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化工分離提純過程節能關鍵技術通過鑒定

發表時間:2022-02-02 21:48來源:中化新網

1月18日,北京化工大學教授李群生團隊完成的“碳中和背景下的化工分離提純過程節能關鍵技術及工業應用”通過了中國化工學會在北京組織的科技成果鑒定。


經質詢和討論,鑒定委員會形成鑒定意見并一致認為,該成果具有自主知識產權,創新性強,總體達到了國際先進水平。其中精餾—結晶(萃取、膜分離等)組合分離、“MEU”節能網絡模型等關鍵技術達到了國際領先水平,顯著促進了碳中和目標的實現與化工行業綠色發展,推動了相關行業科技進步和產業轉型升級,建議進一步大規模推廣應用。


據了解,精餾是化工領域中最為成熟,應用最為廣泛且必不可少的單元操作,同時也是工業過程中能耗和設備投資相當高的環節,在煉油、石化等行業中,能耗可占到全過程總能耗的一半以上。因此,對精餾過程節能技術的研究具有極其重要的意義。


據李群生教授介紹,該項目開發了精餾-結晶(萃取、膜分離等)聯合節能技術,突破了同分異構體或者沸點相近的物系單一精餾過程能耗大等難題,精餾塔的回流比降低60%以上,節能效果顯著。研究團隊還開發了多階梯換熱節能技術、系統熱集成節能換熱技術、新型熱泵精餾節能技術等工藝過程節能優化新技術,對反應放熱、精餾塔塔頂熱量、塔底熱焓實現了充分利用,節能15%以上。


在理論研究與模型構建方面,研究團隊首創了能量綜合利用**化的“MEU”模型,構建了公用工程消耗量最低的節能網絡,為化工過程的節能優化提供了理論基礎。同時,建立了精餾設備動態控制數學模型,提出了一種響應速度快、波動小的組分—溫度控制結構,可使精餾過程能源消耗減少13%。


此外,項目組還配套開發了一系列節能設備:如單位壓降比吉姆派克(Gempak)填料降低35%,波紋線呈折線的LDP填料;比F1型浮閥塔板分離效率提高13%的導向孔、帽罩和填料**配置的FPT塔板;比同類技術能量回收率提高30%的重力回流倒U型換熱管節等。


目前,該技術已廣泛應用于電子化學品、高出度高端化工產品,以及石油化工、煤化工、醫藥化工、酒精工業等行業中,并在全國18家企業20多個產品生產過程的100余個項目中成功應用,顯著減少了化工分離提純過程的能耗和CO2排放,并取得了巨大的經濟效益、生態環境效益和社會效益。據不完全統計,該技術應用近三年以來,累計取得直接經濟效益17.11億元,節省水蒸氣164.31萬噸,節能折合標煤24.55萬噸,減少CO2排放71.20萬噸。