双效精馏流程的节能分析

探讨几种基本的双效精馏装置的流程，并从能源利用的角度研究和分析它们的特点及适用条件。     

新型节能精馏流程——气体进料作再沸器热源双效精馏节能率的研究

由于常见的双效精馏、顺流双效精馏、逆流双效精馏、平流双效精馏在泡点以上温度进料时,节能效果不是很理想,针对泡点以上温度进料,我们研究了新型节能流程--气体进料作再沸器热源双效精馏流程,以乙醇-水为实验物系,通过模拟计算,考察进料组成和进料温度对其节能率的影响.研究结果表明,当进料中轻组分含量大于0.4时,气体进料作再沸器热源双效精馏A流程的节能效果最好,节能率在36%以上.当进料中轻组分含量小于0.4时,气体进料作再沸器热源双效精馏B节能效果最好,节能率均在20%以上.当进料温度在露点附近或者高于250℃时这3种流程节能效果较好.     

双效精馏的节能效果

<正> 双效精馏是用两个压力不同的精馏塔代替普通精馏塔,以达到分离均相液体混合物的目的。该法利用高压塔塔顶的产品蒸汽作为低压塔再沸器的热源,因而是一种降低能耗的节能精馏工艺。与双效蒸发类似,依高压塔塔顶产品蒸汽与物料的流向不同,双效精馏有三种常用的流程,如图所示。     

一种新型高效节能双效精馏流程的开发与研究

由于常见的平流双效精馏、顺流双效精馏、逆流双效精馏在进料温度小于泡点温度时,节能效果显著,在进料温度高于泡点温度时,节能效果不是很理想。因此针对泡点以上气体进料,在双效精馏基础上进行改进,开发了新型节能流程——气相进浓缩塔双效精馏流程,包括三种不同流程,以乙醇-水为实验物系,通过模拟计算,考察进料组成和进料温度对其节能率的影响。验证结果表明,其节能率最高达54%,最低也在15%以上,已满足了工业节能的需要。     

双效精馏节能技术研究进展

精馏是化工生产中的重要操作单元,由于其能耗大,节能潜力高而备受关注。双效精馏是利用2个精馏塔的操作压力不同而设计的,通过重复利用给定数量的能量来提高精馏设备的热力效率。主要介绍了双效精馏的3种典型的工艺流程：顺流双效精馏、平流双效精馏、逆流双效精馏,并从能源利用方面分析它们的特点和适用条件。综述了近年的双效精馏的模拟优化成果以及其节能现状与发展趋势。     

甲醇双效精馏节能技术

0　引　言我公司原有两套年产1万t精甲醇生产装置,均为普通单塔(常压)精馏工艺流程,几经改造其年产量可达3万t精甲醇,但能耗仍然较高,吨甲醇消耗水蒸气约1.5t、冷却水约82t、电13kW·h。如何通过技术改造,减少甲醇精馏生产中水、电、汽的用量,达到节能降耗的目的,是一个值得讨论的问题。本文介绍一种节能技术——甲醇双效精馏工艺。1　甲醇双效精馏工艺的节能原理甲醇双效精馏是采用两个压力不同的精馏塔代替普通单塔(常压)进行精馏,即利用加压精馏塔(以下简称加压塔)塔顶的产品蒸汽作为低压主精馏塔(以下简称主塔)再沸器的热源的精馏工艺…     

顺流双效精馏节能率的模拟研究

本研究采用工程模拟软件对顺流双效精馏进行了模拟设计和优化,以乙醇-水物系为模型,对单塔精馏和二种顺流双效精馏进行模拟,在分离任务相同的情况下,考察进料组成、进料温度对各精馏流程的能耗的影响,与单塔精馏相比顺流双效精馏节能效果明显,达到了节能减排的目的。     

顺流双效精馏节能率的模拟研究

本研究采用工程模拟软件对顺流双效精馏进行了模拟设计和优化,以乙醇-水物系为模型,对单塔精馏和二种顺流双效精馏进行模拟,在分离任务相同的情况下,考察进料组成、进料温度对各精馏流程的能耗的影响,与单塔精馏相比顺流双效精馏节能效果明显,达到了节能减排的目的。     

逆流双效精馏节能率的模拟研究

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究进料组成和进料温度对三种逆流双效精馏节能效果的影响.研究结果表明,逆流双效精馏B流程的节能效果最好,当进料中轻重组分的含量相当时,节能率高达49.83%.逆流双效精馏C流程的节能效果次之,逆流双效精馏A流程的节能效果最低,这两种流程最好应用在进料中轻组分含量大于重组分含量的条件下.三种逆流双效精馏流程的节能率均随着进料温度的升高而下降,因此逆流双效精馏最好应用在进料温度小于泡点温度的情况下.     

双效精馏分离不同浓度甲醇水溶液的节能分析

不同浓度的甲醇水溶液存在于诸多工业过程中,精馏分离甲醇和水时最主要考虑能耗问题。本文针对甲醇质量分数为10%~90%甲醇水溶液的分离过程,分别采用双塔顺流串联、双塔逆流串联和双塔并联的不同精馏模型,通过设计规定,以回流比和塔顶采出量为操纵变量,分别控制甲醇产品纯度大于99.85%（质量分数）,以及废水甲醇含量小于10^-5;以最小年度总费用（TAC）为优化目标,用灵敏度分析法优化塔板数及进料位置,并对比分析了各流程在最小TAC条件下的（火用）损失。结果表明,当原料甲醇质量分数在30%及以下时,TAC最小的是并联精馏;当原料甲醇浓度在50%及以上时,TAC最小的是逆流串联精馏。在各流程最小TAC情况下,原料甲醇质量分数在10%及以下时,有效能损失最小的是并联精馏;原料甲醇质量分数在30%及以上时,有效能损失最小的是逆流串联精馏。对于甲醇水溶液精馏分离的TAC和（火用）损失分析,可为工业中不同甲醇浓度下,甲醇水溶液的最佳双效精馏方案提供理论参考。     

平流双效精馏流程模拟与优化设计

针对平流双效精馏流程进行了具体研究,建立了最优化设计数学模型并编制了通用计算机程序,用实例对所建立的数学模型及优化设计方法和节能效果进行考核。提出了简捷优化法与逐板严格计算优化相结合的方法,克服了以往优化设计计算中仅求得局部最优解的弊端。     

双效变压精馏节能技术的应用

上海氯碱公司原有的一套20万吨／年VCM(氯乙烯单体)装置是1978年从日本三井东压化学株式会社成套引进的，1990年3月开车投产以来产量逐年上升，经济效益日益见好，显示出了规模经济的优越性。但是近年来国外VCM生产技术发展迅速，公司原有的规模和技术相对显得有些落后，为了进一步提高企业效益，推动技术进步，在1996年经上海市经委批准实施上海氯碱公司PVC技改增产10万吨／年的项目，下设13个子项，上海氯碱公司精制单元技术改造就是其中一个重要项目。上海工程化学设计院和中石化北京化工研究院(原化工部北京化工研究院）合作承担了此项任务。     

双效变压精馏节能技术的应用

以新开发设计的C－1305塔和C－1303塔联塔取代耗能大户DA－303塔,使C－1305塔顶热物为的汽化潜热在C－1303塔的再沸器中得到二次利用,从而形成双效变压精馏节能系统达到节能增效的目的。     

对双效精馏过程节能影响因素的研究

以年总消耗费用最小为目标函数,通过优化计算,考核了溶液各组成的沸点差大小及进料组成对双效节能效果的影响。结果表明：溶液各组成的沸工大小及进料组成对各种双效精饱斩节能效果影响较大。     

乙醇平流双效及三效精馏节能工艺模拟研究

本文以典型的平流双效精馏和平流三效精馏为例,以高度非理想体系乙醇-水溶液为物系,建立起非理想体系平流多效精馏数学模型并求解,得到各效精馏塔的工艺参数,研究结果表明,平流三效精馏比平流双效精馏节约生蒸汽用量21.4%,但塔板数比双效精馏增加了36.4%;在设计多效精馏塔时还应考虑压力的影响,随着效数的增加,首效精馏塔的压力也是急剧增大,对分离不利,同时要考虑高压设备的投资及维护费用,不建议采用四效以上的多效精馏工艺流程。研究结果为平流多效精馏这一重要的分离过程提供基础数据,对精馏过程的节能降耗具有重要的指导意义。     

基于双效精馏回收乙醇的节能效果模拟研究

采用NRTL-RK热力学计算模型,通过稳态模拟优化计算,基于双效精馏流程回收乙醇,考察进料温度对三种不同结构的双效精馏流程节能效果的影响。研究结果表明:双效精馏A节能率在33%以上,较适合低温气体进料;双效精馏B节能率约为16%左右,双效精馏C节能率约为8%左右,且双效精馏B和C较适合高温气体进料。研究结果可为回收乙醇的双效精馏流程的选择和进料温度的确定提供理论依据。     

进料组成对双效精馏节能效果的影响

以乙醇-水为物系,通过模拟计算,研究了进料组成对平流双效精馏、顺流双效精馏和逆流双效精馏节能效果的影响。结果表明,平流双效精馏和逆流双效精馏的节能率随进料中易挥发组分质量分数的增加而增大,节能率均在40%以上。而顺流双效HGL精馏节能率随进料中易挥发组分质量分数的增加而略有降低,节能率近50%。因此,当进料中轻、重组分质量分数差不多,或轻组分质量分数较多时,选用平流双效精馏和逆流双效精馏节能效果较好,当进料中重组分质量分数较多时,顺流双效精馏节能效果较好。     

进料温度对双效精馏节能效果的影响

以乙醇-水系统为研究物系,通过计算机稳态优化模拟计算,考察进料温度对3种不同结构的双效精馏流程节能率的影响。研究结果表明:在考察的温度范围内,进料温度对每一种流程的节能率均有不同程度的影响,但影响幅度均不是很大。具体的研究结果可为双效精馏流程的选择和进料温度的确定提供理论依据。     

乙醇回收系统双效精馏过程的节能分析

利用ASPEN Plus软件对乙醇回收的双效精馏过程进行了建模与模拟,并分析了并流型、平流型和逆流型三种不同结构的双效精馏流程。在相同的设计基础和要求下,从节能效果对三种双效精馏流程进行比较,并流型所消耗的蒸汽和循环水量最少,逆流型次之,平流型最高。从设备投资对三种双效精馏流程进行比较,并流型和逆流型相当,平流型投资最高。分析结果可为回收乙醇的双效精馏流程的选择和优化设计提供理论依据。