錢伯章

（上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室)

節(jié)能的塔器和分離技術(shù)綜述

錢伯章*

（上海擎督信息科技有限公司金秋能源石化工作室)

從塔器內(nèi)件和新型塔器等方面闡述了節(jié)能塔器和分離技術(shù)的研究進(jìn)展。其內(nèi)容包括：新型填料，塔器內(nèi)件改進(jìn)，NS復(fù)合并流塔板，無塔蒸餾精制設(shè)備，熱集成蒸餾塔，超重力場(chǎng)精餾技術(shù)，以及節(jié)能的分壁式塔器技術(shù)等。

塔器分離技術(shù)節(jié)能蒸餾填料篩板脫硫超重力場(chǎng)

0 前言

蒸餾是目前應(yīng)用最廣、總能耗最大的化工分離過程。

精（分）餾塔是化工行業(yè)應(yīng)用最普遍的裝置之一，但傳統(tǒng)精餾方式的能耗高、熱力學(xué)效率低。

隨著煉油、化工、環(huán)境等領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展和興起，蒸餾分離過程大處理量、連續(xù)化操作的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。但蒸餾是高能耗的分離過程。在美國，蒸餾能耗約占化工行業(yè)能耗的17.6%。大部分國家的這一比例更高，占到25%～40%。塔器一般占設(shè)備總投資的20%左右，有的甚至高達(dá)50%。在大型工業(yè)化生產(chǎn)過程中，無法避免地遇到產(chǎn)品的高純度與高能耗的矛盾，蒸餾技術(shù)的強(qiáng)化與節(jié)能顯得尤為重要，成為各國普遍關(guān)注的科研課題。

1 節(jié)能型塔器內(nèi)件

1.1 塔器內(nèi)件改進(jìn)

美國《化學(xué)工程》報(bào)道，美國UOP公司開發(fā)的一種新型蒸餾設(shè)施在韓國LG公司麗水的石化裝置上實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，改造的蒸餾塔也將投產(chǎn)，預(yù)計(jì)乙烯處理量是以前普通塔盤的兩倍。普通篩板塔或固定閥塔盤的產(chǎn)能受到泡沫高度和可夾帶液體量的限制，而UOP的SimulFlow技術(shù)通過在每一塔段將所有的液體都夾帶到氣體中避免形成泡沫，其高處理量是通過在一個(gè)接觸通道內(nèi)使液體和氣體共流并采用高效氣液相分離器而實(shí)現(xiàn)的。SimulFlow技術(shù)與篩板塔的不同之處在于，它具有多個(gè)水平的接觸組件。每個(gè)組件都包括一個(gè)下行導(dǎo)管和兩個(gè)氣液分離器。后者位于下行導(dǎo)管的對(duì)面，在下行導(dǎo)管和分離器之間形成兩個(gè)氣液共流通道。下行的液體通過位于下行導(dǎo)管底部的噴管分散，并被上行的氣體夾帶。兩相混合，然后經(jīng)分離器分離。在LG化工公司裝置的案例中，主要由乙烯和乙烷組成的混合物進(jìn)到塔中，由塔頂?shù)玫礁呒兌纫蚁?，而乙烷凝聚并從塔底回收。圖1所示為SimulFlow新型蒸餾技術(shù)示意圖。高效率24%和29%。開發(fā)方認(rèn)為，該設(shè)計(jì)除增加傳質(zhì)效率外，由于滯流區(qū)不起到作用，消除塔盤上的液相滯流區(qū)可以提高塔的效能。該降液管分布器技術(shù)自2008年開始已經(jīng)在多個(gè)工業(yè)蒸餾塔上得到應(yīng)用，用戶中包括馬來西亞石油公司。

圖1 SimulFlow新型蒸餾技術(shù)

圖2 降液管分布器

據(jù)美國《化學(xué)工程》報(bào)道，美國化學(xué)工程協(xié)會(huì)（AIChE）2010年春季會(huì)議（圣安東尼奧，得克薩斯，3月21-25日）上提出了一種新型蒸餾塔盤降液管分布器設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)可以改善液流方式，提高傳質(zhì)效率。降液管分布器由AMT國際協(xié)會(huì)（得克薩斯州普萊諾市）和馬來西亞石油公司共同承擔(dān)的聯(lián)合研究項(xiàng)目開發(fā)，該項(xiàng)目的目的是消除典型蒸餾塔盤上常見的相對(duì)于理想液相流動(dòng)方式的偏差。由于液相滯流區(qū)的存在，塔盤上流體的返流會(huì)形成這種偏差。降液管分布器技術(shù)可使流體在降液管內(nèi)部和離開降液管時(shí)定向流動(dòng)和分散。在AMT降液管分布器內(nèi)部（如圖2所示），通過“獨(dú)特設(shè)計(jì)的、傾斜式、三角形的分布孔”，液體按照預(yù)先規(guī)定好的比例進(jìn)行分布，形成和保持統(tǒng)一的柱塞流流動(dòng)方式。在測(cè)試中，在常規(guī)操作條件和同樣的浮閥塔盤下，相比現(xiàn)有的降液管構(gòu)造，新型降液管分布器始終能提高塔盤效率5%～10%。AMT認(rèn)為，將該降液管分布器技術(shù)與其高效大通量浮閥塔盤相結(jié)合，應(yīng)用于大規(guī)模的工業(yè)液化氣和脫丙烷塔，分別可提

1.2 新型填料

由江西萍鄉(xiāng)車田工業(yè)瓷廠自主研發(fā)的一種節(jié)能高效的新型填料——流線形規(guī)整波紋填料2009年9月下旬通過清華大學(xué)化學(xué)工程系實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。測(cè)試顯示，這一產(chǎn)品具有較高的節(jié)能效果。清華大學(xué)檢測(cè)人員在對(duì)流線形規(guī)整波紋填料與普通規(guī)整波紋填料進(jìn)行對(duì)比測(cè)試后得出結(jié)論，這種新型填料相對(duì)于普通填料具有較低的壓力降，說明這種填料可以在較高的氣液負(fù)荷下運(yùn)行；在較高的氣液負(fù)荷下（Fv>1.5），流線形填料因壓力降比較小，可正常操作，并表現(xiàn)出了較好的傳質(zhì)性能。據(jù)介紹，當(dāng)前用于化工、石化等行業(yè)的干燥塔、洗滌塔和精餾分離塔設(shè)備中的填料有多種，而精餾分離塔目前大都采用由若干塊波紋形板相互交錯(cuò)疊加形成的波紋填料。傳統(tǒng)填料流動(dòng)阻力大，降低了液體精餾的分離效果，而新研發(fā)成功的流線形專利產(chǎn)品解決了這一問題。

杭州快凱高效節(jié)能新技術(shù)有限公司宣布，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型導(dǎo)流網(wǎng)格填料已由該公司開發(fā)成功。多家煤化工企業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，新型填料較傳統(tǒng)填料塔阻力大大降低，溶液循環(huán)量減少約25%，相應(yīng)節(jié)電約25%。

據(jù)稱，新產(chǎn)品填料比表面積成倍增加，具有良好的液體均勻分布性能和導(dǎo)流性能。液體在填料表面的自分布能力好，可避免填料表面干流區(qū)（盲區(qū)）的產(chǎn)生。液體能在柵板表面很好地濕潤形成薄膜，使氣液接觸的實(shí)際有效表面積達(dá)到理想值，傳質(zhì)（傳熱）效率高。規(guī)則的垂直流道懸浮物很難淤積于填料內(nèi)，使得壓降低，不易堵塔，塔阻小，生產(chǎn)運(yùn)行周期長。產(chǎn)品一次注塑成型，具有抗壓強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、使用壽命長、不倒塌等優(yōu)點(diǎn)。

該導(dǎo)流網(wǎng)格填料已獲國家專利授權(quán)。浙江江山雙氧水有限公司在脫硫系統(tǒng)采用該填料對(duì)傳統(tǒng)的脫硫系統(tǒng)填料塔進(jìn)行改造，取代原規(guī)整填料和散堆填料。運(yùn)行一年多的工況表明，填料層阻力未見升高，填料未停車清洗。福建邵武化肥有限公司將該產(chǎn)品應(yīng)用在造氣系統(tǒng)洗氣塔及氣柜進(jìn)、出口冷卻塔等設(shè)備上，降溫冷卻、煤塵洗滌效果好。與原來空塔噴淋工況相比，氣體溫度普遍降低8～9℃，洗氣塔出口洗滌水中煤塵含量明顯增多，且運(yùn)行近一年半來填料層阻力未見升高，填料未停車清洗。截至目前，已有杭州龍山化工、安徽晉煤金龍?jiān)椿?、安徽潁上鑫泰化工等多家企業(yè)在技改中選擇該產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)高效、安全平穩(wěn)運(yùn)行。

1.3 我國塔器分離新技術(shù)躋身國際先進(jìn)行列

南京大學(xué)分離工程研究中心經(jīng)過10年攻關(guān)，研發(fā)成功節(jié)能減排效果突出的塔器分離新技術(shù)，2010年4月11日，這項(xiàng)技術(shù)通過中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)組織的鑒定。專家組認(rèn)為，新型塔器分離技術(shù)總體已達(dá)國際先進(jìn)水平，其中菱形母子浮閥等技術(shù)屬國際首創(chuàng)。

截至目前，該項(xiàng)成果已在國內(nèi)幾十家企業(yè)獲得應(yīng)用，累計(jì)回收有機(jī)溶劑67萬t，減排氮氧化物40.4萬t，資源化制取50%硝酸112.5萬t，至少節(jié)約2萬t標(biāo)準(zhǔn)煤產(chǎn)生的蒸汽，為企業(yè)累計(jì)新增產(chǎn)值130億元。該項(xiàng)目已獲國家發(fā)明專利12項(xiàng)。

南京大學(xué)分離工程研究中心以開發(fā)過程工業(yè)中化學(xué)混合物分離技術(shù)為重點(diǎn)，歷時(shí)10年，在節(jié)能減排塔器分離新技術(shù)的研究與應(yīng)用上取得突破。科研人員基于非平衡熱力學(xué)熵增速率函數(shù)，將塔板的熵增速率與其具體結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行直接關(guān)聯(lián)，提出了節(jié)能型新結(jié)構(gòu)塔板設(shè)計(jì)方法。這一新方法在國內(nèi)外塔板研究史上尚屬首次。工程化測(cè)試表明，基于此新方法研制的超級(jí)浮閥塔板與傳統(tǒng)的導(dǎo)向梯形浮閥塔板相比，干板壓降只相當(dāng)于傳統(tǒng)塔板的42%，液相板效率平均提高36%，操作彈性是傳統(tǒng)塔板的1.67倍，在工業(yè)上使用可大幅提高分離效率并降低能耗。

在此基礎(chǔ)上，課題組又研制出氮氧化物廢氣資源化處理新工藝裝備和精紡過程中有機(jī)溶劑二甲基乙酰胺的高純回收新工藝裝備。這兩項(xiàng)裝備的工業(yè)應(yīng)用結(jié)果表明，工業(yè)廢氣中99%以上的氮氧化物活性成分可被捕集并制成硝酸循環(huán)使用，尾氣中氮氧化物含量遠(yuǎn)低于50 mg/m3的國標(biāo)規(guī)定；回收的二甲基乙酰胺完全滿足高質(zhì)量氨綸聚合纖維生產(chǎn)的需要，回收率高達(dá)99.5%以上，其產(chǎn)品純度和水、堿、酸的含量均為國際同類技術(shù)最好水平。

當(dāng)前我國面臨嚴(yán)峻的節(jié)能減排形勢(shì)，過程工業(yè)中化學(xué)物質(zhì)的高精度分離、化石燃料和原料的有效利用以及“三廢”中化學(xué)物質(zhì)的資源化回收等，都迫切需要高效分離技術(shù)。

我國煉油、石化行業(yè)大型塔器分離裝置整體技術(shù)水平落后國外的狀況已經(jīng)成為歷史。南京大學(xué)等創(chuàng)造性地將分離過程中的能耗與塔板的結(jié)構(gòu)參數(shù)、塔板傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)、流體力學(xué)等建立了直接的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)，站在理論的高度指導(dǎo)分離塔器新塔板的研制，并基于此研發(fā)出超級(jí)浮閥塔板（SVT），讓與塔器分離相關(guān)的所有工業(yè)過程都受益，也讓中國塔器分離裝備從只能仿制國外一躍成為該領(lǐng)域的國際領(lǐng)頭羊。該成果因此獲得了2011年度國家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

在石化和化工生產(chǎn)過程中，原料純化、產(chǎn)品分離、排放物無害化資源化處理等都需要進(jìn)行分離操作。分離工程也因此與反應(yīng)工程并稱為化學(xué)工程的兩大支柱。塔器分離為熱分離過程，是耗能的主要單元，在化工生產(chǎn)裝置的總能耗中所占比例較大。因此，塔器分離效率、通量、阻力降的高低對(duì)石化和化工企業(yè)的節(jié)能減排成效至關(guān)重要，而決定上述塔器性能的關(guān)鍵是傳質(zhì)元件。

現(xiàn)有的板式塔存在通量較小、效率偏低、能耗較高等弊病。過去的百年中，無論是美日歐，還是我國，研發(fā)一款新型塔板都是基于經(jīng)驗(yàn)法，而經(jīng)驗(yàn)法的先天缺陷使其難以真正研發(fā)出先進(jìn)高效的塔板分離裝備。從非平衡熱力學(xué)理論入手研發(fā)新型超級(jí)塔板裝備，是占領(lǐng)世界板式塔技術(shù)制高點(diǎn)的一條最根本、最具技術(shù)突破性的道路，但也是最難走的一條技術(shù)路線。該團(tuán)隊(duì)在國際上首次使用非平衡熱力學(xué)理論中熵增速率目標(biāo)函數(shù)法研制出了超級(jí)浮閥塔板。

實(shí)際生產(chǎn)證明，在同樣的塔器分離過程中，SVT是能耗最低的塔板傳質(zhì)元件，它同時(shí)具備高效率、高通量、低壓降、寬操作彈性等特點(diǎn)。以苯和甲苯的分離過程為例，與傳統(tǒng)裝置相比，同樣大小的SVT裝置，處理通量可以提高36%，效率可以提高18%～20%，操作彈性比原來高一倍，綜合節(jié)能達(dá)15%～16%。

為便于工程設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)，該團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研發(fā)了SVT的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件和專用模具、生產(chǎn)線。據(jù)了解，SVT目前已推廣應(yīng)用于60余套裝置，分布在石化、煤化工、冶金、化肥、制藥、紡織等多個(gè)行業(yè)，遍及18個(gè)省區(qū)。截至2010年12月，已累計(jì)回收正丁醇等有機(jī)溶劑105萬t；減排氮氧化物（NOx）氣體43.5萬t，制取50%的硝酸145萬t循環(huán)使用；已節(jié)能相當(dāng)于18.15萬t標(biāo)準(zhǔn)煤（年均3.138萬t）；已節(jié)水325萬t（年均50萬t）。

在SVT等新裝備基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)繼而又研發(fā)了NOx資源化處理、二甲基乙酰胺超高純化、低含量有機(jī)溶劑回收等多項(xiàng)節(jié)能減排新工藝技術(shù)系統(tǒng)。

俗稱“黃龍”的NOx是大氣主要污染源之一，國內(nèi)外普遍用高溫催化還原法處理，需要消耗大量的熱能和貴金屬催化劑，噸處理成本為1000～10 000美元，且效率很難達(dá)到95%。該團(tuán)隊(duì)獨(dú)創(chuàng)的MOAPTS工藝技術(shù)系統(tǒng)將NOx廢氣引入到安裝有SVT塔板的反應(yīng)吸收處理系統(tǒng)中，常溫下不加任何催化劑，不需任何化學(xué)溶劑，只要往系統(tǒng)里鼓入空氣、加入適量水，就可以將NOx捕集下來制成硝酸。該工藝在中石油、中石化和中科院5家企業(yè)應(yīng)用表明，NOx活性組分的轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.5%以上，與美國的SCR和日本的NPCP等技術(shù)相比，噸處理成本不到其1/10。

此外，他們開發(fā)的ISAD工藝技術(shù)系統(tǒng)解決了氨綸生產(chǎn)中危險(xiǎn)品二甲基乙酰胺（DMAc）回收的難題，獲得的DMAc純度為99.995%，完全達(dá)到醫(yī)用級(jí)氨綸所要求的標(biāo)準(zhǔn)。該技術(shù)不僅扭轉(zhuǎn)了國內(nèi)企業(yè)僅能從日、美、韓進(jìn)口的局面，而且被國外在華企業(yè)紛紛采用，被專家評(píng)價(jià)為國際同類技術(shù)最好水平。SVT等技術(shù)屬國際首創(chuàng)。在國際上，SVT也得到了廣泛認(rèn)可，并在中國、美國、歐洲都獲得了發(fā)明專利授權(quán)。

1.4 節(jié)能的NS復(fù)合并流塔板

2013年9月底，中國石油大學(xué)（華東重質(zhì)油國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的大通量、低壓降、高效率的新型塔內(nèi)件NS復(fù)合并流塔板技術(shù)，已在75座塔器的擴(kuò)能改造和新建裝置中應(yīng)用。結(jié)果表明，僅更換塔板就可提高處理能力2倍以上，同時(shí)提高效率30%以上，節(jié)能50%以上，節(jié)省投資80%以上，解決了現(xiàn)有裝置處理量翻番的擴(kuò)量節(jié)能改造難題。

塔板和填料是應(yīng)用最廣的蒸餾分離元件。由于塔板和填料技術(shù)相對(duì)成熟，國內(nèi)外相關(guān)研究已接近極限，單項(xiàng)研究難以取得突破性提升。中國石油大學(xué)通過塔板和規(guī)整填料高效耦合、氣液相界面?zhèn)髻|(zhì)強(qiáng)化調(diào)控，板式塔和填料塔優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分利用塔內(nèi)空間，將NS傾斜長條立體塔板與三維規(guī)整填料耦合，開發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大通量高效高操作彈性NS復(fù)合并流塔板技術(shù)，有效解決了并流傳質(zhì)填料在大型塔器中的應(yīng)用難題，效率、通量和操作彈性跨越式提高。

同時(shí)，該校開發(fā)了系列配套塔內(nèi)件，構(gòu)建了NS復(fù)合并流塔板設(shè)計(jì)工藝軟件包、專用加工模具和生產(chǎn)線，消除了工業(yè)化應(yīng)用的瓶頸。舊塔擴(kuò)量節(jié)能改造采用此項(xiàng)技術(shù)，在塔體不變、外殼降液管和支撐圈不動(dòng)的情況下，僅更換塔內(nèi)件，即可將設(shè)計(jì)產(chǎn)量提高70%～200%，正常操作范圍為設(shè)計(jì)量的40%～200%，且可提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低能耗，投資僅為傳統(tǒng)設(shè)備的1/5～1/3，此外還可大幅度縮短施工工期。新塔器設(shè)計(jì)采用此項(xiàng)技術(shù)，同等處理能力可縮小塔截面積50%以上，或減少并聯(lián)套數(shù)50%以上，減少設(shè)備投資1/2～2/3。

1.5 節(jié)能的無塔蒸餾精制設(shè)備

經(jīng)過7年攻關(guān)，河南省安陽高新區(qū)當(dāng)代化工研究所宣布，成功研制出無塔蒸餾精制系列設(shè)備，開辟出一條無塔蒸餾生產(chǎn)新途徑。據(jù)介紹，該系列設(shè)備于2009年年底定型，包含無塔蒸餾機(jī)、無塔精餾機(jī)、甲醇乙醇無塔精制機(jī)三大類，可單獨(dú)或組合使用，此前國內(nèi)外尚未見該類技術(shù)報(bào)道。無塔蒸餾機(jī)可以生產(chǎn)90%～95%含量醇，無塔精餾機(jī)可以生產(chǎn)96%～99.5%含量醇，甲醇乙醇精制機(jī)則達(dá)到99.9%～99.95%無水醇和色譜純指標(biāo)。系列產(chǎn)品組合使用時(shí)，可以把15%～30%低度醇一次提高到99.9%～99.95%。目前，無塔蒸餾精制設(shè)備已申報(bào)發(fā)明和實(shí)用新型專利，新型系列提純?cè)O(shè)備樣品機(jī)已公開展示。

無塔蒸餾（精餾）的實(shí)現(xiàn)得益于他們發(fā)現(xiàn)的一種新提純?cè)?。大量?shí)驗(yàn)證明，小巧的無塔分離器提純效果與蒸餾釜上7～25 m的高塔效果相同。新設(shè)備體積大幅縮小，投資更少，基建周期短，操作簡(jiǎn)單，普通廠房即可生產(chǎn)，能耗與傳統(tǒng)蒸餾塔相同或略低。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，化工生產(chǎn)過程中40%～70%的能耗用于分離，其中蒸餾能耗約占95%，蒸餾塔占設(shè)備總投資的25%左右，因此矮塔和無塔蒸餾將是未來的發(fā)展方向，在這一領(lǐng)域我國已位居世界前列。此前浙江工業(yè)大學(xué)分離研究所推出了全球第一臺(tái)折流式超重力旋轉(zhuǎn)床，將蒸餾塔大幅度矮化，清華大學(xué)評(píng)價(jià)其為“化工生產(chǎn)跨世紀(jì)的晶體放大器”。安陽當(dāng)代化工研究所此次發(fā)明的無塔蒸餾精制設(shè)備則開啟了無塔提純新時(shí)代。

1.6 有助于大量節(jié)能的熱集成蒸餾塔

一種新的蒸餾系統(tǒng)與常規(guī)蒸餾塔相比，可使能耗節(jié)減高達(dá)50%，該系統(tǒng)由日本東洋工程公司與日本先進(jìn)工業(yè)科學(xué)和技術(shù)國家研究院（AIST）合作開發(fā)。東洋工程公司對(duì)該過程擁有獨(dú)家轉(zhuǎn)讓權(quán)，其商品名稱為SuperHIDiC，并計(jì)劃在石油煉制、石油化工和精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)裝置中予以應(yīng)用。

SuperHIDiC基于熱集成的蒸餾塔（HIDiC），東洋工程公司通過進(jìn)一步開發(fā)，改進(jìn)了性能并克服了與“傳統(tǒng)的”HIDiC相關(guān)的困難。SuperHIDiC具有更簡(jiǎn)單的機(jī)械配置，但可以實(shí)現(xiàn)與以前HIDiC類似的或更好的節(jié)能性能。

新系統(tǒng)（見圖3）將蒸餾塔分成精餾和汽提兩個(gè)部分，在每一段的中間部分進(jìn)行熱交換。采用熱虹吸系統(tǒng)使混合物進(jìn)行循環(huán)，而不采用泵送操作。使用一臺(tái)壓縮機(jī)以提升塔內(nèi)壓力和溫度，側(cè)線換熱與熱泵的組合使能耗減少了一半。

圖3SuperHIDiC蒸餾系統(tǒng)基于熱集成的蒸餾塔

東洋工程公司表示，除了節(jié)約能源外，Super-HIDiC更易于維護(hù)，與現(xiàn)有的HIDiC系統(tǒng)相比，可在更寬的范圍內(nèi)應(yīng)用。

1.7 節(jié)能的芳烴回收抽提蒸餾技術(shù)

美國AMT國際公司和韓國LG化學(xué)公司于2013年9月底宣布，已經(jīng)成功地采用新的萃取蒸餾（ED）過程用于芳烴回收，使LG化學(xué)公司在麗水裝置的現(xiàn)有環(huán)丁砜液液萃取（LLE）單元進(jìn)行了轉(zhuǎn)換。這項(xiàng)技術(shù)由AMT國際公司和臺(tái)灣中油公司聯(lián)合開發(fā)。這一轉(zhuǎn)換可重新利用大部分現(xiàn)有的設(shè)備，僅增加一個(gè)新的萃取蒸餾（ED）塔，并重新利用原來的環(huán)丁砜溶劑而不進(jìn)行任何修改。新的ED單元于2013年4月下旬投用，實(shí)現(xiàn)了所有改造目標(biāo)，包括節(jié)能超過35%（與以前的LLE單元中抽提汽提塔負(fù)荷相比），產(chǎn)量增加超過12%（僅限于固有的現(xiàn)有設(shè)備能力），并可使抽余液、苯和甲苯純度以及回收率均合格。LG化學(xué)公司預(yù)計(jì)投資回收期小于12個(gè)月。

從重整生成油或裂解汽油混合物回收芳烴可通過圖4所示的流程，即LLE（流程圖左）或ED（流程圖右）過程來實(shí)現(xiàn)。ED過程與傳統(tǒng)的LLE過程相比，通常需要更少的設(shè)備和更低的能耗，但它受到原料的沸點(diǎn)范圍的限制，重質(zhì)烴類在貧溶劑中和兩個(gè)液相蒸餾中集積。AMT國際公司與中油公司合作，通過將中油公司位于高雄用于BTX（苯，甲苯，二甲苯）芳烴回收的裂解汽油環(huán)丁砜LLE單元轉(zhuǎn)換成ED單元，已經(jīng)進(jìn)行了長期的工藝技術(shù)開發(fā)計(jì)劃。這項(xiàng)工作已經(jīng)解決了ED過程中所有的不足，并表現(xiàn)出超過LLE過程的顯著優(yōu)勢(shì)。這種新的ED過程技術(shù)的亮點(diǎn)包括以下內(nèi)容：可從全范圍（C6～C8）重整生成油或裂解汽油原料直接有效地回收BTX芳烴，而無需預(yù)切割C8+組分；使用原來的環(huán)丁砜作為ED溶劑，無需修改；在ED塔中應(yīng)用專有的工藝和傳質(zhì)設(shè)備設(shè)計(jì)和操作，可達(dá)到有效的三相（L+L+V）分餾；貧溶劑中重質(zhì)烴類的控制，可保持最佳的溶劑性能。

圖4 新的芳烴回收抽提蒸餾技術(shù)采用前后流程

1.8 超重力場(chǎng)精餾技術(shù)

浙江工業(yè)大學(xué)開發(fā)的超重力場(chǎng)精餾技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，其專利產(chǎn)品為折流式超重力床。這個(gè)僅1 m高的設(shè)備可代替約10 m的傳統(tǒng)精餾塔，不僅使設(shè)備體積大大縮小，并且在分離熱敏性物料或者高黏度物料方面較傳統(tǒng)設(shè)備具有明顯優(yōu)勢(shì)。目前該設(shè)備已在全國推廣應(yīng)用近300套，該技術(shù)成果獲得了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

2011年11月底，浙江工業(yè)大學(xué)分離工程研究所研發(fā)的折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，用戶反映甚佳。與傳統(tǒng)的塔器設(shè)備相比，設(shè)備高度降低1至2個(gè)數(shù)量級(jí)，可大大節(jié)省場(chǎng)地和材料資源，是一種典型的資源節(jié)約型設(shè)備。該發(fā)明的這項(xiàng)專利產(chǎn)品已在國內(nèi)300多家企業(yè)成功用于甲醇、乙醇等溶劑回收的精餾過程和高黏度、熱敏性物料中殘余溶劑的汽提過程，并開創(chuàng)了在單臺(tái)超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床設(shè)備中完成工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)精餾的先河。

超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床又稱超重力機(jī)，是20世紀(jì)80年代初從國外先發(fā)展起來的一種新型氣液傳質(zhì)設(shè)備。其典型的結(jié)構(gòu)是填充式旋轉(zhuǎn)床，其基本原理是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一種穩(wěn)定的離心力場(chǎng)來代替常規(guī)重力場(chǎng)，使氣液兩相之間的傳質(zhì)傳熱或反應(yīng)過程得到強(qiáng)化。由于旋轉(zhuǎn)床設(shè)備具有體積小、重量輕、維修方便、靈活可靠等優(yōu)點(diǎn)，因而被稱為“化學(xué)工業(yè)的晶體管”。我國對(duì)于該技術(shù)的研發(fā)在1985年前基本空白，1990年北京化工大學(xué)建立了我國第一家超重力工程技術(shù)研究中心，之后華南理工大學(xué)、湘潭大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、國立臺(tái)灣大學(xué)等一些高等院校也都相繼對(duì)其基礎(chǔ)理論展開研究，包括對(duì)旋轉(zhuǎn)床內(nèi)的流體流動(dòng)現(xiàn)象、流體力學(xué)特性、氣液傳遞過程及傳質(zhì)模型、停留時(shí)間測(cè)定、微觀混合特性及模型以及旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)對(duì)傳質(zhì)的影響等方面，并取得了不同程度的突破。

據(jù)介紹，折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床是浙江工業(yè)大學(xué)經(jīng)過多年努力，于2004年成功開發(fā)出的一種動(dòng)、靜折流圈鑲嵌的旋轉(zhuǎn)床設(shè)備，主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)中的精餾、吸收、解吸、除塵以及氣液、液液化學(xué)反應(yīng)等化工單元操作。該設(shè)備在研發(fā)過程中采用了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，使設(shè)備整體性能大大提升。

針對(duì)填充式、碟片式、螺旋式旋轉(zhuǎn)床分離能力不足以及無法使用單臺(tái)設(shè)備用于連續(xù)精餾等問題，浙江工業(yè)大學(xué)分離工程研究所的科研人員創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)出折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床裝置和多層折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床裝置，實(shí)現(xiàn)了氣液逆向接觸流動(dòng)的功能，并可成倍提高理論塔板數(shù)。他們還成功地將折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床裝置應(yīng)用于連續(xù)精餾，實(shí)現(xiàn)了單臺(tái)多層式設(shè)備中多單元操作的工藝集成，如汽提與精餾、反應(yīng)與吸收、精餾與萃取?！斑@是目前國際上的其他旋轉(zhuǎn)床所無法實(shí)現(xiàn)的。”計(jì)建炳介紹，在結(jié)構(gòu)上，該設(shè)備采用了轉(zhuǎn)子上蓋板靜止，解決了動(dòng)與靜的矛盾，省掉了轉(zhuǎn)子與氣相出口之間的動(dòng)密封，提高了設(shè)備的可靠性，降低了制作難度，并可在同一臺(tái)設(shè)備上串聯(lián)安裝兩組以上的轉(zhuǎn)子。

2004年在浙江省某藥企投入使用的第一套折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床設(shè)備6年來一直保持運(yùn)行穩(wěn)定。采用該設(shè)備最明顯的好處在于，一是不需要專門用于精餾塔的框架，整個(gè)精餾裝置的占地面積減少，可以靈活利用空間，若采用分布式溶劑回收的方法，甚至不再需要溶劑回收車間；二是持液量小，開停車時(shí)間短，一般開車15 min就可以正常進(jìn)出料；三是設(shè)備安裝維護(hù)方便，不再需要高空吊裝。2004年，折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床裝置獲得了中國發(fā)明專利；2006年3月，被列為浙江省重大科技計(jì)劃招標(biāo)項(xiàng)目的高效氣液傳質(zhì)設(shè)備超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床項(xiàng)目通過了浙江省科技廳鑒定。

在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排的今天，可大大節(jié)省場(chǎng)地和材料資源、效率高、能耗低的折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床受到企業(yè)熱捧。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該設(shè)備不同于傳統(tǒng)的填料式、蝶片式和螺旋式等旋轉(zhuǎn)床，應(yīng)用于甲醇-水等體系的工業(yè)連續(xù)精餾過程具有效率高、能耗低、體積小等特點(diǎn)，技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。

2016年7月27日，作為脫除煉油裝置尾氣中硫化氫組分的一種全新技術(shù)——超重力脫硫技術(shù)在上海石化4號(hào)煉油裝置首次側(cè)線試驗(yàn)獲得成功。據(jù)了解，脫硫劑在脫除硫化氫的同時(shí)，也會(huì)吸收一部分的二氧化碳，不利于脫硫效率的提高。由上海石化、華東理工大學(xué)和北京化工研究院共同研發(fā)的超重力脫硫技術(shù)，主要研究超重力條件下，高效復(fù)合脫硫劑對(duì)硫磺裝置尾氣的脫硫脫碳選擇性，考察超重力機(jī)轉(zhuǎn)速、填料類型、氣液比、貧液濃度等設(shè)備及操作參數(shù)對(duì)脫硫脫碳效果及選擇性的影響，優(yōu)選適宜的超重力選擇性脫硫設(shè)備參數(shù)及工藝條件，以達(dá)到強(qiáng)化脫硫、調(diào)控脫碳的目的，提高硫化氫脫除效率。在為期24天的試驗(yàn)里，上海石化分別選用了三種不同濃度和類型的脫硫劑，發(fā)現(xiàn)超重力機(jī)轉(zhuǎn)速、氣液比、貧液濃度是影響脫硫脫碳選擇性的關(guān)鍵因素。超重力脫硫技術(shù)可在現(xiàn)有工業(yè)裝置再生塔上正常運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)再生貧液硫含量不高于0.5 g/L時(shí)，可實(shí)現(xiàn)凈化尾氣中硫化氫含量不高于80 mg/Nm3、二氧化碳共吸率不高于20%的目標(biāo)。該技術(shù)的試驗(yàn)成功，不僅可以高效脫除尾氣中的硫化氫組分，提高硫磺回收裝置硫磺回收率，更能減少硫排放，不斷改善煉油裝置的環(huán)保運(yùn)行水平，為煉油裝置提升環(huán)保運(yùn)行水平提供了有價(jià)值的技術(shù)借鑒。

2 節(jié)能的分壁式塔器技術(shù)

2.1 分壁式塔器的應(yīng)用

化工行業(yè)在能耗上花費(fèi)了其總的操作成本的30%～40%。美國煉油廠在能耗上平均花費(fèi)了成本的50%或以上。在俄羅斯、委內(nèi)瑞拉和中東，這個(gè)數(shù)字大約是70%。在石油煉制行業(yè)，蒸餾過程所占的能耗約為40%。美國有4萬座蒸餾塔，估算歐洲大約也有相同數(shù)量的蒸餾塔。世界上還有更多數(shù)量的蒸餾塔。因此，蒸餾是應(yīng)對(duì)能源消耗挑戰(zhàn)的一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。

新型塔器塔盤和填料得到應(yīng)用，新型分壁式蒸餾節(jié)能技術(shù)也得到推廣。采用創(chuàng)新的蒸餾方案可改進(jìn)能效，節(jié)能的分壁式（DW）塔器已投入商業(yè)化應(yīng)用。圖5所示為節(jié)能的分壁式塔器。

圖5 節(jié)能的分壁式塔器

分壁式塔器已由幾家公司應(yīng)用于不同領(lǐng)域：

（1）UOP公司應(yīng)用于煤油分餾裝置，以及UOP公司應(yīng)用于專有的PEP的工藝過程（作為線性烷基苯生產(chǎn)過程的組成部分）；

（2）巴斯夫公司應(yīng)用于化學(xué)品生產(chǎn)；

（3）沙索公司應(yīng)用于1-己烯回收；

（4）?？松梨诠緫?yīng)用于二甲苯分離；

（5）KBR公司為BP公司設(shè)計(jì)的重質(zhì)石腦油分餾；

（6）維巴（Veba）集團(tuán)也有應(yīng)用；

（7）伍德公司為雪佛龍公司設(shè)計(jì)用于從熱解汽油中脫除純苯。伍德公司也將分壁式塔器與萃取精餾相組合，用于BTX芳烴抽提。

使用分壁式塔器可分離三組分混合物，無需使用第二座塔。巴斯夫公司是該技術(shù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)先者。第一座DW塔1985年建成，應(yīng)用于回收精細(xì)化學(xué)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年全世界DW工業(yè)化塔器不足20座，大多由巴斯夫公司建設(shè)和操作。而至2005年7月，己有近60座DW塔器投入運(yùn)行，其中42座為巴斯夫公司擁有，其余為其他公司所建，但其中有一些得到巴斯夫公司的技術(shù)支持，例如位于德國Hollriegelskreuth的林德公司采用巴斯夫關(guān)鍵技術(shù)建設(shè)了三座DW塔器，包括世界上最高的一座高107 m，為南非薩索爾公司用于回收己烯-1。

分壁式塔器，顧名思義，即用直立壁將塔器中間部分分隔開。在典型的操作中，三組分混合物進(jìn)入塔器中間部分分壁的一側(cè)，輕質(zhì)和重質(zhì)組分分別從塔頂和塔底被回收（像常規(guī)蒸餾那樣），中間組分通過位于進(jìn)料口塔器背面一側(cè)，以側(cè)線抽出除去。

采用分壁式（DW）塔器，一方面，可節(jié)能20%～45%，節(jié)約投資約30%；另一方面，可提高產(chǎn)品產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)兩座塔組合成一座塔時(shí)，因?yàn)橹胤衅鞅砻娴臒釓?qiáng)度減小，故在熱敏產(chǎn)品的蒸餾中，可獲得較高的產(chǎn)率和較好的產(chǎn)品質(zhì)量。

巴斯夫公司將DW塔器技術(shù)拓展用于4組分分離（見圖6）。已有三座這類的塔器投入運(yùn)轉(zhuǎn)，用以回收精細(xì)化學(xué)品中間體。4組分分離的關(guān)鍵是這些化學(xué)品的沸點(diǎn)必須相當(dāng)接近，以便限制重沸器和冷凝器之間的溫差。

UOP公司將DW設(shè)計(jì)應(yīng)用于Pacol改進(jìn)工藝（PEP）的工業(yè)化裝置，這種復(fù)雜的分離是UOP公司長鏈烷烴脫氫為長鏈烯烴的Pacol工藝的組成部分（見圖7）。烯烴再與苯烷基化生成線性烷基苯（LAB）。PEP過程在Pacol與烷基化步驟之間，其功能是從Pacol物流中去除重質(zhì)芳烴副產(chǎn)物。在PEP中產(chǎn)生兩股物流，它們?cè)贒W塔中被分離，形成烯烴/烷烴產(chǎn)品，以及苯（用于下游烷基化步驟）。

圖6 分離4組分的分壁式塔器

圖7 UOP公司PEP工藝分壁式塔器

第一套工業(yè)化PEP裝置已在美國投運(yùn)了5年之久，其他三套裝置也在世界各地建設(shè)中。與以前雙塔分餾系統(tǒng)相比，DW設(shè)計(jì)可節(jié)約投資費(fèi)用約14%，節(jié)能50%。UOP公司也將DW設(shè)計(jì)應(yīng)用于其他幾個(gè)工藝過程中，包括從反應(yīng)物中分離高辛烷值汽油調(diào)合組分。

西班牙南部CEPSA公司Algeciras煉油廠在催化重整下游，有一溶劑蒸餾裝置，用以分離烷烴和異構(gòu)烷徑，得到不同組分和沸點(diǎn)的溶劑。為增產(chǎn)新溶劑，決定改造原有蒸餾塔，采用分壁式蒸餾節(jié)能技術(shù)。該煉廠應(yīng)用優(yōu)化過程仿真模型對(duì)常規(guī)雙塔蒸餾和分壁式塔器（DWC）方案進(jìn)行分析，結(jié)果改造很成功。改造獲得的效益有：節(jié)能30%，節(jié)約改造投資30%，可得到高純?nèi)軇┬庐a(chǎn)品，占地小。圖8為常規(guī)蒸餾與分壁式塔器蒸餾方法流程。圖9為常規(guī)己烷和庚烷分離裝置流程和分壁式塔器分離5種產(chǎn)品的新流程。圖9（a）中常規(guī)蒸餾為兩座蒸餾塔，塔1（D-V3）為脫己烷（C6）塔，塔頂分出己烷，塔底為庚烷（C7），側(cè)線為異庚烷。塔2（D-V4）為脫戊烷（C5）塔，降低塔底產(chǎn)品己烷（C6）沸點(diǎn)。圖9（b）為分壁式塔器分離方案，仿真軟件包設(shè)計(jì)達(dá)到以下要求：（1）降低側(cè)線抽出nC6和nC7損失，以達(dá)增產(chǎn)目的；（2）脫己烷塔D-V3負(fù)荷切換到脫異己烷塔，D-V3原有重沸器和冷卻器系統(tǒng)再用于新的負(fù)荷；（3）D-V4塔高度不變，原有塔體內(nèi)設(shè)置新的塔器內(nèi)件，成為分壁式塔器。

圖8 常規(guī)蒸餾與分壁式塔器蒸餾方法流程

圖9 常規(guī)分離裝置流程和分壁式塔器新流程

圖10為原有塔器（D-V4）和按分壁式蒸餾要術(shù)改造的塔器比較。表1列出了常規(guī)蒸餾與分壁式塔器蒸餾流程性能比較。采用分壁式蒸餾流程，達(dá)到了以下目的：(1)可生產(chǎn)新產(chǎn)品異己烷（iC6）；(2)塔器可在超水力負(fù)荷下運(yùn)行；(3)比原塔器降低了操作費(fèi)用，節(jié)約了能耗。

瓦萊羅能源公司于2011年2月15日成功地開啟了美國得克薩斯州和田納西州煉油廠采用的先進(jìn)的重整生成油降苯分離器。有三個(gè)應(yīng)用于移動(dòng)源空氣毒物（MSAT）Ⅱ純苯濃縮的單元，位于瓦萊羅能源公司得克薩斯州Port Arthur和Sunray以及田納西州Memphis的煉油廠。其原理是利用先進(jìn)的重整生成油分離器分壁式塔器（DWC）進(jìn)行分除，這些分壁式塔器由KBR公司進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。瓦萊羅能源公司位于路易斯安那州Norco的St. Charles煉油廠的第四個(gè)純苯濃縮單元，已于2011年晚些時(shí)候投用。分壁式塔器可用于從汽油物流中濃縮和去除純苯，從而可使煉油廠滿足美國限制車用汽油中苯含量的法規(guī)指令要求。

圖10 原有塔器（D-V4）和按分壁式蒸餾要術(shù)改造的塔器比較

表1 常規(guī)蒸餾與分壁式塔器蒸餾流程性能比較

2011年1月美國已經(jīng)按照新法規(guī)將汽油含苯量從原先的1%（體積）降低到0.62%（體積），這是美國環(huán)保局（EPA）頒布的移動(dòng)源毒物排放法規(guī)第二階段（MSATⅡ）要求的一部分。大多數(shù)煉油商在生產(chǎn)中都已滿足了這個(gè)法定要求。在生產(chǎn)成本上難以承受的一些小煉油廠被允許推遲在2015年執(zhí)行這個(gè)法規(guī)。

瓦萊羅能源公司選用了低成本的新方法滿足這個(gè)降苯要求，在其四座煉油廠都沒有建設(shè)投資大的苯萃取新裝置，所用的方法是通過蒸餾生產(chǎn)苯的濃縮物，然后再把苯的濃縮物送到得克薩斯州的Corpus Cheisti煉油廠原有的芳烴回收裝置進(jìn)行回收。選用的蒸餾新方法就是分壁蒸餾塔（DWC），把重整生成油通過分壁塔蒸餾，生產(chǎn)出苯的濃縮物。三座煉油廠的分壁塔已在2010年年底投產(chǎn)，第四座煉油廠的分壁塔于2011年投產(chǎn)。

分壁塔的優(yōu)點(diǎn)是能夠進(jìn)行三組分混合物分離，而用其它方法進(jìn)行分離需要兩座塔串聯(lián)。與兩塔串聯(lián)的方法相比，用分壁塔能節(jié)省投資，能量消耗少，二氧化碳排放少。

瓦萊羅公司所用分壁塔的工藝流程是，重整油從中部送進(jìn)分壁塔，輕餾分向上流動(dòng)并從塔頂部導(dǎo)出，重餾分從塔底部回收，在塔中分割壁進(jìn)料側(cè)中部流動(dòng)的富苯餾分從分割壁另一側(cè)的中部進(jìn)行回收。瓦萊羅公司稱，分壁塔實(shí)際上能回收進(jìn)料中所有的苯，其苯的濃縮物中苯的純度很高。用常規(guī)單塔蒸餾，只能得到三分之一到二分之一的濃度，因此轉(zhuǎn)移物料的費(fèi)用為2～3倍。分壁塔的性能完全滿足我們的預(yù)期，分壁塔的成本通常比兩塔串聯(lián)低30%～40%，能耗減少30%左右。

KBR公司倫敦技術(shù)中心稱，瓦萊羅公司在煉油廠使用分壁塔是分壁塔技術(shù)進(jìn)展中的重大事件，是在西半球的首次應(yīng)用。雖然分壁塔在上世紀(jì)80年代就開始工業(yè)應(yīng)用，但推廣不快，許多用戶對(duì)其操作性能和控制仍有保留。目前世界上在用的分壁塔還為數(shù)不多，且大多數(shù)都在德國巴斯夫公司。UOP公司在其生產(chǎn)線型烷基苯（LAB）組合工藝的Pacol強(qiáng)化工藝（PEP）中選用了分壁塔，選擇性脫除烯烴/烷烴原料中的芳烴。用分壁塔把混合料中的烷烴、芳烴和苯分離，然后生產(chǎn)直鏈烷基苯。到目前為止，UOP公司已設(shè)計(jì)了采用分壁塔的PEP裝置共5套，其中三套已經(jīng)投產(chǎn)。

東燃通用石油公司于2016年5月25日宣布，已使GTC技術(shù)公司的技術(shù)在日本千葉縣原中市其15.2萬桶/天千葉煉油廠新建的混合二甲苯回收裝置上獲得應(yīng)用。GTC技術(shù)公司提供其專有的分壁式塔器（GT-DWC）技術(shù)應(yīng)用于23萬t/a的混合二甲苯回收裝置，東燃通用石油公司已于2016年4月投入商業(yè)化運(yùn)營。相同的塔器裝備也用于生產(chǎn)二甲苯、高純度甲苯和高純度C9芳烴，該裝置也是DWC的此類首次設(shè)計(jì)，可使塔頂蒸汽提供給兩個(gè)上游裝置用作加熱負(fù)荷。除了工藝過程許可外，GTC在該項(xiàng)目的工作范圍包括基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)、設(shè)備供應(yīng)，并為裝置提供過程保障。新的混合二甲苯回收裝置是東燃通用石油公司從燃料轉(zhuǎn)向石化產(chǎn)品生產(chǎn)的一部分。

KBR公司于2016年5月31日宣布，它已承攬了一項(xiàng)技術(shù)許可和基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)合同，將在中國山東省提供新建的Distill-Max穩(wěn)定塔。根據(jù)合同條款，KBR將為Distill-Max分壁式塔器（DWC）技術(shù)提供技術(shù)許可和專有設(shè)備包。Distill-Max DWC技術(shù)由KBR開發(fā)，可使單一的塔器達(dá)到高的分離效率并生產(chǎn)多個(gè)產(chǎn)品，與其他分離解決方案相比，可降低投資和操作成本。KBR于1998年在英國許可轉(zhuǎn)讓了第一個(gè)Distill-Max商業(yè)化裝置，此后在全球?qū)嵤┝硕鄠€(gè)Distill-Max項(xiàng)目。目前已有10個(gè)Distill-Max塔器在各個(gè)煉油廠投入了商業(yè)化運(yùn)營。

2.2 東洋工程公司的高效精餾系統(tǒng)

東洋工程公司于2014年11月11日宣布，已獲得一份合同，將使稱為SuperHIDiC的節(jié)能蒸餾系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，SuperHIDiC于2011年申請(qǐng)專利。SuperHIDiC系統(tǒng)將應(yīng)用于丸善石油化學(xué)株式會(huì)社建設(shè)的甲基乙基酮（MEK）生產(chǎn)裝置的蒸餾塔。推進(jìn)HIDiC的概念，并運(yùn)用成熟的蒸餾和傳熱技術(shù)，東洋工程公司開發(fā)了SuperHIDiC蒸餾系統(tǒng)，可產(chǎn)生高的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)可保持正常蒸餾塔的可維護(hù)性。在蒸餾過程中，在很多情況下，SuperHIDiC可節(jié)能40%～60%，可提供最佳的內(nèi)部熱交換。以此為契機(jī)，東洋工程公司將該技術(shù)實(shí)施商業(yè)化，將努力擴(kuò)大SuperHIDiC應(yīng)用于各種蒸餾塔，從而幫助煉油廠和石化廠減少能源消耗。

2.3 華東理工大學(xué)的塔盤式閃蒸-換熱一體化技術(shù)

2015年1月31日，中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)在京組織召開了華東理工大學(xué)“塔盤式閃蒸-換熱一體化技術(shù)”科技成果鑒定會(huì)，并一致通過了鑒定。與會(huì)專家一致認(rèn)為，該成果耦合了旋流閃蒸與直接換熱過程，強(qiáng)化了熱、質(zhì)傳遞過程，提出的塔盤式閃蒸-換熱一體化的高壓帶溫含渣黑水綜合回用工藝技術(shù)具有創(chuàng)新性。該成果已在兗礦新疆煤化工有限公司等6家企業(yè)16臺(tái)大型氣流床加壓煤氣化渣水處理系統(tǒng)中得到成功應(yīng)用，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

該成果的取得是華東理工大學(xué)和兗礦集團(tuán)在協(xié)同創(chuàng)新新機(jī)制下經(jīng)過不斷努力的結(jié)果。通過煤基能源化工協(xié)同創(chuàng)新中心的建設(shè)，不斷推進(jìn)塔盤式閃蒸-換熱一體化技術(shù)在煤氣化領(lǐng)域的工程化進(jìn)展，為華東理工大學(xué)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多噴嘴對(duì)置式煤氣化技術(shù)的進(jìn)步作出了重要貢獻(xiàn)。鑒定委員會(huì)認(rèn)為，該成果具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，創(chuàng)新性強(qiáng)，處于國際領(lǐng)先水平。

Summarization of Energy-efficient Column and Separation Technology

Qian Bozhang

The research progress of energy-efficient column and separation technology is introduced from the aspects of column internal parts and new columns.The contents include the new fillers,the improvement of column internal parts,the NS compound cocurrent tray,the distillation equipment without column,the heat-integrated distillation column,the distillation technology in high gravity field,and the energy-efficient dividing wall column.

Column;Separation technology;Energy-saving;Distillation;Filler;Sieve plate;Desulfurization; High gravity field

TQ 051.8+1

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2017.02.017

2016-08-28）

*錢伯章，男，1939年生，教授級(jí)高級(jí)工程師。上海市，200127。