常压塔装置的优化改造

河南化工

H E N A N C H E M I C A L I N D U S TR Y2010年12月第27卷第12期(下)

常压塔装置的优化改造

壬雷

(中国石油辽河石化公司，辽宁盘锦12402z)

【摘要l常压塔装置是石油炼制中重要的处理工序，介绍了我国在提高常减压蒸馏技术水平方面采取的措施，如

装置大型化技术、节能降耗技术、提高拔出率技术等；同时对这些技术进步进行了分析并提出了今后发展的方向。

【关键词】常减压蒸馏装置；技术发展水平；述评

【中图分类号】TQ051．8【文献标识码】B【文章编号】1003—3467(2010)24—0044一03

本世纪我国国民经济仍将以较快的速度发展，石油产品的需求将大幅度增长，预计10年内我国汽、煤、柴等石油产品需求量将平均年增长4．8％，到2050年烃能源消费量将到达8亿t。而我国目前原油总加工能力仅为2亿t。通过对现有炼油装置进行改造，大幅度提高原油加工能力是石化、石油两大集团公司的发展指导方针…。

1常压蒸馏装置存在问题

常压蒸馏装置是化学工业中必不可少的装置，它是利用液体混合物沸点不同，将混合物进行分离。我国常减压蒸馏装置在运行时存在着一些问题：①初馏塔拔出率低，蒸出油品颜色深。②常压塔分离精度不够，浮阀塔盘的分离效率低，操作弹性小，致使所得产品分离精度降低，侧线馏分重叠较为严重。

③换热系统压降大、换热流程不合理，造成原油脱前温度、原油进初馏塔温度、拔头油换热终温均低于原设计点，装置热回收率降低，能耗升高。特别当处理量增大后，减渣流程的热容流率成倍增长，换热器的面积相对偏小。一方面常压重油的热量不能有效取出，同时，换热器能量浪费极大。④常压加热炉负荷不足。针对以上问题，国内炼厂进行了相应的技术革新和改造。

2常压蒸馏装置的优化改造

随着我国国民经济的发展和科学技术的进步，常减压蒸馏装置研究人员在保持设备总数不变、主要设备主体结构不变的情况下，应用新技术、新产品，进行了装置技术改造措施及实施效果，从而提高了装置的处理能力，改善了产品分布，提高了产品合格率、产品收率、运行平稳率，优化了产品结构、满足了不同处理量下的工艺需求¨。71。

2．1初馏塔的技术改造

根据存在的问题及在生产中的作用，初馏塔改造以提高加工量为主要目的。由于原油的处理量较大，塔盘间距较小，容易发生雾沫夹带，所以初馏塔的技术改造必须更换新型高效塔盘，才能实现扩能目标。通过大量的技术调研以及对几种新型塔盘的比较，采用梯形立体传质塔盘具有优势。这种梯形立体传质塔盘突破了传统塔盘的鼓泡传质的形式，将气、液传质区域发展到罩内、罩顶、罩间的立体空间范围，塔盘的空间得以充分利用。其外观为矩形结构，由塔盘、喷射罩、分离板组成。罩顶分离板使得雾沫夹带量大幅度减少，有利于生产能力的提高，最大生产能力是浮阀塔盘的2倍，具有通量大、效率高、操作弹性大及压降低等诸多特点。初馏塔改造是梯形立体传质塔盘首次在高黏度、c。以上生产条件下使用。

实际运行效果表明，应用新型高效立体传质塔板对常压装置进行了技术改造，达到了提高装置处理量和提升产品质量的目的，经济效益十分显著，该技术具有十分广阔的应用前景。

2．2常压塔的改造

常压塔的改造是以提高塔盘的分离效率，提高

收稿日期：20l O一12—31

作者简介：王雷(1977一)．男。工程师．主要从事石油化工生产技术工作，E—m ai l：I t m l x@163．cor n 。

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产品质量，确保产品质量稳定为主要目的。改造部分可以采用压降小、分离精度高的具有两个导向孔且前端阀腿稍长的导向浮阀塔盘，它排布在塔板两侧、液体进口端及中间部位，以消除塔板上的液体滞止区和塔板上的液面梯度，充分发挥了导向浮阀具有的处理能力大、效率高和操作弹性良好的特点，使产品分割清楚，重叠减少；压力降降低；产品质量、轻油收率比改造前有较大提高。改造后的塔盘采用新式连接，在检修中易安装、易拆除，节约了劳动时间，降低了劳动强度。运行时塔盘结构稳定不易翻板，在加工量频繁调整时易操作、易控制。此外，在常二线抽出口上二层第23层塔板处增设烷基苯料抽出口，可以满足流程为196～280度的烷基苯料的生产要求。

N S导向提馏塔板是适合提馏段操作的新型高效提馏专用塔板，能够有效降低塔底残留液中轻组分含量，减少蒸汽或再沸气用量，降低能耗，从而解决了板式塔或填料塔提馏段效率低的难题，可广泛应用于化工、制药和炼油等行业的蒸馏塔提馏段和汽提段，尤其适合于老设备的技术改造，替代提馏段的精馏塔板和填料，达到提高生产能力和产品收率、降低能耗的目的。

2．3换热流程的优化改造

优化常压换热流程，是降低装置加工成本的关键。常压换热流程改造，研究人员对所有冷热物流匹配进行重新设计。在提高热量回收效率的同时，重点解决原油流程压降问题。运用窄点设计方法，将流程分为吸热部、放热部两部分分别进行设计。在窄点处，依据窄点处物流匹配原则进行了局部调整，增加一组原油与常压重油换热器，将一中换热器与二、三线换热器由并联改为串联，以减少通过窄点传递的热量。在远离窄点区尽量保持原流程不动，根据所需换热量大小，选择调整换热器型号，以满足换热要求。通过优化换热流程的调整，淘汰了FB6700、F B800型换热器，增大换热面积约3000 r n2，有效降低了原油流程压降问题，原油进初馏塔之前每路压降比改造前降低了0．4—0．5M Pa，在14．4kt／d加工量下，初馏塔两路进料调节阀开度保持在60％左右，提高了热鼍回收效率，使原油脱盐温度和进初馏塔温度都有所提高，常压重油出装置温度有所下降，换热终温趋于稳定。

2．4加热炉的改造

常压加热炉热负荷低，若对其进行改建或再新建一台炉子，投资额巨大，而减压炉长期闲置，其炉管、燃烧控制等系统完好，略加改造即可使用。工作人员将减压炉与常压炉改为并联操作，流程人口改造，使炉1102和1101并联，燃烧系统改造，增设新型燃烧器，自控系统恢复以及墙体保温、阀门更换等。原油炉出口温度控制相同，共同加热常压塔进料，共同承担装置热负荷，既满足高加工量要求，还可在低负荷下运行，装置生产操作灵活，增强了适应加工量变化的能力。

在实际工程应用中，为了提高加热炉的热交换效率，经常采用多通路炉管的加热炉。在此情况下，各炉管流量与出口温度的平衡就成为工程控制中需要解决的关键问题。常压加热炉设计采用炉管逐级扩径及高架空低速转油线技术，可以大大减低炉管压力降和转油线压力降，降低炉管内压力。在炉出口温度受限制的情况下，增加油品在炉管内的气化率，使原油中轻质组分能够提前汽化，减少油品炉外汽化引起的温降，可以大大提高轻质油品的气化率。打破设计上过汽化率的经验限制，尽量使油品多汽化，增加过汽化油，这样就增加了塔进料段至侧线柴油抽出层以下的塔盘内回流量，从而强化了塔最下一侧线抽出层以下塔盘的精馏效果，以提高柴油收率，改善柴油质量。

2．5加入定量活性添加剂

目前提高蒸馏馏分油拔出率主要是依靠改进塔内构件、优化操作条件以及采用先进的控制手段，但这一切均需较大的资本投入。近年来的研究表明，在原油中加入一定量的活性添加剂，可以改善原油加工条件，强化原油蒸馏，提高馏分油收率。在常压蒸馏过程中，通过向原料中加入强化剂，使其处于活化状态，从而提高轻质油收率，改善产品质量。关于强化剂强化原油蒸馏的机理，初步归纳为石油分散体系的胶体结构机理、表面张力机理和阻聚机理。常压蒸馏强化试验在中国石化齐鲁分公司研究院自行研制的强化蒸馏装置上进行空白与加剂对比试验。经过多次不同剂量的强化蒸馏试验，原油加剂前后的对比试验结果表面，加剂试验A与空白试验相比，汽油收率增加了0．38个百分点，柴油收率增加了1．01个百分点，轻质油提高1．39个百分点，说明强化剂对原油强化效果比较显著。加荆试验B 与空白试验相比，汽油收率增加了0．39个百分点，柴油收率增加了1．45个百分点，轻质油收率提高1．84个百分点，说明加剂后适当优化工艺条件。提

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高柴油馏出点温度，轻质油收率将有大幅度提高，经济效益更为显著。由此可以看出，加剂后汽油、柴油中硫含量和实际胶质均有所降低，尽管在试验B中柴油馏分增加了5度，但其质量仍与空白样品相当，加剂后汽油族组成无明显变化。根据目前各炼油厂的需要，采用常压蒸馏强化技术，简单易行，对现有生产流程、操作条件、设备无需进行大的改动，只需要增加注剂泵、添加剂储罐和相应的管线即可，具有技术经济可行性。

3常压蒸馏装置技术的发展方向

面对国内外蒸馏装置技术水平的差距，我国石化装备制造业随着改革开放，加大了技术进步的力度，积极引进了先进的蒸馏技术和装备技术或者自主创新，不断提高制造能力和技术水平。如沈阳鼓风机厂引进意大利新庇隆公司、日本日立公司和德国德马公司技术，开发了石化用大型离心压缩机系列；杭州制氧机厂引进德国林德公司和美国S—W 公司技术，开发了大型空分设备和钣翅式换热器(冷箱)系列；沈阳水泵厂引进美国B．J公司技术，开发了6个系列、114个品种的符合A P l610标准的石化流程泵系列；大连苏尔寿泵及压缩机公司引进瑞士苏尔寿公司13个系列、377个品种泵技术，可以生产石化用化工流程泵系列。如今这些重大装备被石化企业常减压蒸馏过程大量采用，部分满足了石化生产的需要，有不少石化重大装备技术已经达到国际先进水平，产品价格只有151设备的1／3—1／2，为石化企业降低建设投资和生产成本做出了重大贡献。

同时随着我国对外开放，国内也出现不少中外合资、外商独资的石化设备专业生产厂，他们利用国外先进技术或按国际标准生产的产品受到石化企业的青睐。“十一五”期间，预测全国石化行业投资规模将处于高潮期，全行业固定资产投资规模将每年达到l000亿左右，五年投资达到5000亿元左右。在炼油设备中，单系列1000万t／a以上的常减压蒸馏装置的常压塔直径达到9—10m，减压塔直径达到16m。为了降低生产成本，提高经济效益，今后石化生产规模将进一步大型化。

4结论

对于石化装备业本身，应该加快管理体制和经验机制改革，提高企业管理水平，跟踪石化工业快速发展的步伐，努力赶超世界水平。在国家政策的支持下，加大技术开发投入，重视新产品开发，增加产品品种，不断满足石化工业的需要。同时国家也应该制定一些列鼓励、支持重大装备国产化的政策和措施，尽快改变落后的局面，实现大型化、集约化和一体化，把石化装备打入国家市场。

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精馏过程的节能降耗

炼油、石化生产过程中大量存在的分离、换热和反应工序,节能潜力巨大。能源是社会发展和进步的重要物质基础。我国的能源储量以及一次能源的开发和消费量居世界前列,而能源的总利用率则远低于欧美和日本。化学工业是个耗能大户,能耗量约占全国能源总消费的9%-10%,占工业用能的13%-15%,因此,化工节能对缓解我国能源的供需矛盾影响很大。在当前世界性的能源危机面前,化学工业必须首先关注节能降耗和节能新技术的研究应用。本文就我国化学工业中最普通也是能耗较多的分离过程这一领域中的一些节能现状作一粗略介绍。 一精馏过程的节能降耗 精馏技术是化工领域中最为成熟，应用最为广泛且必不可少的单元操作，同时也是工业过程中能耗和设备投资高的设备，在炼油、石化等行业中，其能耗占全过程总能耗的一半以上。因此对精馏过程节能技术的研究具有极其重要的意义。国内外已开发并应用了一些节能型耦合精馏塔，如反应精馏塔（Reactive Distillation Column）、热耦合精馏塔（Petlyuk Column）、隔板精馏塔（Dividi Wall Column，简称DWC）等。 精馏过程的节能主要有以下几种基本方式:提高塔的分离效率,降低能耗和提高产品回收率;采用多效精馏技术;采用热泵技术等。 板式塔 1.1.1高效导向筛板 高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点,目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等。 1.1.2板填复合塔板 板填复合塔板充分利用板式塔中塔板间距的空隙,设置高效填料,以降低雾沫夹带,提高气体在塔内的流速和塔的生产能力。同时气液在高效填料表面再次传质,进一步提高了塔板效率。由于负荷下限未变而上限大幅度提高,因此塔的操作弹性也大为提高。板填复合塔板已在石化、化工中的甲苯、氯乙烯等多种物系中得到成功应用。 1.1.3复杂精馏塔 传统的精馏塔及其精馏序列已不适应当前过程集成、设备集成的发展趋势。武吴宇【1】等进行了复杂精馏塔的研究,与传统精馏塔的一股进料二股产品的精馏塔比较,能够产生相当大的能量消耗及成本上的节约。复杂塔还适合更新设计,因为它经常可以通过对现有塔进行微小的改动来实行。在所有可能的多组分精馏过程新方案中,热偶精馏在能量和投资费用的节约上都非常有前途。他们采用 Underwood方程和Vmin分析了多组分热偶精馏的最小能耗;主要探讨了用详细的塔模型来进行多组分热偶精馏塔的设计,所建立的塔模型既能够描述传统塔又可以描述热偶精馏塔,并允许不同的选择结构互相比较:提出了以能量消耗最小为目标的,多组分混合物分离的热偶精馏序列的整体优化方法。他们以四组分烷烃混合物的分离为例,根据详细的热偶精馏塔数学模型,计算了热偶精馏的能耗、年总费用,并比较了各种热偶方案的节能效果。以能量消耗最小为目标,对两种热偶精馏序列进行了整体优化。 填料塔 填料是填料塔最重要的传质内件,其性能主要取决于填料表面的湿润程度和气液两相流体分布的均匀程度。 1.2.1新型高效规整填料 高效导向筛板是北京化工大学科研人员在对包括筛板塔板在内的各种塔板进行深入研究、综合比较的基础上,结合塔板上流体力学、传质学的研究结果。 新型高效规整填料主要包括金属板波纹填料和金属丝网波纹填料两大类,在将其进行物理的和化学的方法处理后,填料的分离效率大为提高。主要优点有:(1)理论塔板数高,通量大,压力降低;(2)低负荷性能好,理论板数随气体负荷的降低而增加,没有低负荷极限;(3)放大效应不明显;(4)适用于减压精馏,能够满足精密、大型、高真空精馏装置的要求,为难分离物系、热敏性物系及高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。 1.2.2新型高效散堆填料 (1)金属鲍尔环填料,它采用金属薄板冲轧制成,由于在环壁上开了许多窗孔,使得填料层内的气、液分布情况及传质性能比拉西环有较大的改善。(2)金属阶梯环填料,这种填料降

丙酮蒸馏塔设计

丙酮蒸馏塔设计 1、设计基本参数 进塔稀丙酮浓度25%，整出浓丙酮浓度95%， 残液中丙酮浓度0.5%，蒸馏塔进料量2436.5Kg/h；2、全塔物料衡算 计算公式：F=D+W 2-1； F x F=D X D + W x w 2-2; 式中：F 进塔流量Kg/h ； D 塔顶馏出液流量Kg/h ； w 塔底流量Kg/h ； x F 物料中丙酮浓度%； x D 塔顶物料中丙酮浓度%； x w 塔底物料中丙酮浓度%； 其中：F=2436.5 Kg/h, x F =25%, x°=95%, x w=0.5%，带入式2-1,2-2 中得： 2436.5二D+W 2436.5 X 25%=氐95%+W 0.5% 得：D=631.7 Kg/h, w=1804.8 Kg/h 3、塔径计算 气相质量流量：G=D X( R+1),式中R为回流比，选回流比R=3,得 G=631.7 X (3+1)=2526.8 Kg/h ； 混合气体的摩尔数：2526.8 - 56.08=45.1 Kmol/h

混合气体的体积流量：V=32.93 X 45.仁1485.1 m 3/h ; 混合气体的密度：丫V =2526.8 -1485.1=1.7 Kg/m 3 95初酮液体体积流量：L=2526.8 - 802=3.15 m /h ; m/s； 3.15 802 1485.1 ：=0.046 有效空塔速度：v = 0.044 8。2；.7 =0.955 二V

查图得 C 20=0.044 取 C=C 20 空塔速度 V 空=(0.6~0.8) V ，取 0.75,则 V =0.75X 0.955=0.716 m/s ; 塔径圆整取D=①900 4、 理论板数计算 5、 全塔热量衡算 5.1加料液带入的热量 Q j 25%的稀丙酮水溶液由室温12C 加热到70C 纯丙酮 70C 比热为 G=0.558 Kcal/(KgK) 水 70C 比热为 C 2=1 Kcal/(KgK) 25%丙酮溶液的混合比热为： Cp=0.558 X .0936+1 X( 1-0.0936) =0.959 Kcal/(KgK) Q j =Cpm A t=0.959X 2436.5 X( 70-12 ) =135523 Kcal/h 初估塔径D = 1485.1 0.785 3600 = 0.856 0.785 0.716 3600 m ；

数据库复习资料

数据库复习资料 一名词解释 1.数据库 2.候选码 若关系中的一个属性组的值能够唯一地标识一个元组，则称做候选码。 3.外码 “外码”在数据库中是相对主码而言的，即外键（用于建立和加强两个表数据之间的链接的一列或多列）。 4. 关系 实体与实体之间的各种联系 5. 游标 6. 逻辑独立性和物理独立性 7. 日志事件 在数据库中用事务日志文件记录数据的修改操作，其中的每条日志记录或者记录所执行的逻辑操作，或者记录已修改数据的前像和后像。前像是操作执行前的数据复本； 后像是操作执行后的数据复本

8. 数据转储 数据转储是数据库恢复中采用的基本技术。所谓转储即DBA定期地将数据库复制到磁带或另一个磁盘上保存起来的过程。当数据库遭到破坏后可以将后备副本重新装入，将数据库恢复到转储时的状态。 9. 函数依赖 函数依赖简单点说就是：某个属性集决定另一个属性集时，称另一属性集依赖于该属性集。 设R(U)是一个属性集U上的关系模式，X和Y是U的子集。若对于R(U)的任意两个可能的关系r1、r2，若r1[x]=r2[x],则r1[y]=r2[y]，或者若r1[x]不等于r2[x],则r1[y]不等于r2[y]，称X决定Y，或者Y依赖X。 10.完全函数依赖和部分函数依赖 完全函数依赖 设X,Y是关系R的两个属性集合，X’是X的真子集，存在X→Y，但对每一个X’都有X’→Y，则称Y完全函数依赖于X。 部分函数依赖 设X,Y是关系R的两个属性集合，存在X→Y，若X’是X的真子集，存在X’→Y，则 称Y部分函数依赖于X。 11.数据库设计 12.数据库恢复 数据库恢复是指通过技术手段，将保存在数据库中丢失的电子数据进行抢救和恢复的技术。 13.封锁 封锁就是事务T在对某个数据对象（例如表、记录等）操作之前，先向系统发出请求，对其加锁。加锁后事务T就对该数据对象有了一定的控制，在事务T释放它的锁之前，其它的事务不能更新此数据对象。 14.规范化 规范化理论正是用来改造关系模式，通过分解关系模式来消除其中不合适的数据依赖，以解决插入异常、删除异常、更新异常和数据冗余问题。

蒸馏塔的设计-

1.二．设计任务及操作条件 1.设计任务： 生产能力(进料量) : 2万 吨/年 操作周期: 300*24=7200 h 进料组成: 41% 塔顶产品组成: >96% 塔底产品组成: >1% 2.操作条件： 操作压力: 4kpa (塔顶表 压) 进料热状态: 泡点进料 单板压降: 不大于0.7kpa

3.设备形式: 板式精馏塔,塔 顶为全凝器,中 间泡点进料,塔 底间接蒸汽加 热，连续精馏。 4.厂址: 齐齐哈尔市 （二)设计内容 二)设计内容 1.概述: 本次设计一筛板设计为例,筛板是在塔板上钻有均布的筛孔,上升气流经筛孔分散,鼓泡通过板上液层,形成气液密切接触的泡沫层.筛板塔的优点是结构简单,制造、维修方便,造价低,相同的条件下生产能力高于浮阀塔,塔板效率接近浮阀塔.他的缺点是操作范围小,小孔径筛板易堵噻不适宜

处理粘性大的,脏的和带固体粒子的料液.但设计良好的筛板具有足够的造作弹性,对易引起堵塞的物系可采用大孔径筛板,故近年来我国对筛板的应用日益增多. 2.设计流程的说明： 精馏装置包括精馏塔，原料预热器，再沸器，冷凝器。釜液冷却器和产品冷凝器等设备。热量自塔釜输入，物料在塔内经多次部分汽化与与部分冷凝器进行精馏分离，由冷凝器和冷却器中的冷却介质将余热带走。在此过程中，热能利用率很低，为此，在确定流程装置时应考虑余热的利用，注意节能。另外，为保持塔的操作稳定性，流程中除用泵直接送入塔原料外，也可以采用高位槽送料以免

受泵操作波动的影响 塔顶冷凝装置根据生产状况以决定采用全凝器，以便于准确地控制回流比。若后继装置使用气态物料，则宜用全分凝器。总而言之确定流程时要较全面，合理的兼顾设备，操作费用操作控制及安全因素。 连续精馏操作流程图 冷凝器 再沸器 3．操作条件：

精馏节能技术研究

精馏过程中的节能技术综述 能源短缺问题引起了各国的关注，同时我国工信部节能与综合利用部门负责人表示：“十二五期间，国家节能减排的指标将分解到企业头上。”“十二五”约束性指标的分配对象将由地方政府转向行业和企业。由此可知，节能减排的工作必须在各行各业中引起足够的重视，企业应采取实际措施努力降低能耗。 化工行业能耗高，节能减排工作的任务尤为艰巨。分离是化工生产中非常重要的一个过程单元，它直接决定了最终产品的质量和收率，而占据着主导地位的分离方法就是精馏。精馏通过加热液体混合物建立两相体系，利用溶液中各组分挥发度的差异实现组分的分离或提纯目的的操作单元。精馏作为化工、石化、医药、食品、冶金等行业生产过程的重要单元操作，其能耗约占化工生产的40%-70％，故采取措施降低蒸馏过程中的能耗日益重要，成为研究的重点所在。 精馏过程节能的基本途径在于如何减少有效能得损失，从热量供应方面我们可以从热节减方面（降低向再沸器提供的能量）和热回收方面（热能的综合利用）着手进行改进，此外优化控制操作参数、减少操作裕量以及提高塔的分离效率也可降低精馏过程中的能耗[1]。此外，按照流程是否改变及是否利用过程技术可以将其分为三类：①利用过程技术对精馏塔的操作条件进行优化，以减少精馏塔所消耗的能量，如以产品物流预热进料、增加塔板数、减小回流比、增设中间再沸器和中间冷凝器等；②开发高效节能的特殊精馏工艺流程，如热泵精馏、热偶精馏、多效精馏等；③改进精馏塔的保温材料和开发高效的塔板类型和填料。 一、高效节能的精馏技术——热泵技术 热泵精馏是依据热力学第二定律，给系统加入一定的机械功，将温度较低的塔顶蒸汽加压升温，作为高温塔釜的热源。因为回收的潜热用于过程本身，又省去了塔顶冷凝器、冷却水和塔釜加热蒸汽，可使精馏的能耗明显降低。根据热泵所消耗的外界能量不同，热泵精馏可分为蒸汽压缩式和蒸汽喷射式两种类型。 ①蒸汽压缩式热泵精馏 蒸汽压缩式热泵精馏[2]又可以分为塔顶气体直接压缩式热泵精馏和单独工质循环式两种类型，如图1

万t连续催化重整装置主要危险因素分析

万t连续催化重整装置主要危险因素分析 一、引言 本文以锦州石化公司连续催化重整装置为例，分析了该装程的要紧危险性为火灾爆炸危险性，苴中包括物料的火灾爆炸危险性、生产过程的火灾危险性、爆炸性气体环境分区，该装置的要紧包括设备腐蚀危险。通过对要紧危险性分析，为该装巻的安全生产保证措施的制泄、初步设计及施工的绘制，提供重要的参考依据。 二、物料的火灾爆炸危险性 1.氢气 氢气即是连续重整装置的原料，也是该装置的要紧产品。氢气是无色无味的气体，爆炸极限为4.0%?75.0% (V/V),引燃温度为560°C,按照可燃气体火灾危险性分类原则，氢气属于甲类火灾危险物质。在髙压下，氢气爆炸范畴加宽，燃点降低，同时高压下钢与氢气接触易产生氢脆和氢腐蚀，这是氢管逍泄漏以致于显现损坏的重要缘故之一。按照《危险化学品名录》，氢气属于危险化学品第2类压缩气体和液化气体中的第1项易燃气体。 2.石脑油 石脑油是连续重整装置的要紧原料。石脑油为易燃易爆液体，引燃温度为35O°C,其闪点为一2°C,石脑汕属于甲类火灾危险性物质。在空气中浓度为1」％?8.7% (V/V)的范畴内，只要遇到明火或火花即能发生爆炸。按照《危险化学品划录》，石脑油属于危险化学品第3类易燃液体中的第2项中闪点液体。 3?液化石油气 液石石油气是该装置形成的气态坯混合物，石油气易受压而液化(液化坯)，为甲A类火灾危险性物质。其要紧成分为C4以下的轻组分，要紧有丙烷、丁烷、丙烯、丁烯和丁二烯等，英气体比空气重1.5?2.0倍。闪点为-74°C,在空气中的爆炸极限浓度为2.25%?9.65% (V/V)o按照《危险化学品名录》，液化石油气属于危险化学品第2类压缩气体和液化气体中的第1项易燃气体。 4汽油 高辛烷值重整汽油是该装置的要紧产品，是液态婭类的混合物，含有少量的芳炷要紧是甲苯和二甲苯。汽油的引燃温度为415?530°C,闪点为一50°C,在空气中的爆炸极限浓度为 1.4%?7.8% (V/V),汽油的火灾危险性为甲B类可燃液体。按照《危险化学品划录》，汽油属于危险化学品第3类易燃液体中的第1项低闪点液体或第3类易烯液体中的第2项中闪点液体。 5.苯 连续重整装程的芳炷产品应该是苯、甲苯、二甲苯，但近年来生产中将甲苯、二甲苯憎分

蒸馏塔的设计---化工原理设计

过程装备设计课程设计-------分离苯-甲苯精馏塔设计 专业:过程装备与控制 班级: 3班 姓名: 彭云飞 学号: 0603020346 指导老师:杨启明 设计日期: 2010-11-17

目录 （一）设计任务书-------------------------------------------------3 （二）设计内容------------------------------------------------------3 （三）设计中符号说明------------------------------------------5 （四）精馏塔的物料衡算----------------------------------------7 （五）塔板数的确定----------------------------------------------8 (六)精馏塔塔体工艺尺寸设计------------------------------------9 （七）塔板主要工艺尺寸的计算----------------------------------11 (八)塔板负荷性能图------------------------------------------------ 13 (九)接管尺寸的选取-------------------- ----------------------17 （十）封头的选取------------------------------------------------18 （十一）法兰的选取------------------------------------------------18 （十二）筛板塔的工艺设计计算结果总表---------------------19

弱光性能参数优化

PVsyst软件组件弱光性能参数的优化探讨 2015-03-25天合光能光伏能源 摘要：组件弱光损失是组件在弱光条件下转换效率的降低带来发电量的损失，不同类型的组件产品由于电池片制造技术的不同其弱光性能的表现会有一定的差异，对弱光性能有重要影响的两个参数为组件串联电阻值Rs和并联电阻值Rsh。由于光伏组件的理论模型较为复杂，对其输出特性的研究一般采用仿真实验的模式，目前PVsyst仿真建模在弱光参数的设置上默认以该软件自身提供的实验数据和美国Sandia数据作为基础，但在实际建模过程中发现，使用默认的数据和预期的结果存在一定的差异，因此不能很准确地反映真实的弱光性能。在此前提下本文基于多晶组件弱光200W/m2条件下的第三方测试数据，尝试对组件PAN文件中的参数进行优化调整，使得在弱光下的发电量预测更加准确，除此，文中参考PVsyst用户手册展示了Rs和Rsh优化调整的方法。 在标准测试条件下（STC）太阳能模拟器的光强为1000W/m2，而大部分地区户外的实际辐照度都要小于这个值，一般将辐照度低于1000W/m2的光照定义为弱光。比如图1为南京地区年水平辐照强度的分布，可以看出辐照度低于200W/m2约占38.18%，在400-600 W/m2之间约占20%，600-800 W/m2约占11%，所以光伏系统全年发电量的大小就取决于组件在弱光下的发电能力，尤其对于辐照度水平较低的国家和地区。晶硅组件在弱光下主要体现在电池片的开路电压Voc的降低，进而导致电池片的效率降低，如图2 为不同并联电阻值的多晶组件在户外测试条件下Voc随辐照的变化趋势，组件并联电阻越低，Voc下降幅度越大，当并联电阻值在141Ω或220Ω左右时Voc降低不明显，即使降到50 W/m2-100W/m2一般只减少2V左右。从图2 的结果也从侧面说明了相同功率的不同组件在STC条件下的转换效率可能有很小的差异，但是由于并联电阻不同，在200W/m2下可能就有很大差别。其中Rsh是影响组件弱光

乙醇精馏节能展望

山东科技职业学院 毕业设计（论文） 题目乙醇精馏节能展望 专业应用化工技术 年级### 姓名### 指导教师### 定稿日期： 2014 年 4 月 20日

目录 一．引言 (1) 二．乙醇精馏提纯的基本原理 (2) 三.乙醇精馏提纯的研究 (2) 1.进料状态和进料位置的选择 (2) 2.塔顶回流比的选择 (3) 3.精馏过程进料温度的选择 (4) 4.集热共沸精馏 (4) 5.多效精馏节能技术 (5) 6.高效导向筛板 (6) 7.乙醇精馏的新进展及发展方向 (6) 8.分割式热泵精馏节能技术 (7) 9.乙醇精馏的新进展及发展方向 (8) 四．结论 (8) 参考文献 (8) 致谢 (8)

乙醇精馏节能展望 ### 摘要：精馏塔广泛应用于工业乙醇的生产中，精馏过程的能耗占总能耗的比例相当大，精馏系统的节能在化学工业的节能中占有越来越重要的地位，也是企业的节能重点。因此，在精馏系统的设计时需进行节能优化。实际上，在精馏塔设计时如果能够合理选择进料状态和最佳回流比，以及进料位置和进料温度的合理确定，采用节能工艺回收利用余热，均能得到较好的节能效果。不同的乙醇混合物精馏所采用的工艺参数是不同的，本文结合学习内容及实习期间学到的知识以乙醇-水的混合物精馏展开研究。 Future ethanol distillation Zhang Jianliang Abstract:distillation is widely used in the industrial production of ethanol, the energy consumption of distillation process accounted for the proportion of total energy consumption is quite large, energy-saving distillation system plays more and more important role in energy saving of the chemical industry, energy saving is the key of enterprise. Therefore, in the design of distillation system is required when the energy optimization. In fact, in the distillation tower design if reasonable selection of tower and filler, select the optimum reflux ratio, and reasonably determine the feed temperature and position, can get good effect of energy saving. 一．引言 乙醇是重要的有机溶剂,广泛用于医药、涂料、卫生用品、化妆品、油脂等各个方面。 乙醇做为一种有机溶剂，用于消毒剂、洗涤剂、工业溶剂、稀释剂、涂料溶剂等几大方面，其中用量最大的是消毒剂，浓度为70%～75%的乙醇溶液的杀菌 能力最强；做为基本有机化工原料，乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯、 乙胺等化工原料，也是制取医药、染料、涂料、洗涤剂等产品的原料；乙醇还 可以调入汽油，作为车用燃料，美国销售乙醇汽油已有20年历史。中国乙醇在汽油的比重占10%。无水乙醇又称无水酒精，指浓度大于99％(质量)的乙醇。 主要作为溶剂，用于化妆品、制药等工业。

精馏过程节能技术

精馏过程节能技术-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

精馏过程节能技术简述 【摘要】如今环境问题逐渐显露，环境与能源的保护越来越得到社会的重视。尤其是化工行业的资源节约更是在国际中都得到重视。也因此节能的技术、工艺等节能措施等都得到了新的发展。本文便针对其中的化工精馏节能问题进行讨论。 【关键词】化工节能；精馏技术 1 前言 在工业生产中，石油化学工业的能耗所占比例最大，而石油化学工业中能耗最大者为分离操作，其中又以精馏的能耗居首位。精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现为过程变量多、被控变量多、可操纵的变量多、过程动态和机理复杂。 随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分离物料的组分不断增多，分离的产品纯度要求亦不断提高，但我们同时又不希望消耗过多的能量，这就对精馏过程的控制提出了要求。作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装置操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设置往往欠合理。另外，由于精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。因此，精馏过程的节能潜力很大，合理利用精馏过程本身的热能，就能降低整个过程对能量的需求，减少能量的浪费，使节能收效也极为明显。因此，在当今能源紧缺的情况下，对精馏过程的节能研究就显得十分重要。 近年来，由于能源的短缺，精馏过程节能的技术开发和应用研究非常活跃。一方面随着计算机技术与软件的发展，大型化工软件商业化越来越多，静态模拟软件如Aspen，proII等已成为化学工程师的基本设计与优化工具，动态模拟软件如gPORMS以及研究物体流动性能的CFD等软件也开始在一定范围内风行，这都在一定程度上促进了人们对精馏操作的规律性认识和本质认识，有利于对精馏过程的节能研究。另一方面，各类特殊精馏工艺的技术日趋成熟，开始在工业过程中获得实际应用，如热泵精馏在处理丙烯-丙烷系统，乙苯-对二甲苯过程中获得广泛应用，在丁二烯系统中的热偶精馏的运用等，都取得了良好的节能效果。 本文从以下几方面讨论了精馏过程的节能技术：(1)过程技术节能；（2）特殊精馏工

生态学题库

环境问题 环境问题主要特征：生态破坏环境污染生态圈：生物圈和生命支持系统 生命支持系统：地球上生命系统生存所需某些必要条件，主要包括大气圈水圈岩石圈能量生命圈运行特点：①生态圈的物质是封闭的；②生态圈具有自我调节和控制能力的自持系统； ③生态圈具有优化演进方向能力 环境问题：人类为了自身生存和发展，再利用和改造自然界的过程中，对自然生态的破坏和对环境的污染所产生的危害人类生存的各种反馈效应 分类：①生态破坏：不合理开发利用资源对自然环境的破坏以及由此产生各种生态效应②环境污染：因工农业生产活动和人类生活所排放废弃物造成污染 环境生态学：在人为干扰下，生态系统内在的变化机制、规律和对人类的反效应，寻求受损生态修复、重建和保育对策的科学，即运用生态学理论，阐明人与环境建相互作用的机制和效应及解决环境问题的生态途径的科学 协同 两个或者更多物种的单独进化常互相影响，形成一个互相作用的协同适应系统 协同发展：生命的存在是一个不断适应环境的过程，生命也在这个过程中不断的改变着环境协同进化：两个相互作用的五中在进化过程中发展的相互适应的共同进化过程 环境：指某一特定生物个体或生物群体以外的空间，及直接或间接影响该生物或生物群体生存的一切事物总和 环境因子 生物的多样性：遗传：同一物种内不同种群之间和同一种群内不同个体间遗传变异总和；物种：物种水平的生物多样性。生态系统：生物圈内生境、生物群落和生态过程的多样性；景观：由不同类型景观要素在空间结构、功能和时间动态方面的多样化或变异性. 遗传多样性是基础，物种多样性生态系统多样性是遗传多样性和环境复杂性的体现，而景观多样性则是生态系统多样性在宏观尺度的空间配置形式 环境：某一特定生物个体或生物群体以外的空间，及直接或间接影响该生物或生物群体生存的一切事物的总和。既是具体的又是相对的，针对一定的主体。 环境因子：生物有机体外部的所有环境要素，是构成环境的基本要素，分为气候类、土壤类、生物类三大类以及光照、温度、水分、土壤、大气、火和生物因子。 黄化现象：多数植物在黑暗中生长时呈现黄色和其他变态特征现象，是光和形态建成的各种关系中典型的例子。 光饱和点：在一定范围，光合作用的效率与光强成正比，但是到达一定强度，光合效率不会增加，若继续增加光强，光合效率不仅不提高，反而下降，此点称光饱和点 光补偿点：光合作用和呼吸作用两条线交叉点是光合作用补偿点，在此处光照强度是植物开始生长和进行净生产所需要最小光照强度。 光周期现象：因分布在地球各地的动物植物长期生活在具有一定昼夜变化格局的环境，借助于自然选择和进化而形成各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式 温度三基点：生物生长最低温度，最适温度，最高温度 生化作用：高温能使蛋白质凝固，酶系统失活；低温则能引起细胞膜系统渗透性改变、脱水、蛋白质沉淀以及其他不可逆转的化学变化 贝格曼规律：生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大。阿伦规律：恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中变小变短的趋势。生物在形态、生理和行为方面产生变化来抵御极端温度 水的三基点：植物发育最高、最低、最适

精馏的节能技术

精馏过程的节能技术 摘要： 精馏是化工、石化、医药等过程的重要单元操作，本文主要讨论精馏过程的节能。从精馏过程热能的充分利用；提高蒸馏系统的分离效率，提高产品回收率来实现降低能耗；减少蒸馏过程对能量的需要和加强管理等几个方面，详细论述了精馏过程的节能技术。 关键词：精馏；节能 1、前言 在工业生产中，石油化学工业的能耗所占比例最大，而石油化学工业中能耗最大者为分离操作，其中又以精馏的能耗居首位。精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂”。 首先，随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分离物料的组分不断增多，分离的产品纯度要求亦不断提高，但人们同时又不希望消耗过多的能量，这就对精馏过程的控制提出了要求。其次，作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装臵操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设臵往往欠合理。另外，由于精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。因此，精馏过程的节能潜力很大，合理利用精馏过程本身的热能，就能降低整个过程对能量的需求，减少能量的浪费，使节能收效也极为明显。 据统计，在美国精馏过程的能耗占全国能耗的3％，如果从中节约10％，每年可节省5亿美元。我国的炼油厂消耗的原油占其炼油量的8％～10％，其中很大一部分消耗于精馏过程。因此，在当今能源紧缺的情况下，对精馏过程的节能研究就显得十分重要。例如，美国巴特尔斯公司在波多黎各某芳烃装臵的8个精馏塔上进行节能优化操作，每年可节约310万美元。 蒸馏过程的节能基本上可从以下几个方面着手：(1) 精馏过程热能的充分利用； (2) 提高蒸馏系统的分离效率，提高产品回收率来实现降低能耗；(3) 减少蒸馏过程对能量的需要；(4)加强管理。 2、蒸馏过程热能的充分利用 2.1加强保温保冷以改进热的利用 在精馏过程中使用的主要设备为精馏塔和换热器，另外还有各种管道，这些设备多为金属制成，对热的传导较为容易，加之环境温度的影响，若对其采取保温保冷的措施，可以大大降低设备与环境之间的热传递作用，从而达到节约热能的目的。 强化再沸器和冷凝器中的传热可使传热温差下降，由于传热温差减小还可使塔顶冷却剂温度提高，塔釜的加热温度下降。这包括增强传热面积和采用空气冷却器或蒸发冷却器代替水冷却器等方法。 2.2高温物料显热和潜热的利用 从精馏塔出来的高温物料本身携带大量的热量，对这部分热量进行回收利用也是节能的一项。如：(1)高温蒸馏时回收塔顶物料蒸汽的潜热，塔顶冷凝器用作蒸汽发生器。如操作压力为32 kPa的粗苯乙烯塔，其塔顶物料蒸汽可用于加热进脱氢反应器的乙苯。这种安排可使每吨苯乙烯产品节能(2)使塔顶、塔釜物料与原料进行换热，通过塔顶物料给原料液加热。这样不仅可以充分利用塔顶、塔釜物料的余热，同时还可减少塔顶冷凝器冷量的使用量。

精馏过程的节能降耗

炼油、石化生产过程量存在的分离、换热和反应工序,节能潜力巨大。能源是社会发展和进步的重要物质基础。我国的能源储量以及一次能源的开发和消费量居世界前列,而能源的总利用率则远低于欧美和日本。化学工业是个耗能大户,能耗量约占全国能源总消费的9%-10%,占工业用能的13%-15%,因此,化工节能对缓解我国能源的供需矛盾影响很大。在当前世界性的能源危机面前,化学工业必须首先关注节能降耗和节能新技术的研究应用。本文就我国化学工业中最普通也是能耗较多的分离过程这一领域中的一些节能现状作一粗略介绍。 一精馏过程的节能降耗 精馏技术是化工领域中最为成熟，应用最为广泛且必不可少的单元操作，同时也是工业过程中能耗和设备投资高的设备，在炼油、石化等行业中，其能耗占全过程总能耗的一半以上。因此对精馏过程节能技术的研究具有极其重要的意义。国外已开发并应用了一些节能型耦合精馏塔，如反应精馏塔（Reactive Distillation Column）、热耦合精馏塔（Petlyuk Column）、隔板精馏塔（Dividi Wall Column，简称DWC）等。 精馏过程的节能主要有以下几种基本方式:提高塔的分离效率,降低能耗和提高产品回收率;采用多效精馏技术;采用热泵技术等。 1.1板式塔 1.1.1高效导向筛板 高效导向筛板具有生产能力大、塔板效率高、塔压降低、结构简单、造价低廉、维修方便的特点,目前已广泛应用于化学工业、石油化工、精细化工、轻工化工、医药工业、香料工业、原子能工业等。 1.1.2板填复合塔板 板填复合塔板充分利用板式塔中塔板间距的空隙,设置高效填料,以降低雾沫夹带,提高气体在塔的流速和塔的生产能力。同时气液在高效填料表面再次传质,进一步提高了塔板效率。由于负荷下限未变而上限大幅度提高,因此塔的操作弹性也大为提高。板填复合塔板已在石化、化工中的甲苯、氯乙烯等多种物系中得到成功应用。 1.1.3复杂精馏塔 传统的精馏塔及其精馏序列已不适应当前过程集成、设备集成的发展趋势。武吴宇【1】等进行了复杂精馏塔的研究,与传统精馏塔的一股进料二股产品的精馏塔比较,能够产生相当大的能量消耗及成本上的节约。复杂塔还适合更新设计,因为它经常可以通过对现有塔进行微小的改动来实行。在所有可能的多组分精馏过程新方案中,热偶精馏在能量和投资费用的节约上都非常有前途。他们采用 Underwood方程和Vmin分析了多组分热偶精馏的最小能耗;主要探讨了用详细的塔模型来进行多组分热偶精馏塔的设计,所建立的塔模型既能够描述传统塔又可以描述热偶精馏塔,并允许不同的选择结构互相比较:提出了以能量消耗最小为目标的,多组分混合物分离的热偶精馏序列的整体优化方法。他们以四组分烷烃混合物的分离为例,根据详细的热偶精馏塔数学模型,计算了热偶精馏的能耗、年总费用,并比较了各种热偶方案的节能效果。以能量消耗最小为目标,对两种热偶精馏序列进行了整体优化。 1.2填料塔 填料是填料塔最重要的传质件,其性能主要取决于填料表面的湿润程度和气液两相流体分布的均匀程度。 1.2.1新型高效规整填料 高效导向筛板是化工大学科研人员在对包括筛板塔板在的各种塔板进行深入研究、综合比较的基础上,结合塔板上流体力学、传质学的研究结果。 新型高效规整填料主要包括金属板波纹填料和金属丝网波纹填料两大类,在将其进行物理的和化学的方法处理后,填料的分离效率大为提高。主要优点有:(1)理论塔板数高,通量大,压力降低;(2)低负荷性能好,理论板数随气体负荷的降低而增加,没有低负荷极限;(3)放大效应不明显;(4)适用于减压精馏,能够满足精密、大型、高真空精馏装置的要求,为难分离物系、热敏性物系及高纯度产品的精馏分离提供了有利的条件。 1.2.2新型高效散堆填料 (1)金属鲍尔环填料,它采用金属薄板冲轧制成,由于在环壁上开了许多窗孔,使得填料层的气、液分布情况及传质性能比拉西环有较大的改善。(2)金属阶梯环填料,这种填料降低

3.3周中测

衡水中学2019-2020学年度下学期周中测 理综测试 第Ⅰ卷选择题（共126分） 一、选择题：本题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的。 1．下列有关生物体内的物质的叙述正确的是（） A．构成烟草花叶病毒遗传物质和细胞能量“通货”的化学元素种类相同 B．细胞干重中含量最多的化学元素和化合物分别是氧和蛋白质 C．人体内环境中存在二氧化碳、血浆蛋白、尿素、糖原等物质 D．细胞膜由脂质和蛋白质组成，脂质中磷脂最丰富 2.果蝇常染色体上有基因N和基因Y，它们编码蛋白质的起始密码对应的碱基序列分别位于图中 所显示的DNA序列中，起始密码子均为AUG。基因N表达产生的蛋白质N如图所示（不考虑终止 密码子）。下列相关叙述正确的是（） A.过程①包括转录和翻译两个步骤且两者同时进行 B.基因N和基因Y在过程①中都以b链为模板进行转录 C.指导蛋白N 合成的直接模板至少有270个碱基 D.过程②形成蛋白N时会发生肽键的断裂 3.下列关于人体内环境稳态的调节机制的叙述，错误的是（） A．激素可以通过体液运输然后作用于靶器官、靶细胞 B．抗体可以与病原体结合，从而抑制病原体的繁殖或对人体细胞的黏附 C．下丘脑对胰岛B细胞分泌胰岛素的调节具有时间长、范围广等特点 D．寒冷刺激时，皮肤毛细血管收缩，属于神经调节 4.下图表示某高等植物体内与“水”有关的生理过程，下列相关分析正确的是（） A.①产生的H20中的H和O分别来自-NH2和-COOH B.②表示线粒体内膜，②处的[H]全部来自线粒体基质 C.③上产生的ATP可用于根吸收无机盐离子 D.③表示叶绿体类囊体薄膜，③处产生的[H]将在叶绿体基质中被消耗 5.在培养人食管癌细胞的实验中，加入青蒿琥酯（Art），随着其浓度升高，凋亡蛋白Q表达量 增多，癌细胞凋亡率升高。下列叙述错误的是（） A.为初步了解Art对癌细胞的影响，可用显微镜观察癌细胞的形态变化 B.在癌细胞培养液中加入用放射性同位素标记的Art，可确定Art能否进入细胞 C.为检测Art对凋亡蛋白Q表达的影响，需设置不含Art的对照实验 D.用凋亡蛋白Q饲喂患癌鼠，可确定该蛋白能否在动物体内诱导癌细胞凋亡 6．下图是高中生物探究性实验设计的示意图，相关叙述正确的是（） A．自变量的控制，比如“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中催化剂种类就是自变量 B．A处应为“无关变量”，比如“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，有无氧气就是此变量 C．B处应为“因变量”，比如“探究光照强度对光合作用的影响”实验中，有机物产生量就是 此变量 D．C处应为“干扰因素”，比如“用高倍显微镜观察线粒体”实验中，不能用叶肉细胞

精馏过程的节能途径及新型的精馏技术

精馏过程的节能途径及新型的精馏技术 [摘要]精馏是化工、石化、医药等过程的重要单元操作，它是一类高能耗的单元过程，其能耗约占化工生产的60%，其节能途径包括多效精馏、热泵精馏、热耦精馏技术、内部热集成蒸馏塔、新型高效分离技术等。多效精馏由N 个并列操作的精馏塔构成，再沸器的加热蒸汽可减少到原来单效精馏所需加热蒸汽的1/N 左右；热泵精馏能使能耗减少20%左右；热耦精馏比两个常规塔精馏可节省30%左右；内部热集成蒸馏塔节省的能耗可达30～60%这些技术已成功地完成了中试，节能可达到30～60%。 [关键词]精馏；节能 前言 在工业生产中，石油化学工业的能耗所占比例最大，而石油化学工业中能耗最大者为分离操作，其中又以精馏的能耗居首位。精馏过程是一个复杂的传质传热过程，表现为：过程变量多，被控变量多，可操纵的变量也多；过程动态和机理复杂”。 首先，随着石油化工的迅速发展，精馏操作的应用越来越广，分离物料的组分不断增多，分离的产品纯度要求亦不断提高，但人们同时又不希望消耗过多的能量，这就对精馏过程的控制提出了要求。其次，作为化工生产中应用最广的分离过程，精馏也是耗能较大的一种化工单元操作。在实际生产中，为了保证产品合格，精馏装置操作往往偏于保守，操作方法以及操作参数设置往往欠合理。另外，由于精馏过程消耗的能量绝大部分并非用于组分分离，而是被冷却水或分离组分带走。因此，精馏过程的节能潜力很大，合理利用精馏过程本身的热能，就能降低整个过程对能量的需求，减少能量的浪费，使节能收效也极为明显。 据统计，在美国精馏过程的能耗占全国能耗的3％，如果从中节约10％，每年可节省5亿美元。我国的炼油厂消耗的原油占其炼油量的8％～10％，其中很大一部分消耗于精馏过程。因此，在当今能源紧缺的情况下，对精馏过程的节能研究就显得十分重要。例如，美国巴特尔斯公司在波多黎各某芳烃装置的8个精馏塔上进行节能优化操作，每年可节约310万美元。 近年来，研究开发了许多新型的精馏塔系统，文章主要介绍几种精馏塔系统精馏过程是最重要的化工单元过程之一，它又是一类高能耗的单元过程。精馏过程节能研究，在塔的结构形式上近十几年来获得了长足的进步。精馏过程的节能主要有以下几种基本方式：提高塔的分离效率，降低能耗和提高产品回收率；采用多效精馏技术、热泵技术、热耦精馏技术、新塔型和高效填料等。 1、改变操作条件和方法 1.1选择适宜的回流比 回流比越小，则净功耗越小。为此，应在可能条件下减小操作的回流比R。塔径将随回

精馏塔自动控制系统研究

2013年第5 期 精馏塔自动控制系统研究 冯旭(中沙（天津）石化有限公司天津 摘要：本文主要对板式精馏塔中的参数操作控制进行了研究。本文首先分析了板式精馏塔的工作约束条件，对其中的主要参变量的属性特点及相互关系进行了讨论，然后就如何通过自动控制系统对板式精馏塔中各控制内容进行控制进行了详细讨论，最后就精馏塔相关技术和性能的优化方向做了简要介绍。 关键词：板式精馏塔；工作约束条件；自动控制；优化 板式精馏塔具有生产能力大、操作稳定、清洗维修简单等优点，被广泛应用于化工生产中对混合物进行分离。在石油精馏过程中，利用石油中不同成分挥发度不同的特点进行多级气化和冷凝可以将石油混合物中的多种组份进行分离。实际应用中会涉及到较多的物质成分精馏和操作步骤处理，故在板式精馏塔的操作和控制过程中要根据实际操作环境和精馏要求采取适当的操作工艺，增强精馏控制效果，保证分离产品的纯度。 一、精馏原理概述 精馏技术就是将需要进行组份分离的混合溶液利用特定的输入装置输入到精馏装置内如精馏塔。在精馏塔内，混合物受到一定的压力、温度等的影响出现组份的分离，进而在精馏塔顶和精馏塔底分别出现含有不同组份的分离物，对塔底的分离物排出或利用回流泵让其重新回到蒸馏塔中进行组份分离、对塔顶的分离物冷凝等操作即可获得相应的生产产品。在石油化工生产中精馏过程需要使用到精馏塔、再沸器、冷凝器、回流泵和回流罐等器材和设备。 用于对混合物进行精馏的精馏塔可以按照如下几种规则进行分类。若根据塔的组成结构对现有精馏塔进行分类可以将其分为板式精馏塔和填充材料塔两种；若根据塔的功能实现对现有精馏塔进行分类可以将其分为二元精馏塔馏塔和多元精馏塔；若根据原料添加方式对现有精馏塔进行分类可以将其分为连续式精馏塔和间歇性精馏塔；若根据可精馏原料对现有精馏塔进行分类可以将其分为一般精馏塔和特殊精馏塔；若根据精馏塔工作压力对现有精馏塔进行分类可以将其分为负压精馏塔、常压精馏塔、高压精馏塔三种。 本文主要研究板式精馏塔工作中不同参数如进料方式、精馏压力、塔釜温度等对精馏操作和控制的要求和影响。 二、板式精馏塔工作约束条件分析 ２．１、塔釜温度 通常情况下，当操作压力一定时，提升塔釜温度可以有效提升气化物质的上升速度，进而提高物质传输效率。对塔釜温度控制的操作主要集中在平衡操作方面，无论所获得的产品由塔顶气体冷凝获得，还是由塔釜排出物获得，都应该尽量保证塔釜排出物中易挥发组份维持在较低水平，也就是保证精馏精度，减少物质损失。特别是在塔釜温度的平衡操作过程中若突然出现温度升高等突变情况，而相应的压力未得到及时调整很容易导致塔釜液被蒸空，出现气液组份的变化，致使产品精度变差甚至不合格。 ２．２、操作压力 塔釜压力和温度是一对相互关联量，在操作温度确定时，适 当的提升塔釜内压力可以有效促进混合物中易挥发物的挥发，进而提高精馏塔的生产效率。但是需要注意的是，在精馏塔的操作过程中应该保证塔釜的压力与温度处于相对稳定的状态，避免出现对操作压力或操作温度额破坏，消除化工生产产品不合格情况的出现。 ２．３、加料温度 在对精馏塔进行加料时存在两种情况，分别为冷液进料和饱和蒸汽进料。其中，冷液进料过程中由于加料温度低于加料板温度，一旦物料进入精馏塔便立即进入提馏段，使得提馏段内的负荷增加。饱和蒸汽进料过程中加料温度高于加料板温度，一旦物料进入精馏塔便立即进入精馏段，使得精馏段的负荷增加。在进行产品生产中需要根据生产要求选择和控制适当的加料温度。 ２．４、加料量与组份变化 影响精馏塔内蒸气压力、气化水平的另一个关键因素是精馏塔加料量。加料量的不同会直接影响精馏塔内蒸气的含量。若加料量过低，则会降低塔内蒸气速度，提升对塔釜操作的要求精度，操作不当容易使精馏效率下降，这种情况下为保证塔釜工作在正常状态，可适当增大回流比。 加料中的各组份的占比对精馏塔的操作方式以及产品质量同样具有重要影响。若加料中重组份的浓度较高则会对精馏段带来较大的负荷，若加料中易挥发组份浓度较高则会对提馏段带来较大的负荷，在实际操作过程中需要根据各成分的占比制定适当的操作内容，如加料口调整，塔釜温度与压力调整等，保证精馏操作的稳定。 三、精馏塔的操作控制 ３．１、变量控制 在精馏塔的操作过程中涉及的变量可被分为操纵变量、被控变量以及干扰变量。其中，操纵变量包含塔底排出物流量、塔顶冷凝液流量、回流量、塔釜加热蒸汽量、冷却量等；被控变量包含塔底液位与产品浓度、塔顶蒸气浓度、塔内压力、贮罐液位等；干扰变量由可控的进料流量、温度与不可控的进料成分、大气压力、环境温度等构成。 三种变量的关系为：操纵变量与被控变量是主从关系，但是两者之间又是相互影响，相互作用的，可通过调节各变量因素使精馏塔处于适当的工作状态。干扰变量则是上述两种变量的一种外部干扰因素，需要通过优化操作控制方式等降低其对整个精馏过程的影响，保证精馏控制系统处于最佳工作状态。 ３．２、平衡控制 在精馏过程中需要严格控制精馏塔的物料与能量的平衡，一方面通过控制物料的平衡促进进料中需要分离的产品按照要求得到分离，同时减少塔底排出物中含有需分离产品的浓度；另 64