[01434763]基于多效理论和低温蒸发工艺及热泵技术的节能蒸馏装置

蒸馏装置是石油、化工、医药、食品、海水淡化等诸多领域应用的核心生产设备，蒸馏装置应用具有量大面广的特点，蒸馏操作是一个重要的化工单元操作，其消耗的能量约占全部能耗的45%。因此，研究蒸馏过程中的节能方法对于企业降低能耗，增加效益，有着十分重要的意义。目前，石油和化工企业的蒸馏装置具有年产约1000万吨的生产能力，蒸馏过程的大型化与节能是炼油工业及其他分离过程发展的必然趋势。降低蒸馏过程能耗是蒸馏技术创新的客观要求，因此蒸馏过程大型化与节能技术的开发将对我国能源问题的解决起到极大的促进作用。针对蒸馏装置大型化过程中面临的问题，提出了蒸馏过程大型化理论和节能策略，进行节能方面的研究，节能效益十分显著。本项目以蒸馏工艺过程及其控制系统为具体研究对象，采用多效理论和热泵技术及负压低温蒸发原理，利用蒸发潜热预热原料水和低温加热低温蒸发的方法，减少热能、电能和冷却水的消耗，形成了关键技术的系统集成，显著降低了过程能耗，达到节能降耗的目的。　　目前正在与吉化集团股份有限公司吉化公司化肥厂合作开展的项目《低温蒸发节能工艺及其空分装置DCS控制系统研究》，承担着空分装置DCS控制系统的设计与节能技术研发工作；与吉林铁合金股份有限公司一直在进行企业技术进步的科技研发工作，合作开展的国家科技支撑计划项目《空分装置多尺度节能技术应用研究》的研究工作进展顺利，已取得阶段性成果；此外，与长春华通制药设备厂合作开发的《DXZ-1型多效蒸馏水机自动控制系统》已经正式投入使用；现正在申报的吉林省科技创新与成果转化资金项目《石油、化工企业典型生产过程集成节能技术研究与开发》进行前期预研工作。有以上前期工作基础，为本项目所采用的热泵技术、低温低压蒸馏和多效理论相结合的蒸馏装置的研制奠定了牢固的技术基础。　　主要技术如下：　　1．热泵负压低温蒸发新型节能工艺及控制技术。沸点温度和真空度有关，真空度越高，沸点温度越低。项目采用负压低温蒸发技术降低原料水沸点，达到低温加热低温蒸发的目的。通过实验研究建立热源（蒸汽温度和压力）、真空度与稀物料沸点之间的关系及其数学模型；以能耗指标最低为约束条件，优化最佳工艺参数和最佳工况点，为实现节能运行控制提供了保证。　　2．多效蒸馏工艺技术。二次蒸汽反复利用，使热能得到充分发挥，有明显的节能效果。根据技术关键 1中确立的最佳工况点来计算、设计出了引射器的主要参数，主要包括喷嘴尺寸、混合室尺寸及扩压器出口的截面，进而形成各种型号蒸发器的设计方法。　　3．主蒸汽能量再利用的热力压缩技术。当蒸发在较低的温度和压强下进行时，采用热力压缩只需要在一效蒸发器蒸汽进口和一效分离器主蒸汽出口处接一个引射器，把主蒸汽的压力提高，从而有效地提高热能利用的经济性，实现低温蒸发。　　4．基于蒸发冷凝过程的DCS控制系统研究与实现。针对蒸发冷凝过程，建立一个适用于低温蒸发节能工艺的集散控制系统。