楊杰

中海石油中捷石化有限公司 河北滄州 061101

氣體分餾工藝主要應(yīng)用于催化裂化過程中的液化氣脫硫化氫處理，該過程可以通過分餾塔來完成不同類型的組分分隔，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的工藝技術(shù)實現(xiàn)環(huán)節(jié)。近些年來，隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化水平不斷提升，國家對于氣體分餾裝置的運行穩(wěn)定性、技術(shù)穩(wěn)定性提出了更高的要求，在能量的控制方面更是提出了新的標準。為了進一步探討氣體分餾裝置的節(jié)能降耗途徑，現(xiàn)就氣體分餾裝置的定義與內(nèi)涵分析如下[1]。

1 氣體分餾裝置概述

氣體分餾裝置是工業(yè)生產(chǎn)中能耗消耗較大的環(huán)節(jié)之一，該環(huán)節(jié)核心是傳質(zhì)傳熱，所以氣體的處理過程中對于產(chǎn)品的純度具有較高的要求，同時能耗控制的要求也很高。塔頂消耗一部分的冷卻水與空冷凝熱材料。在氣體分餾裝置的使用過程中，為了實現(xiàn)精餾塔的節(jié)能優(yōu)化控制目標，需要進一步提升裝置的經(jīng)濟性與性能穩(wěn)定性，從而更好的適應(yīng)企業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展需求[2-3]。

2 氣體分餾裝置的操作要求

氣體分餾裝置的選擇需要考慮到回流比的理論板數(shù)以及純度回流比曲線，根據(jù)模擬的結(jié)果做好回流比的設(shè)置，這樣才能夠有效節(jié)約投資額度，提升經(jīng)濟效益。相比于傳統(tǒng)的設(shè)計模式，優(yōu)化設(shè)計需要突出回流比的控制特征，同時也要避免過高的分離要求帶來回流比增加的問題，從而在滿足產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的同時盡可能做好壓力優(yōu)化調(diào)整，提升操作的穩(wěn)定性。

2.1 回流比設(shè)置

在進行氣體回流比的設(shè)置時，要明確其在整個系統(tǒng)規(guī)劃中的重要作用。實際上，回流比作為氣體分餾裝置運行過程中最為關(guān)鍵的參數(shù)，其影響到經(jīng)濟效益與穩(wěn)定性。在氣體分餾過程中，隨著回流比的增加，塔頂?shù)脑俜衅骶哂袩嶝摵?，根?jù)比例的增加而持續(xù)增加，這兩項都是氣體分餾裝置的操作穩(wěn)定性要求，根據(jù)規(guī)定分離的需求來滿足塔板數(shù)的減少。

2.2 操作壓力設(shè)置

在進行操作壓力的設(shè)置時，需要調(diào)整精餾塔到最低操作壓力，裝置的泡點壓力應(yīng)該小于1.7Mpa，此時需要進行加壓操作。在實際的處理過程中，由于塔頂?shù)膲毫τ绊懀a(chǎn)品量與純度都會隨著溫度、壓力而發(fā)生改變。針對板式塔而言，壓力對于板效率沒有形成根本性的影響，填料塔當中加壓操作與傳質(zhì)效率也會相應(yīng)的降低，氣體的分流裝置在使用過程中需要確保經(jīng)濟性與穩(wěn)定性。

精餾塔的壓力會發(fā)生一些波動，氣體分餾裝置的效率與裝置能耗影響，可以有效保持操作壓力的穩(wěn)定性。隨著壓力的增加，揮發(fā)度也會發(fā)生明顯的變化，盡管該影響不大，但是塔內(nèi)壓力發(fā)生變化時，相對分離依然會體現(xiàn)出一定的效果。在氣體分餾裝置當中，同時存在沸點高以及沸點低的材料，這些材料會具備不同的氣化效率，所以隨著塔壓的增加，氣相也會迅速的凝結(jié)，從而進一步產(chǎn)品產(chǎn)量的增加。塔底的產(chǎn)品分餾產(chǎn)量持續(xù)增加，塔壓發(fā)生新的變化時，塔內(nèi)的平衡會遭受到破壞，與壓力相對應(yīng)的是平衡關(guān)系受到影響，此時操作模式會發(fā)生改變，所以需要進一步做好塔內(nèi)壓力的穩(wěn)定處理，最好能夠嚴格控制在標準范圍內(nèi)。

3 氣體分餾裝置節(jié)能降耗實現(xiàn)途徑

氣體分餾裝置要想實現(xiàn)節(jié)能降耗，就必須要做好各種類型熱源的應(yīng)用管理，優(yōu)化能源控制環(huán)節(jié)，提升能耗的節(jié)約性能。

3.1 再沸器熱源的應(yīng)用

再沸器熱源進行設(shè)備優(yōu)化時需要做好蒸汽熱源的管理，形式相對簡單，但是能耗一般比較高，如果選擇該類型的設(shè)備，則基本適應(yīng)小型裝置或者一些生產(chǎn)環(huán)節(jié)較為簡單的企業(yè)，更好的滿足中小企業(yè)的需求。

3.2 工藝物流低溫余熱的應(yīng)用

工藝物流的低溫余熱應(yīng)用需要就近進行布置，通過同步停工的方式能夠?qū)崿F(xiàn)塔頂循環(huán)回流低溫熱調(diào)整，氣體分餾裝置能夠作為低溫熱源來循環(huán)使用。在該技術(shù)應(yīng)用過程中，可以直接選擇頂循油氣來進行換熱處理，也可以通過熱水作為氣體分餾熱源的方式來降低能源的消耗，從而有效降低換熱過程中的能源消耗，提升運行的穩(wěn)定性[4]。

3.3 設(shè)置中間再沸器

設(shè)置中間再沸器來進行氣體分餾塔底再沸處理，降低回水溫度能夠有效提升溫度的利用效率，在分餾塔的塔頂進行冷卻處理后再進行后續(xù)操作，可以降低后期工作的負荷，從而降低熱負荷。

3.4 選擇熱泵

塔頂溫度較低的蒸汽壓縮升溫技術(shù)可以作為新型熱源，能夠提升節(jié)水節(jié)能的效果?，F(xiàn)階段，相當數(shù)量的企業(yè)已經(jīng)通過開放式的熱泵來解決能量投入問題，隨著近些年來電價不斷提升，氣體壓縮機在熱泵選擇時效益不高[5]。

綜合上述裝置的能耗情況，盡管氣體分餾裝置在用料與流程上存在不小的差異，但是通過研究可以確定，氣體分餾裝置的能耗主要影響因素還是裝置的適應(yīng)性，規(guī)模較大的企業(yè)優(yōu)先選擇低溫余熱作為補償熱源，可以采用1.0Mpa作為熱源的補充。

現(xiàn)階段氣體分餾裝置使用過程中普遍具有壓力較大的問題，所以操作壓力偏高、產(chǎn)品純度過高等情況下，需要采用模擬軟件進行模擬處理后再投入生產(chǎn)，才能夠最大限度提升節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用水平，該過程中可以采用專用的流程模擬軟件，通過模擬結(jié)果對比實際的生產(chǎn)結(jié)果來進行綜合判斷，能夠作為參數(shù)優(yōu)化的技術(shù)，從而進一步確定回流比，相對低的操作壓力能夠更好的適應(yīng)節(jié)能降耗的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，氣體分餾裝置要想實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標，需要綜合各種熱源的實際來源，通過工藝物流的調(diào)整，滿足中間再沸器的設(shè)置與實現(xiàn)目標。通過科學選擇熱泵，能夠顯著提升節(jié)能降耗整體水平，同時也為促進節(jié)能降耗生產(chǎn)工藝流程，提升企業(yè)的經(jīng)濟效益奠定良好的基礎(chǔ)條件。