影响。需要注意的是,如果调节范围过大,则会影响物质的反应平衡,导致产品质量不合格。因此,必须保证进料及温度的平衡,保证物质反应顺利进行。

3.2 控制物料平衡

为保证精馏塔塔顶及塔底产品质量,应当保证精馏塔内物料处于一种平衡状态。在控制物料平衡中,主要通过控制精馏塔底部液面高度来实现。

3.3 控制回流比

回流比是影响产品质量和产品数量的主要因素,通常情况下采用三种方法控制回流比:降低塔顶产品采出量,增加冷凝回流液体,进而增加回流比;增加塔顶冷凝剂的含量,提高液体凝结速率,进而增加回流比;适当打开回流液贮槽,增加回流量,进而增加回流比。

3.4 控制反应温度

反应温度会对产品质量和数量有重要的影响,因此在实际的生产过程中,可以适当改变一下温度,以产品数量的适当损失来增加产品的质量。

3.5 控制反应压力