化學工程與石油化工節能的分析論文

有關化學工程與石油化工節能的分析論文

　　摘 要：隨著我國社會經濟的高速發展，所需消耗掉的能源總量日漸增多，資源緊張現已成為影響我國社會發展最為關鍵的一項問題。盡管我國國土面積廣闊，已探明的能源儲量十分可觀，種類也相對較為豐富，但是鑒于我國人口規模的龐大，人均資源占有量極為稀少。為了應對日漸短缺的能源緊張問題，就開展有關的化學工程與石油化工節能研究便有著極強的現實意義。該文將就化學工程與石油化工節能展開相關的探究工作，并為我國在能源節約方面提出了一些有價值的建議。

　　關鍵詞：化學工程 石油化工 節能

　　中圖分類號：TE65 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）06（b）-0120-02

　　不論是在生產領域還是石油化工當中，均必須要依賴于化學反應。化學反應當中的提純與分離技術是生產階段最為關鍵的一項技術策略，其對于整體石油化工生產工作有著無可替代的價值作用。若要想確保能夠順利完成對整體石油化工生產就必須要對質量傳遞及化學反應要有一定的了解，以及應用到相關的換熱設備、流體傳送設備，以便能夠更好地開展節能工作。據此，下文將就上述原理與設備展開具體分析，以期能夠實現對石油化工生產達到良好的節能效果。

　　1 節能原理

　　1.1 質量傳遞與節能

　　石油化工的分離主要是以精餾方式為主，這同時也是質量傳遞的關鍵所在。依據熱力學原理可了解到，完全差異化的物流混合是一種自發性的行為，有著明顯的不可逆性；相反的，若要將混合物分離為各種構成成本完全不同的產品之時，便要耗損掉一部分的外部能量。在蒸餾階段物質位于不同相間的轉移是處在溫度與壓力均保持恒定的狀態下所實施的，相轉移階段的推動力量為化學勢，其在應對相變以及化學改變之時作用價值巨大。

　　在精餾處理階段，蒸汽采用特定壓力降通過精餾塔是導致不可逆的關鍵因素之一。其次為再沸器與冷凝器各自通過特定溫度變化差異加入以及將熱量轉移，更為關鍵的一方面原因是氣體與液體的兩相接觸亦或是在發生混合之后由于遠遠未能夠滿足于相平衡從而導致精餾階段的不可逆性明顯升高。因而，減小流體流動所出現的壓力降，降低在熱傳導階段的溫差值，降低質量傳遞使得濃度差，都能夠確保精餾階段的功耗大大降低，促使被耗損的功耗大幅度降低。

　　1.2 化學反應與節能

　　在化學反應階段當中也會受到動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞和化學反應等原理的支配。化學反應的速率及平衡性是存在密切相關性的，具體可由反應速率將化學平衡導出，然而卻不能反推。因而化學反應的動力學相較于反應熱力學是更加底層的一項核心基礎。熱力學純粹是給出了化學反應的一種可能性，要達到這樣一種可能性還需要能夠由更高的動力學角度來探討化學反應速率與有關影響因素。

　　在化學反應階段，絕大部分狀況下均會同時出現熱量放出亦或是吸入現象。怎樣能夠高效化地應用或供應反應熱量將是在化學反應階段實現節能最為關鍵的一方面內容。針對吸熱反應，應當盡可能科學化地進行熱量供應。吸熱反應溫度也應將其最大程度地減小，以便于能夠更好地應用過程剩余熱量抑或是采取汽輪機抽氣予以熱量供應，降低對高品質燃料的損耗。針對放熱反應現象，便需要盡可能確保對反應熱的科學化應用。放熱反應溫度必須要在允許的范圍內達到最大值，以期能夠確保所回收到的熱量有著較高的品質。化學反應設備是開展化學反應最為關鍵的部分，在絕大多數的反應階段當中往往都會同時存在有流體流動、熱傳導、質量傳遞等流程，其中每一項流程均會不同程度地產生一定的阻力，且還要耗損一定的能量。因此，對反應裝置予以適當的改進，降低阻力，便可實現對能量耗損的有效減小。

　　2 節能設備

　　2.1 換熱設備節能

　　這一設備最終重要的一項功能即為實現對熱量的高效化傳導，并且在熱量傳導之時有可能還會因為傳熱方式仍存有一定的缺陷而造成熱量丟失。要想解決這一問題便應當就熱量傳導過程之中的溫度差予以適當的優化協調，促使溫度能夠始終處在較為穩定的狀況之下。熱量傳導還存在有順流、逆流、交差流以及混合流等多種形式，特別是在逆流階段所出現的溫差變化是最為明顯的，在順流階段所出現的溫度變化是最不顯著的。因而，為了盡可能地增強熱量傳導效應，還應盡可能地選用逆流傳熱形式，并借此來實現對熱量損耗的降低。

　　提高換熱設備換熱面積，促使其熱傳導效應能夠盡可能增強。革新傳導設備結構，并借此來提高單位體積內的傳熱面積，進而促使換熱器工作效率能夠盡可能地得以提升。若可選用部分直徑相對偏小的傳送管道，還可將管道采取密切排列的方式，采用形狀適當的翅片管來提高熱傳導面積，增強熱傳導效率。

　　要想提升熱傳導能量最有效的方式途徑即為增強熱傳導系數，這同時也是在熱傳導設備節能研究領域最為關鍵的一項內容。而對于熱傳導效率的提升就必須要新增一部分的冷熱流體以及和管壁間的換熱系數，尤其是針對換熱性能相對不足的那一部分，可將其管道壁壘的表面設置為粗糙結構，以期能夠實現對底層流體熱傳導效率的影響。此外，還可在管道內新增部分插件，引導其轉動同時生成一部分的熱量。

　　2.2 流體傳送設備節能

　　2.2.1 泵節能

　　在流體流動或者是在傳輸階段內，都會在一定程度上和傳輸管道內壁產生撞擊摩擦，從而便會造成部分能量轉換成了熱能，致使能源耗損量大大提高。依據能量守恒定律來就流動情況展開分析，需針對流體的流動速度采取適當的控制措施，從而盡可能地降低管道當中的額外閥門零件，若有需要還可適當新增一些減阻劑來減小流體耗損能量。另外，還可選用更高質量同時效率也更高的泵，來促使流體當中所通過的零部件其表面能夠更加光滑，降低摩擦系數并最終實現對流體能量耗損的全面降低。

　　2.2.2 壓縮機節能

　　在生產石油化工之時，除過離心式壓縮機外常常還會應用到復式壓縮設備，盡管此兩種壓縮設備在原理以及節能的方式上存在著一定的差異性，然而其在實施壓縮之時，均可促使有效能受損。導致這一問題現象出現的關鍵因素是由于采取了非等溫壓縮處理方式。因此，若要確保壓縮設備能夠達到更好的節能效果，便需要對壓縮設備的結構予以調整，促使其轉變為多級別壓縮，在傳輸下級過程內逐漸冷卻，從而也便能夠最大程度地促使壓縮設備接近于等溫壓縮，可較為高效的降低能量損失，極大地降低額外的能量浪費。

　　2.2.3 離心式壓縮機節能

　　這一種類型的設備在運行過程當中出現能量損失的環節主要為流動、沖擊、輪阻等環節。若要促使這一設備能夠達到更為優異的節能效果，便需轉變其操作方式及設計方案。具體包括：利用對吸入過程壓力的提升，來減小在吸入過程內所出現的熱能，降低葉輪阻力，轉變葉輪及葉片角度，以促使其能量耗損可得以顯著減小。

　　3 結語

　　總而言之，隨著當今世界能源危機問題的日漸嚴重，資源短缺問題不斷凸顯，節能技術的重要性也上升到了空前的高度。節能技術有著多種形式與類型，每一種節能技術也都有著其最為顯著的優勢特點，科學應用好有關的節能技術，盡最大努力減小能源耗損將是未來在能源應用領域最為重要的一項研究內容。石油化工資源作為一種不可再生能源，其完全枯竭只是時間長短問題，對此就必須要在這一方面大力加強有關的研究工作，由每一個環節來降低浪費，以期最終能夠實現對經濟成本的節約。

　　參考文獻

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