Применение более эффективных физико-химических процессов выделения целевых продуктов

На стадию выделения готового продукта в большинстве процессов нефтепереработки и нефтехимии приходится от 30 до 50% общих энергетических затрат. Особенно энергоемким является широко распространенный процесс ректификации, энергетический КПД которого очень низок, особенно при разделении высококипящих и термически нестабильных продуктов.

Основными источниками энергосбережения при ректификации являются:

1. снижение флегмового числа за счет повышения КПД колонны;

2. использование тепла паров верха колонны;

3. использование комплексов со связанными тепловыми потоками;

4. совмещенные (с абсорбцией, экстракцией и химической реакцией) процессы;

5. рекуперация тепла и холода;

6. снижение гидравлического сопротивления колонны, изменение последовательности разделения;

7. АСУТП.

Основные пути снижения энергозатрат процессов разделения смесей при проведении процессов ректификации:

1) Минимальная реконструкция контактных устройств. В качестве минимальной реконструкции массообменных тарелок можно отметить следующие изменения и дополнения в конструкциях:

- секционирование потоков;

- изменение формы и высоты перегородок;

- установка отбойников;

- организация второй зоны контакта фаз;

- оптимизация свободного сечения контактных устройств.

2) Оптимизация режимов работы. Такими мероприятиями являются:

- оптимизация флегмового числа в зависимости от расхода и состава питания;

- оптимизация давления, при котором проводится процесс разделения;

- обеспечение высокой эффективности некоторых типов контактных устройств путем поддерживания нагрузки по сырью.

3) Оптимизация технологической схемы. При оптимизации решаются следующие задачи:

- выбор тарелок питания;

- оптимизация по высоте ректификационной колонны подвода и отвода тепла;

- ввод питания в виде пара с предыдущей колонны, т.е. организация парциального дефлегматора в ней.

4) Замена контактных устройств на новые;

- тарелки с двумя зонами контакта фаз (комбинированные);

- нерегулярные насадки;

- регулярные (упорядоченные) насадки;

- вихревые контактные устройства;

- контактные устройства с нестационарным взаимодействием фаз и др.;

5) Совмещение различных процессов в одном аппарате;

6) Рекуперация тепла продуктов разделения.

Другим направлением экономии энергоресурсов в процессах разделения может быть замена крайне энергоемкого процесса ректификации, отличающегося значительными безвозвратными потерями энергии, на процессы экстракции или сорбции, характеризуемые гораздо меньшими потерями энергии.