精餾技術的案例
關于萃取精餾的全面解析，看看還有哪里不懂？
因為受到溶劑選擇的限制，對于較寬沸點混合料的分離，采用萃取精餾很難實現，早先它只能對窄沸點物料使用，如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰嗎啉作為溶劑進行的C6和C7物料的分離過程。
然而，隨著萃取精餾技術的發展，采用混合溶劑進行的萃取精餾解決了以上問題。美國GTC技術公司的GT-BTX技術具體體現了現代萃取精餾技術在混合芳烴(苯、甲苯、二甲苯)分離過程中的應用。
與傳統混合芳烴分離過程相比，GT-BTX工藝具有投資成本低、所需設備單元數少、溶劑性能優異、產品被污染的風險小、產品回收率高、純度高，同時能量消耗低、操作彈性大。經過工業化(120萬t/a)技術經濟指標的考核，苯和甲苯的純度分別達到99.995%和99.99%。總芳烴回收率高于99.19%，溶劑中抽余液和萃取液的質量分數小于10-6，每千克進料的能量消耗為798kJ。
②催化裂化汽油的脫硫
催化裂化(FCC)汽油中所含的硫化物中50%～60%(質量分數)是噻吩及其烷基衍生物，其余為硫醇及其他硫化物。在催化裂化條件下噻吩化合物穩定性較強，國外公司普遍采用加氫脫硫方法，為了進一步降低汽油中的硫含量，目前采取的措施是提高加氫處理能力。加氫有利于進行燃料中脫硫處理，但是它存在運行費用高、深度加氫將降低汽油辛烷值等缺點。
根據油品所含硫化物的特點，目前普遍采用催化氧化、絡合法、催化吸附、生物法、溶劑萃取和堿洗法等進行油品中硫化物脫除。在這些方法中，萃取精餾技術具有其自身優勢，在處理FCC汽油時，該工藝技術采用一種可以改變進料中非芳烴組分(含烯烴)和噻吩化合物相對揮發度的溶劑，在萃取噻吩化合物的同時，也萃取其他芳烴硫化物(由于這些化合物的強極性)，而不含烯烴的組分進入加氫系統進行處理。采用萃取精餾和堿洗法，具有無辛烷值損失、加氫負荷低、可處理較寬范圍硫含量的裂解料、操作彈性大的特點。
展開 萃取精餾、反應精餾、精餾塔的工藝參數調節
在這些方法中，萃取精餾技術具有其自身優勢，在處理FCC汽油時，該工藝技術采用一種可以改變進料中非芳烴組分(含烯烴)和噻吩化合物相對揮發度的溶劑，在萃取噻吩化合物的同時，也萃取其他芳烴硫化物(由于這些化合物的強極性)，而不含烯烴的組分進入加氫系統進行處理。采用萃取精餾和堿洗法，具有無辛烷值損失、加氫負荷低、可處理較寬范圍硫含量的裂解料、操作彈性大的特點。
通過在加氫前加入萃取精餾，解決了傳統工藝中存在的問題，芳烴中的噻吩硫化物被高選擇性的溶劑萃取，減少了抽余液中的烯烴含量，低硫、高烯烴的抽余液可以直接與含10×10-6噻吩硫的汽油摻混。而高含量的硫醇在進料或抽余液中可以采用傳統的堿洗方式進行處理，這樣總的硫含量很容易降低到(5～110)×10-6，同時不用降低辛烷值。
③裂解汽油回收和苯乙烯提純
裂解汽油副產品中含有豐富的石油化工化合物，如果對其進行提純并加以充分利用，將產生相當大的經濟效益。由于這些組分沸點接近，形成了絡合物，采用傳統分離方法很難將其分離。而萃取精餾技術的發展為其提供了可能，萃取精餾技術通常用于從裂解汽油的輕組分中提純丁二烯和異戊二烯，實際上也可以用于從C8料中有效分離苯乙烯。
傳統的裂解過程存在一個加氫工藝步驟，該步驟中一方面存在結焦問題，同時，反應也需要大量的氫源。近年研究表明，苯乙烯是結焦的根源之一，降低苯乙烯含量是解決結焦較好的方法。
采用混合溶劑進行的萃取精餾技術，可以以較小的成本實現苯乙烯的提取，因此，萃取精餾技術應用一方面使得苯乙烯從燃料產品轉化為石化產品，價值得到提升。另外，加氫處理氫消耗減少，結焦問題得到解決。
展開 干貨：萃取精餾、反應精餾、精餾塔的工藝參數調節
③萃取精餾過程中，萃取劑加入量的變動范圍較大，在恒沸精餾中適宜的挾帶劑量多為一定。所以萃取精餾操作較靈活，易控制。
④萃取精餾不宜采用間歇操作，而恒沸精餾可以采用間歇操作方式。
⑤恒沸精餾操作溫度較萃取精餾低，所以恒沸精餾適用于分離熱敏性溶液。
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萃取精餾在實際中的應用
化學及石油化工等領域中，萃取精餾主要用于兩個方面：一是沸點相近的烴的分離，如最典型的丁烯與丁二烯的分離，兩者沸點相差只有2℃，相對揮發度為1.03；二是共沸物的分離，如甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯以及乙醇和醋酸等有機物水溶液。
萃取精餾的優點是增加了被分離組分之間的相對揮發度，使難分離物系的分離能夠進行；缺點是加入的萃取劑量較大，增大了分離過程的能耗。因此，對萃取精餾進行改進，對強化分離過程具有重要意義。
①芳烴分離過程
在芳烴回收方面，液液萃取技術已經有很長的使用歷史，液液萃取技術基于組分的極性，來影響組分間的分離，而對于沸點的影響較小。因為受到溶劑選擇的限制，對于較寬沸點混合料的分離，采用萃取精餾很難實現，早先它只能對窄沸點物料使用，如采用N-甲基吡咯烷酮或N-甲酰嗎啉作為溶劑進行的C6和C7物料的分離過程。
然而，隨著萃取精餾技術的發展，采用混合溶劑進行的萃取精餾解決了以上問題。美國GTC技術公司的GT-BTX技術具體體現了現代萃取精餾技術在混合芳烴(苯、甲苯、二甲苯)分離過程中的應用。
展開 一文帶你了解丁二烯的前世今生
丁二烯生產又有什么新工藝新技術呢？
目前，國內外各大公司正在積極開發應用C4餾分炔烴選擇加氫工藝、分壁式精餾技術以及抽提聯合工藝等新工藝。
01
炔烴選擇加氫技術
美國陶氏化學公司開發了炔烴選擇加氫工藝(KLP技術)，并于1984年實現工業化，該技術于1991年轉讓給美國環球油品公司(UOP)，并在全球范圍內進行推廣。此后，日本ZEON公司、法國石油研究院(IFP)等國外公司、科研機構也成功開發出自己的選擇性加氫技術，目前世界上已建成多套工業裝置。炔烴選擇加氫技術是通過選擇加氫反應將C4餾分中的乙烯基乙炔、乙基乙炔轉換為丁二烯、丁烯和少量的丁烷，包括前加氫和后加氫2種工藝。該技術取消了常規的二級萃取精餾塔，C4分離流程得以簡化，物耗、能耗得到降低。
02
分壁式精餾技術
德國BASF公司開發了分壁式精餾技術，正在進行應用。分壁式精餾技術是將丁二烯生產的分離過程通過塔的分割，將流程進行縮減，從而減少設備臺數，降低投資，此技術適用于規模小的裝置。該工藝原則流程示意圖如下圖所示。
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精餾在實際生產運用中的工藝流程
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精餾塔屬于煉化裝置中非常常見也是非常重要的設備，在進行任何的模擬分析之前，一定要搞懂所涉及到的工藝和設備原理。
精餾技術是根據在一定壓力下通過多次部分氣化和多次部分冷凝使得混合液得以分離，以分別獲得接近純態的部分的過程。工業生產中的精餾過程是在精餾塔中將部分氣化過程和部分冷凝過程有機結合起來的過程。
精餾操作分為連續操作和間歇操作，所用設備大同小異。主要為精餾塔、冷凝器、再沸器。用于精餾的塔設備有板式塔和填料塔，常用的是板式塔。
展開 芳烴聯合裝置靜設備特點及節能技術的應用
以傳統的三組分為例，分壁精餾技術的原理如下所示。
芳烴聯合裝置中適宜采用分壁塔的是苯-甲苯分餾單元，塔頂分餾出苯產品，中部側向抽出甲苯產品，塔底為C8+產品。2020年4月，在國內新開工的重整裝置中得到了成功應用。
與傳統兩塔流程相比，分壁塔節能的主要原因有：可有效避免兩塔分離時中間組分的再混合，降低了分離過程中的能耗，一般可降低20%~40%；減少了1臺精餾塔和相應的附屬設備，設備的占地空間及總投資均降低，可節省投資約30%。
2.4 高通量換熱管
高通量換熱管是在換熱管外側加工成縱向翅片，內壁或外側燒結1層特殊覆層，可使傳熱表面積大為增加，并提供大量汽化核心，強化管內或管外泡核沸騰傳熱，傳熱效率大約是普通換熱管（光表2 不同塔盤技術的二甲苯塔對比方案1方案2塔盤型式四溢流浮閥塔盤多降液管式塔器規格/mmΦ9600/Φ11200×107170(T/T)Φ9000/Φ9700×95190(T/T)塔盤層數155155殼體壁厚/mm74/9470/82塔內件質量/t1150800塔器殼體質量/t33502200塔器總質量/t45003000管）的2~4倍，可減小換熱器直徑、管長或設備臺數，減小占地、降低能耗、節省投資。早期高通量換熱管多為進口專利產品，隨著國產高通量換熱器的成功開發和推廣，在近幾年的新建裝置中逐步替代了進口產品，如某芳烴裝置中抽余液塔重沸器和抽出液塔重沸器采用國產的外溝槽、內壁燒結的高通量換熱管，抽余液和抽出液塔頂蒸汽發生器、脫庚烷塔底重沸器和成品塔底重沸器選用了國產的外壁燒結高通量換熱管，運行情況良好。
2.5 雙管板換熱器
芳烴工藝流程長，分餾塔多，大部分的塔頂低溫熱由于溫位較低，難以得到有效利用，以往多采用空冷及水冷來進行冷卻，是芳烴裝置能耗較高的原因之一。
展開 關于精餾塔類型的最全解析，不看絕對后悔！
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關鍵詞 | 精餾技術 塔板類型
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導 讀
化學工業是國民經濟的支柱產業，分離技術則為化工生產過程中的原料凈化、產品提純和廢物處理等提供了技術保證。隨著化學工程技術的發展，分離技術逐漸向著多元化發展。常規的化工分離技術包括精餾、吸收、萃取、結晶、吸附、膜分離等。精餾仍是應用最廣泛、技術最成熟的分離方法之一，在工業生產中占有相當的比重。
精餾塔伴隨著板式塔和填料塔交替式發展，兩者各有其優缺點，現呈現出并行發展的趨勢。板式塔具有結構簡單、適應性強、造價較低、易于放大等特點；填料塔具有高效率、高通量、低壓降、低持液等優勢。盡管隨著精餾塔的廣泛應用，人們對精餾塔的認識越來越深刻，但由于塔內部流體流動及傳質過程的復雜性，致使精餾塔的設計仍依靠大量的經驗和半經驗的數據。塔內流體力學、傳質動力學、過程動態學的計算等基礎傳遞問題的研究仍需重視，盡可能地擺脫經驗的束縛。同時，隨著化學工業的發展，生產大型化、優化節能、高效填料與新型塔板的開發與應用等問題仍需探索。因此，對精餾塔的研究非但不能削弱，而是需要進一步加強，以迎接新的挑戰。
精餾塔類型
精餾塔按塔內件結構不同，分為板式塔和填料塔。20世紀70年代前，板式塔的研究及應用處于領先地位。70年代后，填料塔的研究取得了較大進展，填料塔與板式塔相比，具有壓降低、效率高、處理量大和持液量低等優點。
展開 SEI專家│乙烯裝置急冷油塔改造技術方案
01
精餾段改造技術方案
急冷油塔精餾段為塔上部1號~12號塔板，原設計采用了由中國石化工程建設有限公司（SEI）開發的SFV固閥塔板專利技術。該固閥塔板的閥體由塔板本體沖出，通過閥腿與塔板相連，閥面為長條形，兩端為弧形，閥面與塔板之間夾角為銳角，沿液流方向的末端與塔板平行。閥面上根據需要沖出一個或多個舌片，舌片與閥面的夾角呈銳角且方向與液流方向相同。SFV固閥塔板的結構示意見圖2。
SFV固閥塔板除具有抗堵性強的特點外，與其他現有固定閥塔板相比，其流體力學性能的優勢還表現在塔板壓降更低、霧沫夾帶量更小、傳質效率更高、氣液通量更大等方面。
急冷油塔精餾段為雙溢流，擴能后氣液負荷增幅大，開孔面積不能滿足要求，原塔板不能利舊。通過詳細的計算和固閥排布方案研究，發現可以在現有的鼓泡區內通過布置更多的SFV固閥滿足擴能要求。最終確定將原塔板拆除后，更換為開孔率更大的固閥塔板。精餾段更換塔板前后的流體力學計算結果見表2。
從表2中可以看出，在更換塔板后，泛點率、板壓降、閥孔動能因子等各項指標都能夠良好滿足擴能改造要求。
02
盤油循環段改造技術方案
急冷油塔盤油循環段為塔中部13號~20號塔板，原設計也采用了SFV固閥塔板技術。擴能后盤油循環段氣液負荷增幅較大，且采用四溢流結構，鼓泡區面積有限，排閥空間不夠，采用固閥塔板不能滿足改造要求，因此擬采用一種新型高通量專利塔板——正交波紋塔板。
展開 精餾操作常見問題案例分享及分析
工藝方案
主要技術原理：由于醋酸與水存在締合，通過普通精餾難以分離，本案例采用萃取—共沸精餾聯合技術進行分離，即待處理的稀醋酸原料部分進入萃取塔進行萃取脫水，部分稀醋酸原料進入共沸精餾塔進行脫水，可以節省能耗。
擬采用的工藝：一部分稀醋酸水溶液進入萃取塔，經萃取后萃余相主要是廢水，萃取相（醋酸、萃取劑及少量的水）與另一部分稀醋酸分別進入共沸精餾塔進行分離；塔釜得到90%的醋酸，塔頂為共沸物，經分層器分層后油相部分回萃取塔，部分進入共沸塔循環使用，水相采出廢水。
主體設備概況
萃取塔，共沸精餾塔及相配套的換熱器、儲罐和分層器若干臺。
實際運行結果
正常生產能力：15t/d；
最大生產能力：120％；
最小生產能力：60％；
水蒸汽消耗：0.83 t/h，即0.98噸蒸汽/噸原料；
循環水流量：38 t/h，即45噸循環水/噸原料。
技術亮點
①采用萃取-共沸精餾技術，使得分離所需的塔板數和回流比降低，相比傳統的精餾方案整個系統的能耗降低了近40%；
②該系統的設備初投資較普通的精餾方案更低，經濟效益顯著；
③該系統采用全自動控制方案，生產過程中操作穩定，采出的物料能較好的滿足工藝要求。
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最簡單的精餾問題，您能秒答嗎？
精餾技術已經過了100多年的發展，成為了目前應用最廣泛的一種分離技術，在化學工業、石油化工、精細化工、輕工化工、煤化工、食品工業、醫藥工業、原子能工業、冶金工業等領域都有廣泛的應用。今天，小編為您總結最簡單的精餾操作過程中的常見問題，您能秒答嗎？
精餾塔操作中常見4大問題
液泛
在精餾操作中，下層塔板上的液體涌至上層塔板，液泛是塔內液體過量的積聚，使液體無法從塔頂向塔底流動，塔的正常操作遭到破壞，這種現象叫做液泛。
1噴射夾帶液泛
夾帶由液體的噴射作用引起，如果蒸汽速度過大，將產生大量霧沫夾帶，液體積聚在上層塔板而不是逐板下流。一般發生在液相負荷較小區域，汽液接觸呈噴射狀態。
2泡沫夾帶液泛
在較大液相負荷區，兩相接觸為泡沫狀態。隨汽速增大，板上泡沫層高度增加，夾帶量增加。當汽速達某一液泛速度時，泡沫層面接近上層塔板，夾帶急劇增大，引起上層塔板液體積聚，產生液泛。這種液泛一般只在較小板間距（小于375mm~450mm）時發生，板間距大時，將轉變為噴射夾帶液泛。
展開 精餾人，最簡單的精餾問題秒回答！
精餾技術已經過了100多年的發展，成為了目前應用最廣泛的一種分離技術，在化學工業、石油化工、精細化工、輕工化工、煤化工、食品工業、醫藥工業、原子能工業、冶金工業等領域都有廣泛的應用。今天，小7為您總結最簡單的精餾操作過程中的常見問題，精餾人，您能秒答嗎？
精餾塔操作中常見4大問題
液泛
在精餾操作中，下層塔板上的液體涌至上層塔板，液泛是塔內液體過量的積聚，使液體無法從塔頂向塔底流動，塔的正常操作遭到破壞，這種現象叫做液泛。
1噴射夾帶液泛
夾帶由液體的噴射作用引起，如果蒸汽速度過大，將產生大量霧沫夾帶，液體積聚在上層塔板而不是逐板下流。一般發生在液相負荷較小區域，汽液接觸呈噴射狀態。
2泡沫夾帶液泛
在較大液相負荷區，兩相接觸為泡沫狀態。隨汽速增大，板上泡沫層高度增加，夾帶量增加。當汽速達某一液泛速度時，泡沫層面接近上層塔板，夾帶急劇增大，引起上層塔板液體積聚，產生液泛。這種液泛一般只在較小板間距（小于375mm~450mm）時發生，板間距大時，將轉變為噴射夾帶液泛。
展開 盤點｜精細化工到底包括哪些子行業？
04
精細化工行業壁壘
精細化工產品品種多、更新速度快、專用性強，生產工藝復雜，這決定了進入本行業的主要障礙是技術研發壁壘、環保與安全壁壘、銷售渠道壁壘和資金投入壁壘。
1.技術研發壁壘
精細化工中間體高端技術人員除了需要具備專業的學術背景，還需要多年研發和生產的實踐積累經驗。精細化工中間體種類多、更新快，需不斷根據下游農藥、醫藥及染料等行業需求，及時調整和更新產品品種。這就需要企業具有較強的研發能力和新技術、新品種儲備。
精細化工行業技術研發主要集中在產品新品種選擇、化學反應工藝路徑選擇、催化劑選取以及溫度、壓強、時間等工藝過程控制方面，不同的研發路徑和工藝選擇對產品成本、純度、質量和后續擴展等的差異很大。因此，擁有大量高端和成熟的專業技術人才，對公司的持續發展極為重要。精細化工行業對結晶分離技術、精餾提純技術、色譜檢驗技術、安全操作技術和污染物處理技術等要求也非常高，需要企業配備相應專業生產技術工人。
綜上，精細化工企業要進入市場并長期發展就必須具有較強的產品研發能力以及長期的生產技術積累，這些方面都構成了行業的技術壁壘。
2.環保與安全壁壘
精細化工在生產過程中會產生廢水、廢氣、固體廢物等有害物質，企業需投入大量資金用于這些有害物質的治理，使企業生產符合國家環境保護標準。隨著國家環境保護標準日益提高，企業必須持續加大污染物處理技術研發、環境保護設施投入和污染物處置力度。
同時，生產過程中使用的部分原材料和中間產品為易燃、易爆、有毒等危險化學品，生產工藝中的化學反應存在泄漏、易燃、易爆等安全風險。如果員工違反安全操作規程，導致反應路徑、溫度、濃度及壓強變化超過安全標準，或者設備嚴重老化失修，可能發生爆炸、泄漏、火災等安全事故，導致公司人員傷亡和財產損失。公司需要在安全生產處理技術和安全保護方面持續進行投入。
展開 曹湘洪院士：能源轉型中我國煉油工業面臨的挑戰與對策
③煉油過程減少碳排放技術
低碳煉油反應催化材料、催化劑及配套的工藝技術；原油充分利用和效益最大化的清潔低能耗煉油總流程構建技術，收益最大化的煉油過程工藝條件綜合優化節能減排技術；過程及過程耦合節能技術，包括以節能為目標的精餾塔高效內構件及精餾塔設計技術，隔壁式精餾塔應用技術，氣體或液體混合物膜分離純化技術，實現分子煉油的復雜組分萃取分離、吸附分離技術，反應精餾，膜反應器工業應用技術，精餾、萃取、吸附、膜分離等過程耦合節能技術；過程強化節能減排技術，包括氣氣、液液、氣液、液固、液液固、氣液固傳質控制反應或分離過程納微尺度傳質強化技術，萃取、吸收、洗滌、混合等過程的納微尺度強化技術，電場、電化學、微波、等離子體等物理場強化反應技術；低品位熱能高效回收利用技術，包括低溫熱高效制冷及冷能利用技術，低壓蒸汽機械壓縮提高壓力等級的能量回收利用技術；能量轉化過程提高能源轉化效率技術，包括瀝青、石油焦氣化和燃氣輪機、余熱鍋爐集成供燃料氣、供電、供熱技術，瀝青、石油焦氣化和固體氧化物燃料電池（SOFC）或熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）集成供電供熱技術；以化石能源為主體、多能互補低碳智能煉油廠能源系統構建技術，包括可再生電力高比例接入技術，燃料氣、可再生電、自發電、外網電、蒸汽、氫氣等多種能源數字化、智能化能源互聯網技術，小型堆核電供電、供蒸汽、供氫與煉油廠能源系統集成技術。
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