[发明专利]一种化工分离提纯工艺用节能减排系统

权利要求书

1.一种化工分离提纯工艺用节能减排系统，其特征在于，所述化工分离提纯工艺包括合成工段和/或精馏工段和/或回收工段；所述节能减排系统包括：能量综合利用最大化节能模块；

其中，所述能量综合利用最大化节能模块对所述化工分离提纯工艺进行综合评价，并依据初始、终了物流参数获取能量消耗最低值；

再根据所述能量消耗最低值对所述合成工段和/或精馏工段和/或回收工段进行能量集成优化和节能技术改造；

所述合成工段的节能技术改造包括热管节能模块和多阶梯换热节能模块；

所述精馏工段的节能技术改造包括高效塔板、填料装备节能模块、离子液体萃取精馏技术及气液相平衡节能模块、精馏操作工艺节能模块；

所述回收工段的节能技术改造包括：高效塔板填料装备节能模块、精馏系统热集成节能模块、精馏操作工艺节能优化模块、精馏系统自动控制与优化模块。

2.根据权利要求1所述的化工分离提纯工艺用节能减排系统，其特征在于，所述能量综合利用最大化节能模块是设计及构建能量回收最大化网络数学模型，对精馏过程中能量分布复杂、冷热物流能量利用率进行能量集成最优化。

3.根据权利要求1所述的化工分离提纯工艺用节能减排系统，其特征在于，所述热管节能模块是在反应器与气体分离塔连接的管道外增加热管换热器，并且所述热管换热器在气体管道外增加凸齿增加换热面积；

或，在传统的直热管结构上进行优化，获取新型结构的热管换热器；

所述新型结构的热管换热器为倒U型管，倒U型管上部为冷凝段；冷凝液顺着倒U型管壁，在重力的作用下流至倒U型管下部的蒸发段，冷凝液在蒸发段吸收热量汽化为蒸汽上升至冷凝段重新冷凝；

所述多阶梯换热节能模块为在整个精馏系统中同时提供多个品位的冷源，对此进行冷能的梯级利用，减小换热过程中造成的损失。

4.根据权利要求1所述的化工分离提纯工艺用节能减排系统，其特征在于，所述高效塔板、填料装备节能模块包括：FTP型塔板精馏节能模块和LPD填料精馏节能装备模块；

所述FPT型塔板精馏节能模块和所述高效塔板填料装备节能模块均是通过传质机理和塔板上气液流动实验验证，更换普通塔板或优化FPT型塔板结构；

且，所述FPT型塔板结构由导向孔、梯形帽罩及填料复合而成；

所述LPD填料精馏节能装备模块是建立CFD多尺度模型，对填料内气液相流动进行优化，改进LPD填料结构；

所述LPD填料结构由上下两段竖直的直线段和中间倾角不断变化的波纹板构成，所述中间波纹板部分变化倾角分为A、B、C三种，其中波纹倾角变化分别为：30°-40°-30°、30°-37.5°-30°、30°-35°-30°，而上下两端直线段的高度为填料层高度的1/8，各折线连接处用光滑圆弧连接。

5.根据权利要求1所述的化工分离提纯工艺用节能减排系统，其特征在于，

所述离子液体萃取精馏技术及气液相平衡节能模块包括：离子液体萃取精馏节能模块和气液相平衡节能模块；

所述离子液体萃取精馏节能模块是在现有萃取剂基础上进行理论研究和数据分析，获取离子液体作为新型绿色萃取剂并验证，同时对其进行气液平衡数据的测定；

所述气液相平衡节能模块是以共沸二元物系气液相平衡数据为基础，加入离子液体作为新型萃取剂构成三元物系VLE数据，具体为利用Wilson、NRTL、UNIQUAC或UNIFAC模型对二元及三元气液相平衡数据进行关联，获取离子液体作为新型萃取剂的可行性数据，并进行工艺流程模拟，完成流程优化，确定精馏最佳操作参数；

所述离子液体萃取精馏技术及气液相平衡节能模块还包括：固液相平衡模块，所述固液相平衡模块是通过实验测得所研究物系的溶解度数据，在此基础上利用经典热力学模型对目标物系的溶解度数据进行预测计算、模型修正以及改进模型的预测效果。