【正文】 其他費(fèi)用/元每天（12小時(shí)）日總計(jì)年費(fèi)（270天計(jì)）人力10030089000公用工程100電費(fèi)100綜上所述，開發(fā)總費(fèi)用為：40+20+=項(xiàng)目所用時(shí)間分配如下：技術(shù)的研發(fā)2年，設(shè)備的改進(jìn)1年。經(jīng)計(jì)算得到設(shè)備總費(fèi)用約為 20萬(wàn)元。鋼管的重量=π內(nèi)外徑平方差L鋼鐵比重 其中：π= 、L=鋼管長(zhǎng)度、 ； 泵的計(jì)算中，無(wú)縫鋼管規(guī)格分別為： 。此項(xiàng)目需要在原來(lái)裝置的基礎(chǔ)上增加集熱裝置，以及改變部分管線。所以對(duì)于二者的合理結(jié)合打下了很好的基礎(chǔ)。近年來(lái)一直提倡綠色發(fā)展，節(jié)約能源，各化工產(chǎn)業(yè)公司對(duì)精餾節(jié)能十分重視，所以在技術(shù)、資金、人員等各方面配備齊全，為此項(xiàng)目的開發(fā)提供了硬性條件。6. 客觀條件及可行性分析多年來(lái)，我國(guó)已采用了多種方法和手段對(duì)精餾過(guò)程進(jìn)行節(jié)能降耗的研究，按照流程是否改變及是否利用過(guò)程技術(shù)可以將其分為兩類：1）利用過(guò)程技術(shù)對(duì)精餾塔的操作條件進(jìn)行優(yōu)化，以減少精餾塔所消耗的能量，如以產(chǎn)品物流預(yù)熱進(jìn)料、增加塔板數(shù)、減小回流比、增設(shè)中間再沸器和中間冷凝器等；2）開發(fā)了許多高效節(jié)能的特殊精餾工藝流程，如熱泵精餾、溫度。 同理，壓力降低，物質(zhì)沸點(diǎn)越低,，濃度減少，塔底釜液量減少，輕組份濃度減少。（4）壓力的影響壓力發(fā)生變化時(shí)，會(huì)打破原來(lái)精餾塔的氣液平衡。此外還有：（2）斧液量是控制精餾塔的物料平衡的主要因素根據(jù)精餾塔全塔物料衡算公式：F=D+W，F(xiàn)xF=DxD+WxW， 在精餾塔的操作中， 需維持塔頂和塔底產(chǎn)品的穩(wěn)定，保持精餾裝置的物料平衡是精餾塔穩(wěn)態(tài)操作的必要條件，通常塔底斧液的多少是控制精餾塔的物料平衡的主要因素。當(dāng)蒸汽的最大流率 V 和進(jìn)料的流率、 組成、熱狀況不變，增大回流比的影響是：由于 D=V/(R+1)，故塔頂產(chǎn)品量D 相應(yīng)減少；但產(chǎn)品的純度 XD 將提高。塔頂回流入塔的液體量與塔頂產(chǎn)品量之比，稱為回流比，它是精餾操作的一個(gè)重要控制參數(shù)，它的變化影響精餾操作的分離效果和能耗?；亓靼ㄋ敻邼舛纫讚]發(fā)組分液體和塔底高濃度難揮發(fā)組分蒸汽兩者返回塔中。 技術(shù)關(guān)鍵精餾節(jié)能的技術(shù)關(guān)鍵在于回流比的確定。兩段操作的結(jié)合，使液體混合物中的兩個(gè)組分較完全地分離，生產(chǎn)出所需純度的兩種產(chǎn)品。對(duì)不形成恒沸物的物系，只要設(shè)計(jì)和操作得當(dāng)，餾出液將是高純度的易揮發(fā)組分，塔底產(chǎn)物將是高純度的難揮發(fā)組分。在整個(gè)精餾塔中，氣液兩相逆流接觸，進(jìn)行相際傳質(zhì)。位于塔底的再沸器使液體部分汽化，蒸汽沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品。經(jīng)前人試驗(yàn)，熱集成技術(shù)比無(wú)熱集成的可節(jié)約操作費(fèi)用50％，三效精餾能耗僅用原來(lái)的1/3，因此利用這兩種方式結(jié)合來(lái)精餾是可能實(shí)驗(yàn)節(jié)能目標(biāo)的。d．順流三效塔頂進(jìn)料精餾從高壓塔進(jìn)料，高壓塔的塔頂蒸汽作為中壓塔塔底再沸器的熱源，高壓塔塔頂冷凝器與中壓塔塔底再沸器合為一個(gè)設(shè)備，高壓塔的塔頂蒸汽換熱后一部分作為高壓塔的塔頂回流，另一部分為中壓塔進(jìn)料， 高壓塔塔底設(shè)有再沸器，有產(chǎn)品采出，中壓塔和低壓塔亦如此，低壓塔塔頂設(shè)有冷凝器，三塔塔底均有產(chǎn)品采出，只有低壓塔塔頂有產(chǎn)品采出。b．順流三效塔釜進(jìn)料精餾從高壓塔進(jìn)料，高壓塔的塔頂蒸汽作為中壓塔塔底再沸器的熱源，高壓塔塔頂冷凝器與中壓塔塔底再沸器合為一個(gè)設(shè)備，高壓塔塔頂蒸汽換熱后一部分作為高壓塔的塔頂回流，另一部分為塔頂采出產(chǎn)品，高壓塔塔底設(shè)有再沸器，塔底出液為中壓塔進(jìn)料，中壓塔和低壓塔亦如此，低壓塔頂設(shè)有冷凝器，三塔塔頂均有產(chǎn)品采出，只有低壓塔有塔底產(chǎn)品采出。 簡(jiǎn)單精餾流程采用熱集成技術(shù)比無(wú)熱集成的可節(jié)約操作費(fèi)用50％，可見(jiàn)塔系熱集成技術(shù)對(duì)于分離過(guò)程能耗的影響往往比單個(gè)塔的優(yōu)化更顯著，這是挖掘精餾系統(tǒng)節(jié)能潛力極大的一種措施，因而成為節(jié)能研究者的熱點(diǎn)對(duì)象。（4）應(yīng)把關(guān)鍵組分的相對(duì)揮發(fā)度最接近于1的組分放在最后。（2）若是精餾塔下方的溫度分布變化大，可在提餾段的某塔板問(wèn)處設(shè)置中間再沸器，減少主塔再沸器高品位熱量。5．項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容 技術(shù)路線及其實(shí)現(xiàn)增加中間換熱器來(lái)使冷熱量達(dá)到均衡的狀態(tài)。經(jīng)濟(jì)效益將熱集成技術(shù)和三效精餾結(jié)合并應(yīng)用于生產(chǎn)中，帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益無(wú)疑是巨大的。將兩種技術(shù)結(jié)合后，保守估計(jì)可節(jié)約操作費(fèi)用40%，節(jié)約能耗30%，收益增幅40%。預(yù)計(jì)此次投入50萬(wàn)人民幣進(jìn)行改造。此項(xiàng)目需要配備集熱器、低壓塔、中壓塔、高壓塔塔底再沸器和塔頂冷凝器等設(shè)備，與以往相比多了集熱器，且管線發(fā)生了變化，對(duì)于設(shè)備方面投入并不是很大。新的有效的精餾節(jié)能措施的問(wèn)世具有十分廣闊的應(yīng)用，它可以推廣的蒸餾、閃蒸等項(xiàng)目的運(yùn)行中。同時(shí)，同時(shí)精餾在熱力學(xué)上是低效的耗能過(guò)程，有極高的熱力學(xué)不可逆性。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，分離是非常重要的一個(gè)過(guò)程單元，它直接決定了最終產(chǎn)品的質(zhì)量和收率，工業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著主導(dǎo)地位的分離方法就是精餾，精餾是利用混合物中各組分揮發(fā)度的不同，利用能量交換和氣液間傳質(zhì)進(jìn)行分離的單元操作，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用對(duì)象精餾節(jié)能的研究的應(yīng)用對(duì)象為全部化工精餾領(lǐng)域，只要有精餾，就需要精餾節(jié)能技術(shù)?？傮w目標(biāo)將熱集成技術(shù)和三效精餾應(yīng)用在精餾過(guò)程中，達(dá)到節(jié)能目的。這兩種節(jié)能效果非常明顯。（3）加強(qiáng)設(shè)備維修保養(yǎng)，保證所有設(shè)備處于最佳傳熱狀態(tài)，減少開停車。為防止精餾過(guò)程中操作參數(shù)的波動(dòng)，都會(huì)設(shè)有一定的安全余量，若采用高精度的感應(yīng)器、可靠的控制回路與儀表、較準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型組成先進(jìn)的控制系統(tǒng)，全面優(yōu)化流程，使操作基本上在最佳條件下進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效。具體措施有：（1）嚴(yán)格控制產(chǎn)品質(zhì)量。熱泵精餾以工質(zhì)的來(lái)源可分為兩大類：一類是直接式熱泵精餾，以塔中的物質(zhì)為工質(zhì)；另一類是間接式熱泵精餾，以額外的循環(huán)物料為工質(zhì)。因回收的潛熱用于過(guò)程本身，又省去了塔頂冷凝器冷卻水和塔釜加熱蒸氣，熱泵系統(tǒng)中壓縮消耗的能量，是唯一由系統(tǒng)外提供的，相當(dāng)于只有再沸器直接加熱消耗能量的20％40％，故可使精餾的能耗明顯減少。熱泵精餾是依據(jù)熱力學(xué)第二定律，靠補(bǔ)償或消耗機(jī)械功，將塔頂?shù)蜏卣魵饧訅荷郎兀鳛楦邷厮募訜釤嵩?。化工精餾的同時(shí)，選用高效導(dǎo)向篩板及新型的填料等分離設(shè)備，不僅能夠提高分離效率，使精餾塔的操作回流比降低，還能夠因?yàn)榫s塔的還能與回流比呈線性關(guān)系，從而成比例地降低的能量消耗。（3）進(jìn)料相對(duì)揮發(fā)度的影響平流三效精餾和逆流三效塔頂進(jìn)料的節(jié)能率隨著進(jìn)料相對(duì)揮發(fā)度的增大而逐漸下降， 順流三效塔釜進(jìn)料、 順流三效塔頂進(jìn)料和逆流三效塔釜進(jìn)料的節(jié)能率隨著進(jìn)料相對(duì)揮發(fā)度的增大而顯著下降，甚至為負(fù)值，所以三效精餾適用于進(jìn)料相對(duì)揮發(fā)度較小的情況，以不超過(guò) 6 為宜。其中，順流三效塔釜進(jìn)料的節(jié)能率明顯不如其它3種流程，在進(jìn)料輕組分含量低時(shí)甚至不節(jié)能。逆流三效塔釜進(jìn)料精餾的節(jié)能率隨著溫度的升高顯著下降，所以適用于常溫進(jìn)料物系。 順流三效塔釜進(jìn)料、順流三效塔頂進(jìn)料和逆流三效塔頂進(jìn)料精餾的節(jié)能率均隨著進(jìn)料溫度的升高而上升，在低溫時(shí)上升平穩(wěn)，當(dāng)進(jìn)料溫度大于氣液混合狀態(tài)溫度后，節(jié)能率急劇上升。e． 逆流三效塔頂進(jìn)料精餾從低壓塔進(jìn)料，中壓塔的塔頂蒸汽作為低壓塔塔底再沸器的熱源，中壓塔塔頂冷凝器與低壓塔塔底再沸器合為一個(gè)設(shè)備，中壓塔的塔頂蒸汽換熱后一部分作為中壓塔的塔頂回流，另一部分為高壓塔進(jìn)料，低壓塔塔頂設(shè)有冷凝器，產(chǎn)品為中壓塔進(jìn)料，塔底有產(chǎn)品采出，中壓塔和高壓塔亦如此，高壓塔塔底設(shè)有再沸器，三塔塔底均有產(chǎn)品采出，只有高壓塔塔頂有產(chǎn)品采出。c．逆流三效塔釜進(jìn)料精餾從低壓塔進(jìn)料，中壓塔的塔頂蒸汽作為低壓塔塔底再沸器的熱源，中壓塔塔頂冷凝器與低壓塔塔底再沸器合為一個(gè)設(shè)備，中壓塔的塔頂蒸汽換熱后一部分作為中壓塔的塔頂回流，另一部分為塔頂采出產(chǎn)品，低壓塔塔頂設(shè)有冷凝器，有產(chǎn)品采出，塔底出液為中壓塔進(jìn)料，中壓塔和高壓塔亦如此，高壓塔塔底設(shè)有再沸器，三塔塔頂均有產(chǎn)品采出，只有高壓塔塔底有產(chǎn)品采出。三效精餾按進(jìn)料方向與操作壓力梯度方向是否一致及進(jìn)料的位置不同可劃分為5種流程，即平流三效精餾、順流三效塔釜進(jìn)料精餾、逆流三效塔釜進(jìn)料精餾、順流三效塔頂進(jìn)料精餾和逆流三效塔頂進(jìn)料精餾，具體工藝過(guò)程分別如下:a．平流三效精餾低壓塔、中壓塔和高壓塔都有進(jìn)料，高壓塔的塔頂蒸汽作為中壓塔塔底再沸器的熱源，高壓塔塔頂冷凝器與中壓塔塔底再沸器合為一個(gè)設(shè)備，中壓塔和低壓塔亦如此，三塔的塔頂和塔底均有產(chǎn)品采出。結(jié)果表明，逆流雙效精餾的節(jié)能率均隨進(jìn)料溫度的先升高后下降再升高，氣體進(jìn)料作再沸器熱源雙效精餾最好應(yīng)用在進(jìn)料溫度在露點(diǎn)附近，節(jié)能效果更佳。３種逆流雙效精餾流程的節(jié)能率均隨著進(jìn)料溫度的升高而下降，雙效精餾最好應(yīng)用在進(jìn)料溫度小于泡點(diǎn)溫度的情況下。圖7 逆流雙效精餾流程三近幾年來(lái)，逆流雙效精餾的研究方向主要是使用模擬軟件aspenplus以及proⅡ等，對(duì)工藝流程進(jìn)行模擬，著重考慮了系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制交互作用，達(dá)到優(yōu)化的目的。圖5 逆流雙效精餾流程一流程二，原料進(jìn)入低壓塔，其塔底采出作為原料送入高壓塔，高壓塔塔頂蒸汽向低壓塔塔釜提供熱量，兩塔塔頂均有產(chǎn)品采出，而塔底只有高壓塔有產(chǎn)品采出，見(jiàn)圖6。對(duì)逆流雙效精餾，根據(jù)高壓塔進(jìn)料的來(lái)源以及產(chǎn)品的出處，又可以將雙效逆流的工藝流程分為３種。雖然設(shè)備投資增加了，但年運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用節(jié)省40%以上。當(dāng)熱源溫度較高，再沸器中有足夠的傳熱溫差和需要高回流比時(shí)，使用平流雙效精餾較好。然后提出一些優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算方法，分析優(yōu)化各個(gè)工藝參數(shù)，進(jìn)而得到最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。只給高壓塔提供熱源，工作蒸汽的走向與雙效順流精餾相同，高壓塔頂冷凝釋放的潛熱做為低壓塔再沸器的熱源，這樣就較大程度上節(jié)省了能源，流程見(jiàn)圖4。并從塔的理論板數(shù)和總費(fèi)用之間的關(guān)系評(píng)估設(shè)備費(fèi)用，得出了雙效順流的節(jié)能潛力。以乙醇－水體系為研究對(duì)象，得出了順流雙效適用于重組分含量高時(shí)，最大節(jié)能率可達(dá)50%。肖豐和高維平通過(guò)建立數(shù)模，采用簡(jiǎn)捷優(yōu)化法與逐板嚴(yán)格計(jì)算相結(jié)合的方法對(duì)雙效順流過(guò)程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，分析評(píng)價(jià)了節(jié)能的效果， 節(jié)能可達(dá)到30%， 在實(shí)際中已經(jīng)推廣使用。以能耗為目標(biāo)函數(shù)，塔頂?shù)恼羝孔鳛闆Q策變量，來(lái)確定最佳的操作條件。雙效順流是流程向高壓塔提供熱量，高壓塔頂蒸汽的冷凝熱供低壓塔底再沸器使用，高壓塔的釜底液作為低壓塔的原料液，其流程見(jiàn)圖3。利用加壓精餾 塔冷凝器作為熱源，向常壓精餾塔再沸器（熱井）供熱，將加壓精餾塔冷凝器和 常壓精餾塔再沸器耦合成冷凝再沸器，實(shí)現(xiàn)熱集成，達(dá)到節(jié)能目的。多效精餾由于效數(shù)的增加，加熱蒸氣用量減少，能耗降低，但效數(shù)越多，設(shè)備投資費(fèi)用增加，且受到第一級(jí)加熱蒸氣壓力及末級(jí)冷卻介質(zhì)種類的限制，操作愈發(fā)困難，一般由單效改為雙效可節(jié)能50％，雙效到三效η增加17％，三效到四效η僅增加了8％，可見(jiàn)，多效精餾后所產(chǎn)生的節(jié)能效果不斷下降，因此工業(yè)上一般采用雙效精餾，其工藝流程按加熱蒸氣和物料的流向不同，分