精馏节能技术(6篇)

精馏节能技术篇1

关键词：煤焦油;深加

当前世界经济发展的主要动力依然主要依赖石油资源，随着能源消耗的日益增长，有限的石油资源已经影响到全球经济的发展，石油引起的危机已成为各国关注的热点。进入21世纪，我们必须寻求高效的节能技术及资源为经济持续发展提供支撑。我国缺油少气、富煤的资源结构特点，决定我国充分利用煤炭资源是解决石油资源短缺的有效途径之一。虽然煤焦油的炼制是传统的煤化工行业，煤焦油的产品提取及深加工仍具有巨大的发展潜力，尤其近几年煤焦油深加工替代石油化工产品日益广泛，煤焦油的合理绿色化利用引起人们的重视。

1煤焦油的生产及分类

煤焦油是煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或褐色粘稠状液体，按照干馏温度不同煤焦油主要分为低温焦油和高温焦油。

低温煤焦油相对密度小于1.0，其组成中芳烃、烷烃及烯烃约占50%左右，酚类高达30%。但是其组成与煤的性质有很大关系，例如在褐煤焦油中含有大量的石蜡。

高温煤焦油相对密度大于1.0，主要是芳烃及杂环组成的复杂混合物，化合物的种类多达400种。煤焦油按沸点范围的不同可以分割为各种馏分，然后再进一步加工。例如采用结晶方法可得到萘、蒽等产品，用酸或碱萃取方法可得到含氮碱性杂环化合物或酸性酚类化合物。焦油酸、焦油碱再进行蒸馏分离可分别得到酚、二甲酚、甲酚和吡啶、甲基吡啶、喹啉。这些化合物是煤焦油的重要原料，煤焦油蒸馏也可直接利用，如沥青质可制电极焦，酚油可用于木材防腐，洗油用作从煤气中回收粗苯的吸收剂，轻油则并入粗苯一并处理等。高温焦油的组成及质量取决于炼焦配煤的性质和炼焦过程的技术操作条件。

2国内外煤焦油行业发展现状

2.1我国煤焦油产量及炼焦技术

我国是产煤大国更是生产焦炭的大国，我国焦炭产量占据世界总产量1/3。煤焦油是炼焦的主要产物之一，21世纪初我国煤焦油产量达500～600万t/a，深加工处理能力为450万t/a，迄今我国焦油产量已达1300万t/a。煤焦油中可提取的化合物已超过200余种，其中符合实际利用价值的达50种，一些是石油化工产品所不能满足的。目前国内的焦油加工设备相对还比较落后，我国一些企业从日本等国引进了先进的焦油加工装置，例如宝钢集团煤焦油加工规模可达26万t/a，产品的种类多达20多种。在我国还存在大量煤焦油生产分散的现象，有些还是土炼焦工艺的方法，这些工艺不但利用效率低下，而且对环境造成的污染十分严重。

2.2国内外煤焦油加工技术

2.2.1国外煤焦油加工技术

调查发现，国外煤焦油主要有三种加工模式：

①在传统加工基础上，不断发展创新转向精细的化工品、医药等方面。

②向全方位的品种发展，它以市场需求为导向提供不同规格及等级的产品。

③沥青类产品成为加工改造的重点。

随着高新技术的不断发展，煤焦油深加工工艺技术得到不断地改进与完善，物质的生产工艺路线也在不断的精细化与多样化。目前，煤焦油深加工和利用方面，一些发达国家已经注重低含量高附加值组分精细化学品的提取与生产，并开发出一系列先进、更具价值的煤焦油深加工工艺。集成化与现代化的加工工艺已经成为当今世界焦油加工发展的主流。

2.2.2国内煤焦油加工技术

目前，在国内煤焦油加工的主要产品是酚类、洗油、粗蒽、萘、沥青等物质，在国内煤焦油技术主要涵盖焦油蒸馏技术、粗蒽制取技术、酚钠盐分解技术、工业萘蒸馏技术、焦油蒸馏所获馏分的洗涤技术、酚钠盐分解技术、精蒽、粗酚精制技术、粗喹啉与粗吡啶精制技术、精咔唑与蒽醌生产技术等。各个厂家的产品及工艺类型相似，具有产品的生产规模偏小，高质量与高附加值产品生产工艺不成熟等特点，因此企业产品适应市场能力较差，与国外精细化生产工艺差距较大，以致效益低下。只有技术的不断创新、不断学习外国先进的技术，抓住机遇，才能为煤焦油行业的发展壮大谋求新思路。

3煤焦油各种馏分的分离加工

3.1轻油馏分

煤焦油在进行蒸馏分割时馏程小于170℃的馏出物为轻油馏分。产率为煤焦油总量的0.5%～1%，主要成分是单环的苯及其同系物，只含有少量的多环芳香物古马隆、萘、茚等化合物及微量的，因此轻油馏分主要用于生产“三苯”类品。

3.2酚油与萘类馏分

煤焦油在进行蒸馏分割时馏程范围为170～230℃的馏出物为酚油及萘类馏分，其中酚油产率约占为2%～3%，萘类产率为11%～12%左右。在生产过程中大约有45%左右的酚来自酚油馏分的加工，酚油馏分还包括毗啶碱、古马隆和茚等化合物，因此，酚油馏分可以精制其中的酚和吡啶碱等，也可以直接制取古马茚树脂。另外一些苯酚类的物质可以通过焦油减压得到。大约80%左右的萘来自煤焦油中的萘油馏分，萘是一种非常重要的化工原料，在合成纤维、树脂、染料中间体以及一些精细化工品生产行也有广泛的应用。

3.3洗油馏分

洗油占据了煤焦油含量的9%，洗油馏分的沸点范围在230～300℃之间。洗油馏分其中含有居多两环及多环的珍贵芳香化合物，例如甲基萘、联苯、二甲萘、酚、喹啉、吲哚、二苯醚、苊及芴等化工原料，因此具有巨大的开发潜力和价值前景。

3.4蒽油馏分及沥青

蒽油是一种半固体的棕绿色晶体三环芳香物，它的沸点范围为300～360℃，占据了粗焦油1/5的含量。前苏联精蒽的制取用的是重结晶发，该方法提取率十分低下，利用率低。在美国粗蒽的提出是重结晶过程在高于沸点的温度下进行的，重结晶与蒸馏过程相结合，萃取剂轩选用苯、四氢化萘和十氢化萘等，该方法的缺点是功耗费用大。咔唑可以与酸、碱发生反应，与不饱和有机物在一定条件下发生共聚反应，所以通过液相萃取的方法，互不相溶的溶剂被用于分离粗蒽。在欧洲蒽精制技术是以蒽油为原料，采用苯加氢精制中副产的溶剂油对前者洗涤结晶，使菲溶于溶剂油而蒽和咔唑则富集在结晶中。菲的混合溶剂在首先通过蒸馏再生，再返回到萃取结晶系统。结晶部分可以通过闪蒸塔首先出去溶剂，之后在减压精馏塔中精细分馏，该塔共80块塔板，从下往上数在第67块塔板可抽出精蒽，精馏塔的底部流出重质馏份。欧洲与美国研制的方法生产工艺顺序不同：在欧洲粗蒽先从溶剂中重结晶提取菲，然后用化学方法分开蒽和咔唑;而美国与之颠倒先提取咔唑，后用重结晶法分离蒽和菲。

沥青是煤焦油中的重质产物，其含量约占50%左右。沥青用途广泛，不仅用于铺路与建筑，而且可以制取电极炭、碳素材料与粘结剂等。沥青作为焦油加工的主要产品，目前沥青处理的方法主要为沥青改性，改性的沥青路用性会达到石油沥青标准。另外，根据市场需求，沥青与蒽油按一定比例配合制作炭黑也有广泛的前景。

3.5煤焦油加氢改质

煤焦油在一定温度、压力、催化剂及氢气气氛下加氢改质，不仅可以脱除焦，油中的硫、脱等有害元素，而且使不饱和烃饱和，从而降低硫、氮和芳烃含量，最终获得石脑油和燃料油，其产品指标达到汽油、柴油的标准。根据各种技术的特点，焦油加氢技术可归纳为4类：煤焦油加氢处理技术，延迟焦化―加氢联合工艺技术，煤焦油固定床加氢裂化技术，浆态床煤焦油加氢裂化技术。

4对于煤焦油深加工的前景展望

煤焦油是由多种物质组成的混合物，这里边有很多化合物是构成共沸物，使用简单精馏方法不能有效的提取高纯度的物质。因此，对于煤焦油各组分深入的研究很必要。另外还需要研发出一些低能耗、绿色的环保生产工艺，提高能源的利用效率，并且应用高效节能的工艺路线来进行相关的生产。在工艺的设备应用方面，自动化程度高的设备应优先使用，有效控制生产流程。随着资源的日益枯竭，能源危机越来越严重，近些年来煤炭综合利用有加快趋势，也使得煤焦油深加工具有很广泛的前景。根据我国煤多油少的资源特点现状，煤焦油行业在我国在整体上和生产技术上的发展是比较迅速的。生产规模在不断的每年都在不断的提高。虽然在全球经济局势低迷的状况下，煤焦油行业在发展在一定程度上受到了制约，使得煤焦油一些项目无法投产运营。但是全球石油资源短缺是不可改变的事实，而煤焦油深加工所得到的产品可以解决因石油短缺而产生的不便，例如，煤焦油加氢制得的优质燃料油可以用于汽车。可见煤焦油行业的发展前景还是很可观的，所以我们要重视煤焦油深加工技术的研发和应用。

5结语

在越来越多的能源危机背景下，煤焦油的提取与利用将会得到人们的更多关注。但是怎样对煤焦油的组分进行更深层次的提取与对煤焦油的更深层次更高效的利用，是人们今后研发的重点内容。只有逐一解决这些问题，煤焦油才可以被更加充分的利用。

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精馏节能技术篇2

关键词：精细化学品生产；水蒸汽蒸馏技术；特点；应用

前言

虽然近年来我国化工行业广泛开展了先进技术的研发与引进，并积极投入生产，但是仍旧与西方发达国家的生产技术水平存在一定差距，因此说我们必须正视这种局面，不能被眼前市场的一时繁荣所蒙蔽。作者根据多年来精细化学品生产的实际工作经验，先对水蒸汽蒸馏技术的特点与应用领域进行简要论述，继而再对其具体的应用进行详细论述，并浅析其未来发展趋势，希望能够促进精细化学品生产技术水平的稳步提升，推动我国化工行业整体水平的不断提升。

1水蒸汽蒸馏技术的特点与应用范围

水蒸汽蒸馏技术能够通过浸泡湿润的方式，用水蒸汽将介质中的挥发性成分带出，再通过冷凝的方式收集出需要的馏出液，再通过二次蒸馏的方式，不断提高馏出液的浓度与纯度，现阶段这种技术已经广泛应用在生产活动中，具体如下图。该技术的基本原理是道尔顿定律，但是仍旧具有一定的限制性，只适用于具有挥发性，并且能随着水蒸汽蒸馏出来、不会被破坏并且将不与水发生反应，不溶或难溶于水的成分提取出来。

精细化学品生产中，由于有机化合物的相对分子质量要比水高，而且在100℃时其蒸汽压仅为0.667kPa，因此说使用水蒸汽蒸馏技术能够获得非常良好的效果，甚至部分固体介质如8-羟基喹啉以及粗萘等都可以使用这种技术进行提纯。现阶段水蒸汽蒸馏技术已经广泛用于工业生产，在精细化学品生产当中使用频率非常高，此外，在食品、农药、化妆品等领域都被广泛使用。

2水蒸汽蒸馏技术的应用

2.1天然产物的分离与提取方法

现阶段在植物香料等生产过程中，水蒸汽蒸馏技术是最为常用的技术之一，并且由于该技术操作简单、产量大、成本低以及设备安装维护便捷等原因，得到了广泛的应用。水蒸汽蒸馏技术的主要生产方式有水中蒸馏，将原料放于水中浸泡，在加热时会在沸水中往复流动；水上蒸馏即意味着将原料放置于水上方，使其不与水直接接触，但水蒸汽会充分发挥蒸馏作用；水汽蒸馏，即在容器内投入原料但是并不加水，而是直接通入水蒸汽进行蒸馏。

2.2异构体的分离与提取

低温状态下，苯酚会由于硝化产生硝基苯酚和邻硝基苯酚；三氯甲烷和苯酚在碱的作用下发生化学反应生成对羟基苯甲醛和水杨醛，上述两种反应都会产生一对异构体，很难用正常的蒸馏萃取方法予以提取。此外，由于邻位异构体都能形成分子内氢键，并且分子间不缔合，也不会与水缔合，并且由于既不溶于水，其沸点也低于对位异构体，因此说我们可以通过使用水蒸汽蒸馏技术的方式，实现对位异构体的分离。

2.3反应溶剂的回收

在化工企业的生产过程中，反应溶剂的制造成本很高，因此我们需要尽量回收反应溶剂。并且由于反应溶剂的沸点较高，因此我们可以直接通过水蒸汽蒸馏法将溶剂与产物进行分离，避免了直接蒸馏法的复杂操作。

2.4原料的回收再利用

在一些有机化合物的生产过程中，原料具有随水蒸汽蒸发的特征，而产物的挥发性很小或者没有挥发性，因此可以采用水蒸汽蒸馏法的方式来回收剩余未反应的原料。例如我们可以通过水蒸汽蒸馏法回收加工甜蜜素时剩余的环已胺原料。

2.5提纯

加工松脂的过程中通过水蒸汽蒸馏技术的应用，能够快速得到固态的松香和液态的松节油。而传统的加工过程是通过加酸、静置、过滤、洗涤、重结晶等过程进行，不仅步骤多，而且耗用时间较长，通过水蒸汽蒸馏技术的应用能够在40min内，完成提纯任务，直接得到高纯度的产品。

2.6水蒸汽蒸馏反应

在水蒸汽蒸馏的环境下，能够促进有机合成反应的进行，例如常见的重氮盐水解反以及脱磺酸基反应等，这种技术的应用不仅能够加速完成官能团的转化，还能够从反应体系中将反应产物分离出来。在制备邻溴苯酚或者2，6-二氯苯胺时，磺酸基完成保护后，可以通过使用水蒸汽蒸馏的方法分离反应产物的同时脱去磺酸基。我们也可以通过水蒸汽蒸馏技术来完成重氮盐制备酚的过程，例如可以通过水蒸汽蒸馏技术的应用使重氮盐生水解产生5-硝基邻甲酚。

在一些生产过程中，如果水蒸汽挥发会带出部分产物，但是原料具有不易挥发的特性，则会由于产物长时间的停留而发生副反应，面对这种情况我们可以通过使用水蒸汽蒸馏的方式，提高产物回收率降低副反应发生的几率。例如：在使用稀硝酸促进苯甲醇下脚料制备苯甲醛时，可以通过水蒸汽蒸馏法的应用，将苯甲醛及时分离，避免其进一步氧化而生成苯甲酸，并且通过分馏柱的使用，将未发生氧化反应的苯甲醇从中分离，并送回到反应体系中，提高苯甲醛的收率。

3水蒸汽蒸馏技术的应用前景

水蒸汽蒸馏技术对于操作以及设备的要求都较低，并且能耗与污染也较小，因此具有很大的应用价值，但是水蒸汽蒸馏技术仅能够用于简单的蒸馏，或者是作为惰性气的载气蒸馏，其优势并未得到充分利用。现阶段已经有学者在水蒸汽精馏等方面加大了研究力度，并取得了一定的成果，但是我们仍旧要加大在水蒸汽蒸馏技术在反应操作以及作为保护气体方面的应用研究。可以相信的是，随着人们对水蒸汽蒸馏重视程度的不断提升，水蒸汽蒸馏技术的应用效果与应用范围必然会越来越好，其也将在精细化学品的生产、加工中获得更多的应用，为化工行业的发展提供更多的助力。

4结束语

综上所述，现阶段我国的化工行业虽然迎来了发展的机遇，但是我们应清楚的认识到产品质量与性能仍旧存在的不足，仍旧需要使用先进技术对产品进行分离、提纯，而水蒸汽蒸馏技术则作为一种较为便捷的技术，我们必须加大应用频率。水蒸汽蒸馏技术的优势在化工行业中的应用并未得到充分利用，因此我们仍旧需要加大技术研发力度，促进水蒸汽蒸馏技术的应用范围更加广泛、效果更加良好。

参考文献

精馏节能技术篇3

关键词：多晶硅；问题；污染

前言

多晶硅生产技术成熟于上世纪70年代，在沉寂近20年后，伴随光伏产业的发展，世界各国均对该技术进行二次创新，如中硅高科突破了大型低温氢化技术、大型节能还原炉技术、高效加压精馏提纯技术、高效加压三氯氢硅合成技术、尾气干法回收技术、四氯化硅生产气相白碳黑技术和热能综合利用技术。随规模化生产，该技术仍有提升空间。

1．国内多晶硅技术发现状

近年来，多晶硅行业最大的变化是认识的变化。关于多晶硅的“污染”问题，国际上传统7大多晶硅巨头均在美、日、德等发达国家，这充分说明能耗和污染不是问题。从技术上来看，多晶硅的环保和污染问题并不存在技术瓶颈，相对于其他化工企业，多晶硅的“污染源”单纯、易处理、易防控；多晶硅的环保污染问题更多的是管理和意识问题。

2．国外多晶硅生产技术发展的特点

2．1研发的新工艺技术几乎全是以满足太阳能光伏硅电池行业所需要的太阳能级多晶硅。

2．2研发的新工艺技术主要集中体现在多晶硅天生反应器装置上，多晶硅天生反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个进步产能、降低能耗的关键装置。

2．3研发的流化床反应器粒状多晶硅天生的工艺技术，将是生产太阳能级多晶硅首选的工艺技术。其次是研发的石墨管状炉反应器，也是降低多晶硅生产电耗，实现连续性大规模化生产，进步生产效率，降低生产本钱的新工艺技术。

2．4流化床反应器和石墨管状炉反应器，天生粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或是三氯氢硅。

3．目前摆在多晶硅生产中主要的问题

降低能耗、减少污染、提高质量、扩大产量。

4、我国多晶硅生产现状

技术尚有欠缺，太阳能硅料主要依赖进口。在全球光伏产业链中，高纯度硅料不仅要求硅的纯度高达7～9个9，而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt(万亿分之一)，它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。因此，高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。目前，尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25％，但是国内太阳能电池生产企业(如尚德、天威英利等)所需原材料绝大部分需要从国外进口。这是因为用于太阳能电池生产的硅料主要是通过不同的提炼方式从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。在中国，现有的高纯度硅原料生产技术与西方发达国家相比，在产量和能耗等方面尚有不足之处。如此一来，这不仅大大增加企业的生产成本，更成为制约当前我国光伏产业向上游环节发展难以逾越的“瓶颈”，使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时，用极高的价格购回高纯硅料。

5、精馏节能技术降低能耗综合利用减少污染

现代化工过程对节能工作非常重视，国外投入大量人力物力进行节能技术的开发，节能新技术、新工艺、新措施、新方法不断问世。我国的多晶硅生产，在采用化工上已经成熟的先进技术后，将不再是“高能耗、高污染”产业，而是“绿色的阳光事业”。对多晶硅精馏过程进行研究，在运用精馏节能技术对其进行分析后，可以从以下几个方面来实现节能。

5．1实行多效精馏，使能量得到充分利用。多效精馏是将原料分成大致相等的N股进料，分别送人压力依次递增的N个精馏塔中，N个塔的操作温度也依次递增。压力和温度较高塔的塔顶蒸汽向较低塔的塔釜再沸器供热，同时自身也被冷凝，以此类推，这样就节省了低压塔再沸器的能耗和高压塔冷凝器的水耗。在这个系统中，只需向第一个最高压力塔供热，系统即可进行工作，所需能量约为单塔能耗的1／N，如将三个塔串在一起采用三效精馏技术，其能耗仅用原来的1／3，节能幅度达到67％，节能效果非常明显。多晶硅生产中，很多塔器都是为了提纯多晶硅而设置的，可以根据合理的能量和温差匹配，实现多效精馏，达到大幅度节能减排的目的。

5．2提高分离效率，降低回流比，进一步实现节能降耗。分离过程中，分离效率的提高可以在很大程度上降低能耗、提高产品质量、减少排放、提高回收率、提高企业效益。在多晶硅精馏过程中，采用高效导向筛板、新型填料等新型分离设备，可以提高其分离效率，降低精馏塔的操作回流比，由于精馏塔的能耗与回流比呈线性关系，这样就成比例地降低了能耗。提高分离效率也是提高多晶硅产品质量和降低四氯化硅排放的最有效方法。

5．3全面优化流程，实现节能。将多晶硅生产各股物料进行全面的物料平衡和能量平衡，考察其能耗的合理性，采用热集成技术，将流程优化，最大限度地节能降耗。通过贯穿生产线的节能和清洁生产，并在生产过程中实现闭环清洁生产，达到降低能耗和si(硅)、H2(氢气)、C12(氯气)等原料消耗，降低成本的目的，使产品具有国际竞争能力，质量符合目前和未来超大规模集成电路和太阳能电池的要求。

5．4多晶硅生产过程中产生大量的SiCl4(四氯化硅)、siH2C12(二氯二氢硅)、siHC13(三氯氢硅)等氯硅烷副产物，使生产成本居高不下，部分氯硅烷及氯化氢进入尾气排放系统，既增加了尾气处理成本，也增大了污染物的排放量，废水中的氯离子浓度达1700～2500mg／L。如何有效地解决氯硅烷副产物的出路是降低多晶硅生产成本、实现节能减排的关键，也是现在多晶硅生产企业面临的重大技术难题。

5．5尾气、副产物、余热的回收综合利用可以降低多晶硅项目对环境的污染，从而进一步达到节能减排的目的。国外多晶硅企业的建厂，大多是与化工企业结合，在“化工集团伞下”经营，容易实现集团内部的“循环经济”，废物可以做到“零排放”。除了把四氯化硅氢化成三氯氢硅回收利用外，还可以利用四氯化硅、氯化氢等制成目前市场上需求的气相白炭黑、硅酸乙酯、有机硅产品、人造石英等材料。

6．提高光电转换效率降低生产成本

提高光伏材料的转换效率和降低太阳电池的制造成本是光伏工业一直追求的两个目标。多晶硅硅片是太阳能光伏电池的核心部分，硅片的质量对于太阳能的光电转化率起着至关重要的作用。一般情况下，普通太阳能光伏电池的光电转化率为10％～14％，而高纯度硅片的太阳能光伏电池转化率可达16％，甚至更高，因此，对于太阳能电池的生产过程来说，多晶硅的生产更加至关重要。

7、提高多晶硅市场竞争力的方法

通过进一步地降低成本，提高多晶硅材料的市场竞争力，对推动整个光伏产业链的发展有着很重要的作用。

7．1引入新型的分离传质设备，如北京化工大学的高效导向筛板塔和填料塔对加速多晶硅生产精馏过程的一体化并实现闭环清洁生产有着很大的促进作用；

7．2通过引入新型精馏装置从而提高多晶硅产量，实现多晶硅生产的大型化；

7．3开发和应用大型合成炉和还原炉。

精馏节能技术篇4

关键词：深加工生产设计创新

玉米不仅是人们的口粮和畜牧业的“饲料之王”，也是重要工业原料，可加工成的工业产品达3000多种，目前玉米深加工产品广泛应用于纺织、汽车、食品、医药、材料等行业。随着加工层次的不断加深，形成玉米经济系统。近年来我国玉米工业加工迅速发展，消费的玉米大幅度增加，对我国乃至世界的玉米供求平衡、流通格局和粮食安全都产生了重大的影响。全面做好深入研究玉米加工工业发展的技术创新和改良、节能具有重要作用，制定科学的发展对策，对于主动搞好粮食宏观调控，加快玉米深加工行业发展及促进我国经济健康发展都有着极为重要的意义。特别是“十二五”规划期间，国家已经将玉米深加工项目列入限制类产业目录，所以加强玉米深加工行业的技术创新改造和节能环保迫在眉睫，也是玉米深加工企业发展的必然趋势。

一、玉米深加工行业的技术进步

玉米深加工项目世界上最先进的方法一般都采用玉米湿法生产工艺，整个生产过程为热循环封闭式生产，干物回收率达到96%以上，废水排放程度降低到最少程度，不仅节能、节水，而且可以减少对环境的污染，因此值得在广大玉米深加工企业进行技术推广。主要表现在以下几个方面，以玉米深加工生产啤酒糖浆项目为例来说明：

（一）采用有效地提高生产效率，降低生产成本的新的生产工艺流程。例如在啤酒糖浆项目加工过程中，采用两次提胚的方法。这样可以降低玉米淀粉中的脂肪含量，能够符合发酵工业对玉米淀粉低脂肪含量（1.0―1.3%）的要求，这样不仅能够最大程度的对提取物进行分离，而且也加强了废弃物的利用能力。

（二）新技术的整合使用，能够提高深加工目标提取物的转化浓度。例如，三酶法工艺采用低脂玉米为原料，采用高温α―淀粉酶、β―淀粉酶和普鲁兰酶协同转化技术生产高麦芽糖浆。这样比起单一用某一种酶而言，转化效率大大提升。美国在发展玉米精深加工业中不断进行科技创新，特别是节能、节水、节约原料和提高产品质量、提高效率和效益、降低成本费用和减轻环境污染的技术工艺，值得国内同行业进行借鉴，这些方法包括：（1）乳酸和琥珀酸等有机酸采用膜分离与细菌连续发酵生物反应器耦合技术和双极膜电渗析分离技术，赖氨酸生产采用连续离交法进行分离提纯等。（2）采用快脱纤维法和快脱胚芽法。采用这两种新方法，主要创新点在于把湿磨系统的某些优点融人干磨工艺中，其优点包括：提高了加工效率；提升了饲料副产品的价值；此外，经过改造的研磨技术有效提高了发酵罐的实际产量。提高产量的原因是，由于已经去除了胚芽和纤维，在反应器里腾出了空间可以容纳更多的淀粉。（3）开发高浓度（VHG）发酵法。所谓高浓度是指固定物含量高于30％的比重。采用这种新发酵法的技术要求是，通过加入酶制剂（例如蛋白酶、淀粉酶等）或通过双重磨碎实现浆液具有高糖浓度、低粘度。高浓度发酵法的优点是：在理想发酵条件下可产生20-30％的乙醇；用水量比常规发酵法减少；需要冷却的发酵物料和蒸馏物料量较少，因而降低了能源成本。（4）减少能源消耗新加工技术。经过长期的试验与研究，成功地利用“冷糖化”技术实现了无需用蒸汽对淀粉进行液化就可以从淀粉中用酶法释放出葡萄糖。2004年，开发出用淀粉直接转化成乙醇的、可广泛应用于现代干磨乙醇发酵设施中。无蒸煮冷加工技术的关键是开发高活性和高效益的转化酶。不言而喻，这种冷加工技术的优越性在于提高了转化效益和乙醇出率：减少了电、水和废物处理的成本；降低了资金和有关维护费用；提高了副产品饲料中的蛋白质含量和品质。然而，这项加工技术也存在一定的问题。一是加工过程中需要的高耗酶量及其高成本；二是，因为不用巴氏灭菌法，所以便会增加微生物染菌的机会和相应造成较大损失。尽管冷水解技术存在这些不利因素，但是至今仍然得到广泛应用，因为它对提高乙醇工业生产率和利润率产生了有利的巨大影响作用。（5）玉米醇溶蛋白萃取法。从玉米干磨和湿磨中获取的玉米醇溶蛋白，是一种可生物降解树脂，在食品与化妆品领域极有应用价值。但是，采用从玉米中回收和提纯玉米醇溶蛋白的方法代价极高。现在开发一种玉米油和玉米蛋白萃取新工艺，从研磨碎的玉米或加工副产物中廉价萃取玉米醇溶蛋白，应用于塑料和膜包装工业，既降低成本，又提高附加值。

二、玉米深加工行业的节能

随着社会和经济的发展以及人口的增长，能源紧张、食物短缺和环境污染已经成为世界性的重大难题。世界天然石油资源的有限性，不得不让人们积极探索发展太阳能、风力能源、水力能源和生物质能源，而前三种能源的利用因气候、地形、水资源等因素限制，而生物质能源的利用受限因素很少，并且可以不断再生，从淀粉质原料生产酒精就是最明显的例子。用玉米生产酒精关键的就是降低能源消耗，不能一边生产酒精替代能源，一边又消耗大量能源。

酒精生产能耗主要三个方面：⑴淀粉的液化、糖化；⑵DDGS蒸发、干燥工段；⑶蒸馏工段。

（一）免蒸煮糖化发酵工艺节能技术。针对淀粉液化、糖化能耗高的问题，研究采用免蒸煮糖化发酵法，它是利用一种生淀粉消化酶将生淀粉转化为葡萄糖、麦芽糖，酵母利用糖发酵生产酒精。工业生产中只要使这种糖化酶糖化生成的糖化醪和酵母酒精发酵速度恰好同步就行，虽然这种糖化速度较慢，但是足够酵母对葡萄糖的需求即可。添加的酒母应使酵母在发酵初期达到最大细胞数，在允许范围内提高配料浓度，提高发酵后期酒精浓度，其发酵醪中酒精浓度可达20%，抑制有害微生物的增殖，这种发酵法除酒精产率高外，又节约了时间、设备和能耗，初步结果可节约能源50%、节水68%。

免蒸煮糖化发酵法关键是获得能分解生淀粉的糖化酶高产菌株和获得适宜于生淀粉浓醪发酵的酵母菌株。

这种免蒸煮糖化发酵法与传统的高温蒸煮发酵法相比具有以下优点：

⑴不消耗能量，不需要冷却循环水；⑵设备大幅度的简化；⑶发酵醪酒精浓度高，产率高；⑷高温蒸煮发酵法输送14-15%的高浓度醪液困难，而免蒸煮糖化发酵法由于不发生糊化现象，容易输送，从而提高了产率；⑸免蒸煮糖化发酵法减少酒糟排放量44%，在副产物处理中也节省了能耗。

在免蒸煮糖化发酵法的基础上，国外以及国内的大型酒精生产企业都在致力于固定化细胞用于酒精发酵和利用固体发酵法生产酒精的研究，一旦这些方法研究成功，将大大改变酒精发酵工艺。此外，淀粉原料采用新的膨化技术处理预糊化，对于节能是十分有用的。

（二）酒精发酵废糟液综合利用节能技术。生产酒精产生的废糟液国内外常用的处理技术有：沼气发酵法、单细胞蛋白法、全干燥生产DDGS法、滤液全回用法。

全干燥生产DDGS时，蒸发系统的能耗占废糟液干燥总能耗的60%，为了节能，国外公司研究采用滤液全部返回生产代替拌料水，节省了蒸发设备的投资和运行费用支出，降低了能源消耗，滤渣经过挤压脱水干燥成颗粒饲料DDG，使DDG蛋白质保持最佳营养状态，蛋白质消化率比DDGS提高20%。技术关键在于固液分离设备即分离机的选用。

酒精废糟液中，既有适合微生物繁殖和生长需要的营养物质，同时含有某些抑制微生物生长的物质。糟液分离液全回用，从理论上讲，这些抑制微生物生长的物质积累到一定浓度时，就会造成发酵酒度的下降，依此可推测出分离液全回用循环次数为30次，但实际生产中已经突破94次。这说明滤渣部分带走了抑制酵母酒精发酵物质，再加上滤渣带走了部分水，每次循环需要补充新鲜水，使分离液被稀释，而使回流系统的抑制物浓度长期维持在酵母能忍受的范围内。因此说滤液全回用工艺是最有发展前途的工艺。

（三）酒精蒸馏节能技术。过去，在我国酒精蒸馏都采用常压蒸馏方式，其热能使用都是一次性的，近十几年来，我国消化吸收法国Speictim公司和德国SFAHL公司等的差压蒸馏工艺技术，并结合我国国情设计出了适合各种酒精品质要求的两塔、三塔、四塔、五塔、六塔、八塔差压蒸馏新工艺。其中以五塔差压蒸馏装置是已经成熟和成功的。

五塔差压蒸馏设置了粗馏塔、水洗塔、精馏塔、脱甲醇塔和杂质塔。其中粗馏塔和脱甲醇塔采用真空蒸馏，精馏塔采用加压蒸馏，水洗塔和杂质塔采用常压蒸馏。利用精馏塔馏出高压酒精蒸汽加热粗馏塔再沸器，利用水洗塔馏出常压酒精蒸汽加热脱甲醇塔再沸器，杂质塔采用精馏塔余馏水闪蒸的二次蒸汽加热。五塔系统仅有水洗塔和精馏塔需要锅炉供给的水蒸汽加热。精馏塔采用再沸器间接加热，回收蒸汽冷凝水回锅炉给水。

差压蒸馏和常压蒸馏的比较：

⑴减少蒸汽消耗。差压蒸馏使热能在蒸馏过程中多次耦合，节约蒸汽消耗；达到节能降耗的目的，五塔系差压蒸馏技术比传统的五塔常压蒸馏技术每吨优级酒精蒸馏消耗蒸汽节能40%。⑵差压蒸馏由于采用了物料间的相互换热，不需要全部靠冷却水冷凝，因此可大大节约冷却水的用量。⑶采用多点排杂技术，产品质量稳定，质量好；⑷电机使用变频控制技术，省电；⑸塔设备均考虑外露天布置，工艺布局整齐美观，设置合理，节约投资；⑹完全的自动化控制，减少操作人员数量，降低劳动强度。

三、结束语

在国家对玉米深加工行业的政策由“十一五”规划期间的“绿灯”变成“十二五”期间“黄灯”的时期，如何做好行业的节能降耗，利用新的生产工艺和技术手段来达到低碳经济的要求和结构升级的目的，是现阶段玉米深加工行业进行思考和改革的首要内容。

参考文献：

[1]张爽.周慧秋.张晶.吉林大成集团玉米深加工发展经验及启示[J].黑龙江粮食.2010.

[2]丁声俊.发展玉米深加工业应掌握适度[J].粮食与食品工业.2011.

[3]李北.张国刚.林海龙.我国玉米深加工现状及发展趋势[J].粮食与饲料工业.2011.

精馏节能技术篇5

关键字：精馏塔；控制；自动化

精馏分离的工序里，蒸汽向上流动以及液体的不断回流下降使得相应的精馏塔中物质以及热量实现转移互换。实际操作里，一般将塔底的再沸器里的液相导走。精馏塔顶部的蒸汽进入冷凝体系后继续回流，此部分一方面先把部分回流收集的体系通过动力重新转移到塔的顶端，然后另一部分的体系被视为馏分通过冷凝体系导走。纵观化工工艺过程，整个冷凝体系的温度控制很难实现精细化。这会造成部分物质以及杂质表现出来的物化性质难以区分。即需要体系中不可避免的混入了其他杂质的，无疑整个精馏分离过程的目的大打折扣。针对这种情况，实际生产中往往采取提升系统温度的办法来解决，但另一方面温度越高时则一些有用物质会呈现难以完全冷凝回流的状况，进而分离效果的产量下降。

一研究开发及应用

为解决上述缺陷，实现精细有效化的对体系温度的掌控，采用计算机来实现的自动化温度控制系统，经过相应的改装调试后运用到精馏分离的过程中。

在化工行业的日常生产中，精馏是一个相当常见的工艺步骤。理论基础各物质恒常的沸点差异化可以加以利用温度来实现高效率的分离，本质上整个微观化的过程相当繁琐，主要用到的装置为精馏塔。在实际生产的实施过程，可变因子以及影响因子都客观存在。而且需要操作控制的变量亦多，各种变量的相互组合都可能导致偏离所需要目标的结果，因此精细准确的自动化系统条件控制无论是在工艺效率实现还是整个的质量体系都扮演相当重要的角色。精馏塔顶部的冷凝体系温度由温控制系统监测，体系里安装有灵敏的温度传感器，随着精馏塔顶端组分的变化而改变。系统设定一定的监测温度线，如果体系温度出现异常超过限制，则自动监测控温系统中会自动调整，重新设置温度以及改变适宜的组分回流比来快速解决如果精馏塔端蒸汽体系的温度超过控制范围，即体系里未凝洁物质比率上升，这时总系统快捷改变温度、并减低回流比。反之亦然，自动控制系统会调节体系始终保证在恒定适宜的条件下进行精馏过程。这样，冷凝器控制的操作完全由自动化的程序实现精细准确的监控，避免人工来改变体系温度以及回流比，最终实现产品质量的最优化。

二自动化控制的PVC精馏应用实例

PVC工业化的生产过程中精馏工序是通过高低沸塔来实现的，其中最关键的技术在于精馏塔顶部冷凝器体系温度的精细化控制，这也是整个PVC工业化生产的瓶颈部分。随着技术的发展，将自动化控制系统装配于PVC精馏工序的冷凝工段，以实际数据来看比之常规手段有明显优势。

2.1VC低沸塔体系

VC低沸体系是用来分离沸点低于VC的乙炔等组分。实际情况中往往因为两者在一些性质方面表现的较相同，且液相的乙炔组分能够与氯乙烯液相体系相混溶，这样实际的低沸分析目的不能高效实现。根据实际情况，采取在冷凝器系统装配上计算机自动化控制系统。它能够实现对精馏塔顶端物系温度的实时监测，且根据实际情况实现自动调整，达到精确控制冷凝体系温度的目的，避免过高或者过低等异常情况。自动化控温后进而可实现精馏塔顶端回流比和回流量的最优化。

2.2VC高沸塔体系

低沸塔的馏分VC液再通过高沸塔体系的精馏过程分离出高沸点物，高纯度气相态的VC从精馏塔顶通过经冷凝系统，转换为成品馏出。实际生产过程中，传统的冷凝系统控制时常达不到温度的精细化控制，最终影响到产品的质量。而一旦也在高沸塔冷凝系统装配计算机自动温度系统，计算机实时监测塔顶及冷凝体系温度，自动的控制回流量和回流比数值，实现整个过程的操作效率最大化。

三自动化控制下的气液平衡

精馏工序的操作本质是三个化学平衡的体现，分别为物料、相态以及热平衡，它们紧密牵连。如蒸汽压力改变时，会很快改变塔底的实际蒸发量，直接导致体系内热非平衡，气液相态亦随之不均衡。故生产过程的关键在于热量与蒸汽量的平衡状态。在其他不变的条件下流速与蒸发量以及精馏塔的塔差成正比，依此可通过改变精馏塔两端的压力实现对蒸发量的控制。自动系统过程中采取进料量和塔釜压力相串级的方式，塔底压力电子信号会传递至流量调节阀系统，调节阀会自动化调整流量。进料量的实时最适变化可以达到塔釜压力的相对稳定，避免了整个过程的最终分离效果受到的进料量波动影响。

四精馏塔的温度控制

（1）精馏段温控灵敏板取在精馏段的某层塔板处，称为精馏段温控。适用于对塔顶产品质量要求高或是气相进料的场合。调节手段是根据灵敏板温度，适当调节回流比。例如，灵敏板温度升高时，则反映塔顶产品组成zn下降，故此时发出信号适当增大回流比，使XD上升至合格值时，灵敏板温度降至规定值。

（2）提馏段温控灵敏板取在提馏段的某层塔板处，称为提馏段温控。适用于对塔底产品要求高的场合或是液相进料时，其采用的调节手段是根据灵敏板温度，适当调节再沸器加热量。例如，当灵敏板温度下降时，则反映釜底液相组成Xw变大，釜底产品不合格，故发出信号适当增大再沸器的加热量，使釜温上升，以便保持工作的规定值。

（3）温差控制当原料液中各组成的沸点相近，而对产品的纯度要求又较高时不宜采用一般的温控方法，而应采用温差控制方法。温差控制是根据两板的温度变化总是比单一板上的温度变化范围要相对大得多的原理来设计的，采用此法易于保证产品纯度，又利于仪表的选择和使用。

五结语

在化工生产的精馏工艺中，自动化系统的导入，一方面实现了操作的简单，快捷化，节省的人力成本；另一方面计算机的分析以及传感的灵敏性保证系统对于体系参数的实时精确控制，做到实时控制，快速自动调整，亦是工艺的最优化体现，是实现产品经济最大化的保证。

参考文献

[1]左文耀.精馏塔操作及自动控制系统的改进研究[J].化学工程与装备.2012，8.

精馏节能技术篇6

关键词：以水蒸气蒸馏法提取生姜精油；方法可靠；简便；易行

20世纪以后，

由于天然香料精油及其衍生物的嗅感和感官特性是合成香料，加上人们出于对合成香料安全性的顾虑而产生的对天然香料的偏爱，使得天然香料仍能维持其巩固的市场地位，尤其是在食用香料香精方面。由于人们对各种新香型的追求，开发新的香料品种成为必然。近年来，有许多将生物技术用于开发天然香料品种的报导，要经过许多环节，克服许多难以克服的因素，如香气的优劣、经济的合理性、资源的保障等，才能成为一个有生命力的新品种。天然香料的主要加工技术为水蒸汽蒸馏法水蒸汽蒸馏法是利用精油成分与水形成二相共沸物，以略低于水的沸点的温度将精油从原料中提取出来。适合于水蒸汽蒸馏法的原料最多，大多数原料的枝、叶、根、茎、皮、籽及部分花均可采用此法，如肉桂、柏木、八角、薄荷、薰衣草、柑桔类果皮、山苍籽、菖蒲等。蒸馏过程中香成分易分解的香料原料不适用此法。水蒸馏汽馏技术近年来有了较大的发展，新的技术主要有水扩散水蒸汽蒸馏器、涡轮式快速蒸馏器、连续蒸馏器及南京野生植物研究所研制开发的加压串联蒸馏设备和能应用在田间的tx-a型小型移动式蒸馏设备等。浸提法即萃取法，是利用挥发性溶剂将原料中有效香成分适合于头香部分，香成分含量低的原料和挥发性较小的品种及不挥发的香味成分的提取，浸提萃取技术近年来已突破了原来的固定式或转鼓式萃取设备，开发出浮滤式浸提器、连续式浸提设备等新式浸提设备。近年来液体co2及其超临界流体萃取技术是一个发展很快的浸提工艺，具有浸提得率高、选择性好、提取温度低使头香保留完全、适用于热敏性香料、没有溶剂残留等优点。目前，我国对天然香料产业化涉及的新技术新工艺研究薄弱，推广力度更是不足。要使我国天然香料产业有一个大的发展，就必须在天然香料新技术、新工艺的研究方面有一个大的突破。同时，生产天然香料的厂家众多，但总体技术水平不高，一方面是因为缺乏人才，另一方面是缺乏资金。国家给于适当的资金扶持，用于香料厂的技术改造，支持企业采用新工艺。同时加强科技术人员培训，加强工厂与科研单位结合，增强企业发展后劲，争取在尽可能短的时期内提高工厂的技术水平。

近年来，随着人们自身保健意识的增强，日益强调食品原料及添加剂的天然性与健康性，使得人们再度关注生姜这一药食兼用的食品资源，并以科学手段考察它在保健，预防、治疗慢性疾病方面的功效。

因此，加强生姜精油等精深加工产品的研究开发，可以充分利用生姜的有效成分，提高其利用价值，推动我国食品调味料和相关的食品加工业朝着深加工、方便化、天然健康的方向发展，与国际接轨。透过现代生化及药理技术发现的生姜精油中特定功效成分，不仅为传统中医学治疗实践提供了理论依据，更为宝贵的传统中药走向世界市场打开了大门。这些都赋予了生姜利用新的内容与意义，并将为生姜资源的利用开辟无限广阔的前景。

1生姜精油产品的开发应用

生姜精油香气温辛，甜而浓厚，又具有一定的生理活性功能，可作为化妆品香料、食品香料及药材。因此，生姜精油产品在食品和化妆品工业中应用前景十分广阔。

食品领域生姜精油口味温热，香辛，有令人愉悦的芳香，不辛辣。其主要用于食品领域的饮料、无醇清凉饮料、焙烤食品、特殊甜酒及姜啤酒、姜酒等酒类的加香、调味，是天然的食品香料；也是卷烟用香精的常用原料。

能食品领域生姜精油含有生姜的香气和味道，可作为高品质的浓缩调味料替代传统香辛原料应用于食品加工及烹调；生姜精油又具有许多生物活性，有助于预防现代文明疾病，使所添加应用的食品成为“工程食品”，起到对人的营养保健作用。因此，生姜在功能食品领域的开发也大有可为，尤其是作为功能性调味料，对功能食品乃至整个食品行业有很大的意义。

生姜为姜科植物姜(zingiberofficinaleroscoe)的根茎，是多年生草本植物。由于鲜姜贮藏方法不当等原因，造成大量浪费。若将生姜加工成姜油，则其经济效益可以提高3倍-5倍。我国有14种姜属植物，大都含有挥发油，挥发油中主要含有姜烯、姜醇天然倍半萜(-)β-倍半水芹烯、六氢姜黄素、二氢姜酚等成分。生姜广泛地用于烹调和食品的加香，姜精油、姜抽提物、姜油树脂等也是食品工业广泛应用的香料。除此之外，姜也是一种传统中药，用于脾胃虚寒，腹痛吐泻，吐衄崩漏，阳虚失血。早期的药理实验证明：生姜具有发表散寒止呕开痰之功效，用于治疗伤风感冒、咳嗽多痰、胃寒呕吐等症。现代科学证实生姜具有抗衰老、抗肿瘤、降血脂、促进血液循环、调解中枢神经、消炎抗菌等作用。我国生姜栽培地域很广，四川、贵州、广西、广东、山东、陕西等省区产量较高，主要品种有肉姜、火姜、鸡姜等。各地所产生姜中姜挥发油和姜辣素含量及其组分有较大差异。贵州水城县发耳产的生姜(又称小黄姜)，块茎丰满充实，同一品种形态完整、色泽一致，辣味浓，姜挥发油和姜辣素含量比较高。

2试药与设备

（1）小黄姜；

（2）隧道式干燥机、粉碎机、蒸锅、冷却器、油水分离器。

3工艺方法

（1）原料预处理。挑选无虫蛀，无霉烂，无发芽的鲜姜作为原料，除去根须，用刀切成4毫米-5毫米厚的姜片。

（2）烘干。置姜片于隧道式干燥机，在60℃-65℃温度下烘姜片6小时-8小时，使鲜姜片含水量降到12%以下。也可置于竹帘上晒5天-6天。

（3）粉碎。用粉碎机将干姜片粉碎成米粒状的姜粉，过20目筛。

（4）蒸馏、冷却。准备好不锈钢蒸锅，蒸锅中放箅子，箅子上展铺一层纱布，将姜粉疏松地铺在纱布上。姜粉表面与上层箅子应保留一定空间，以利水蒸气透过。

装好姜粉后，将蒸锅的蒸馏管接上冷却器，这样就构成一套蒸馏冷却设备装置。蒸锅下通上蒸汽，使蒸汽压力保持0.12mpa-0.13mpa。这样蒸汽透过姜粉，因蒸汽的高温作用使姜粉中姜油汽化，随水蒸气从蒸馏管进入冷却器，蒸汽和汽化的生姜精油在冷却器中冷却成油水混合物。

（5）油水分离。用油水分离器在冷却器出口处收集油水混合物，静置后，油水自动分离，上层为生姜精油，下层为水。使用分离器放去下层的水，即得生姜精油产品。

4结论

（1）原料不可有腐烂、变质现象，否则影响姜油品质。

（2）一般每100公斤鲜姜片制成干姜片12.5公斤。

（3）姜粉不能太粗，太粗影响出油；也不能太细，太细水蒸气不易透过。

（4）注意保持冷却器的进出口高度差，进口要高，出口要低。

（4）这样方法得油率一般为100公斤姜粉可提取生姜精油3公斤-4公斤。

参考文献

［1］张宏志，管正学，王建立.贵州生姜精油化学成分研究［j］.贵州农业科学,2001,(04).