Pemilihan dan Aplikasi Teknik Pemisahan Distilasi dalam Bidang Petrokimia

Abstrak

Di bidang produksi bahan kimia petrokimia halus, pemisahan distilasi bahan non-minyak (seperti pelarut organik, bahan kimia khusus, intermediet halus, dll.) merupakan proses utama. Dengan menggabungkan karakteristik peralatan seperti kolom tray, kolom isi, dan penguap film tipis, makalah ini secara sistematis menganalisis skenario aplikasi, prinsip pemilihan peralatan, serta praktik rekayasa dari berbagai teknologi distilasi dalam pengolahan bahan non-minyak, memberikan referensi teknis bagi perusahaan petrokimia.

1. Tantangan Teknis dalam Pemisahan Distilasi Bahan Non-Minyak

1.1 Sifat Bahan yang Kompleks

Bahan petrokimia non-minyak biasanya memiliki karakteristik berikut:

- Termosensitivitas: Bahan kimia halus seperti epoksida dan monomer organosilikon rentan terhadap dekomposisi, polimerisasi, atau perubahan warna pada suhu tinggi, sehingga memerlukan suhu distilasi rendah dan waktu tinggal singkat.

- Kisaran viskositas yang luas: Viskositas dapat bervariasi hingga ratusan kali, dari pelarut ber-viskositas rendah (seperti metanol dan etil asetat) hingga intermediat polimer ber-viskositas tinggi (seperti polieter poliol).

- Titik didih yang berdekatan: Pemisahan isomer (misalnya p-xylene/o-xylene) dan pemisahan azeotrop memerlukan peralatan transfer massa berkecepatan tinggi dengan persyaratan tinggi terhadap jumlah piring teoritis.

- Korosivitas yang signifikan: Asam organik, hidrokarbon terhalogenasi, dan bahan lainnya memiliki persyaratan ketat terhadap material peralatan, sehingga memerlukan pemilihan material tahan korosi atau lapisan khusus.

1.2 Persyaratan Proses yang Ketat

- Kemurnian produk tinggi: Bahan kimia kelas elektronik dan bahan perantara farmasi biasanya memerlukan kemurnian ≥99,5%, atau bahkan di atas 99,9%.

- Sensitivitas hasil: Produk bernilai tambah tinggi sangat sensitif terhadap kehilangan bahan, dan setiap kenaikan hasil sebesar 1% dapat memberikan manfaat ekonomi yang signifikan.

- Kontrol konsumsi energi: Distilasi merupakan operasi unit yang konsumsi energinya tinggi, dan konsumsi energi dapat mencapai 30-50% dari total biaya produksi. Penghematan energi dan penurunan konsumsi adalah permintaan inti.

- Kepatuhan lingkungan: Persyaratan untuk pengendalian emisi VOC dan pengurangan cairan limbah semakin ketat.

2. Perbandingan dan Pemilihan Teknologi Peralatan Distilasi Utama

2.1 Teknologi Kolom Tray

2.1.1 Keunggulan Inti

- Fleksibilitas operasi besar: Kolom tray dibatasi oleh kondisi banjir (flooding) dan merembes (weeping), tetapi kolom yang dirancang dengan baik memiliki kisaran penyesuaian beban 30%-110%, sehingga mampu beradaptasi terhadap fluktuasi produksi.

- Adaptabilitas kuat terhadap rasio cair-gas rendah: Ketika rasio cair-gas < 0,5, kolom berisi packing mengalami penurunan efisiensi yang tajam akibat pembasahan yang buruk, sedangkan kolom tray tetap dapat mempertahankan efek perpindahan massa yang stabil.

- Perawatan mudah: Tray dapat dibongkar pasang untuk inspeksi dan perbaikan, sehingga biaya perawatan sistem yang memerlukan pembersihan rutin kerak dan polimer menjadi rendah.

- Ekonomis untuk diameter besar: Ketika diameter kolom > 800 mm, biaya kolom tray biasanya 15-25% lebih rendah dibandingkan kolom berisi packing.

2.1.2 Aplikasi Khas

- Pemisahan aromatik: Rektifikasi benzena-toluena-xilena menggunakan tray katup apung atau tray saring, dengan diameter kolom 1,5-3,5 meter dan 40-80 pelat teoritis.

- Pemulihan hidrokarbon terklorinasi dari produk samping klor-alkali: Pengolahan sistem organik yang mengandung HCl menggunakan tray berbahan Hastelloy atau dilapisi PTFE, tekanan operasi 0,2-0,5 MPa.

- Dehidrasi pelarut: Dehidrasi dan rectifikasi isopropanol dan etanol menggunakan proses distilasi azeotropik, diameter kolom 0,8-2,0 meter.

2.1.3 Poin Kunci Desain

- Pemilihan tray:

- Tray saringan: Struktur sederhana, biaya rendah, cocok untuk sistem bersih.

- Tray katup apung: Fleksibilitas operasi maksimum dan kinerja anti mampet yang baik.

- Tray tutup gelembung: Laju alir kecil tetapi efisiensi tinggi, cocok untuk rasio cair-gas rendah.

- Jarak antar tray: Konvensional 450-600 mm; dikurangi menjadi 350 mm untuk kolom beban tinggi dan ditingkatkan menjadi 600-800 mm untuk kolom vakum.

- Sistem weir dan downcomer: Menggunakan downcomer berbentuk busur, dengan luas area downcomer mencapai 12-15% dari luas penampang kolom, memastikan waktu tinggal cairan selama 3-7 detik.

2.2 Teknologi Kolom Berisi Isian (Packed Column)

2.2.1 Keunggulan Inti

- Penurunan tekanan sangat rendah: Penurunan tekanan per pelat teoritis hanya 0,01-0,3 kPa, yang merupakan 1/5 dari kolom tray, sehingga sangat cocok untuk distilasi vakum dan bahan termosensitif.

- Efisiensi pemisahan tinggi: Isian terstruktur (seperti isian bergelombang dan isian kisi) memiliki HETP 0,15-0,5 meter, yang jauh lebih baik dibandingkan kolom tray dengan HETP 0,5-1,0 meter.

- Kapasitas besar: Porositas lapisan isian > 90%, dan kecepatan gas dapat mencapai 1,5-2 kali lipat dari kolom tray, meningkatkan kapasitas pemrosesan per satuan luas penampang sebesar 30-50%.

- Tahan korosi kuat: Dapat dipilih isian non-logam seperti keramik, grafit, dan PTFE, cocok untuk sistem dengan sifat korosif tinggi.

2.2.2 Aplikasi Khas

- Distilasi vakum:

- Senyawa organik termosensitif (misalnya, intermediet vitamin) dengan derajat vakum 1-10 kPa, menggunakan isian terstruktur logam.

- Senyawa dengan titik didih tinggi (misalnya, pelarut plastik DOP) dengan derajat vakum < 1kPa, memilih isi kawat bergelombang berbentuk jaring.

- Sistem korosif:

- Pemurnian organoklorosilana: Menggunakan cincin Raschig keramik atau isi keramik berbentuk sadel.

- Bahan yang mengandung mercaptan: Memilih isi grafit atau isi logam dilapisi PTFE.

- Pemisahan halus:

- Pemisahan isomer (p/o/m-xylene): Isi bergelombang logam berlubang dengan HETP 0,2-0,3 meter.

- Persiapan pelarut kemurnian tinggi (IPA kelas elektronik): Kolom isi terstruktur dengan lebih dari 100 piring teoritis.

2.2.3 Poin-Poin Kunci Desain

Matriks pemilihan isi:

Jenis kemasan	HETP (m)	Penurunan Tekanan (Pa/m)	Faktor Kapasitas	Skenario Aplikasi
Isian acak logam (cincin Pall)	0.4-0.6	150-250	Sedang	Rektifikasi konvensional
Cincin Raschig keramik	0.5-0.8	200-300	Rendah	Sistem sangat korosif
Isian terstruktur logam (250Y)	0.25-0.35	80-150	Tinggi	Pemisahan vakum/efisiensi tinggi
Isian bergelombang kawat anyaman	0.15-0.25	50-100	Tertinggi	Bahan ultra-vakum/termosensitif

Distributor cair:

- Tipe semprot: Cocok untuk material ber-viskositas rendah (<5mPa·s), dengan kepadatan titik distribusi > 100 titik/m².

- Tipe alur: Viskositas sedang (5-50mPa·s), dengan keseragaman distribusi ±5%.

- Tipe pipa: Viskositas tinggi (>50mPa·s) atau material mengandung padatan.

Jarak antar redistributor:

- Isian acak: Pasang satu lapisan setiap 5-8 meter.

- Isian terstruktur: Pasang setiap 10-15 meter atau setiap 3-4 lapisan isian.

2.3 Teknologi Evaporasi Lapisan Tipis

2.3.1 Keunggulan Inti

- Waktu tinggal sangat rendah: Material hanya bertahan di permukaan pemanas selama 2-10 detik, mencegah dekomposisi material termosensitif.

- Operasi vakum ultra-rendah: Dapat beroperasi pada tekanan absolut 0.1-100Pa, mengurangi suhu evaporasi sebesar 50-100℃.

- Adaptabilitas viskositas tinggi: Dapat menangani material dengan viskositas hingga 10⁴mPa·s.

- Efisiensi pemisahan satu tahap yang tinggi: Evaporasi satu tahap setara dengan 2-5 pelat teoritis.

2.3.2 Skenario Aplikasi Khas

- Pemurnian monomer resin epoksi:

- Material: Resin epoksi Bisphenol A (E-51)

- Kondisi operasi: 0,1-1,0Pa, 160-180℃

- Efek: Simpangan baku nilai epoksi menurun dari 15% menjadi 5%, dan warna APHA menurun dari 150 menjadi 50.

- Pemisahan monomer organosilikon:

- Material: Pemulihan dimetilsiloksan (M₂) dari residu ber-titik didih tinggi

- Kondisi operasi: 1-10Pa, 120-150℃

- Peningkatan hasil: Total hasil M₂ meningkat sebesar 2-3%, menghasilkan manfaat tambahan tahunan sebesar 9 juta yuan (untuk pabrik 50.000 ton/tahun).

- Pemurnian plastisiser:

- Bahan: Dioctyl phthalate (DOP), dioctyl terephthalate (DOTP)

- Kondisi operasi: 0,5-5 Pa, 260-280℃

- Peningkatan kemurnian: Dari 99,0% menjadi 99,6%+, memenuhi persyaratan kelas makanan.

- Intermediasi farmasi termosensitif:

- Bahan: Intermediasi rantai samping antibiotik

- Kondisi operasi: 0,5 Pa, 80-100℃ (titik didih atmosferik 220℃)

- Tingkat dekomposisi: Dari 8% menjadi <1%.

2.3.3 Pemilihan Peralatan

Perbandingan jenis penguap film tipis:

TIPE	Laju alir (kg/jam)	Kisaran viskositas (mPa·s)	Tingkat vakum (pa)	Material yang sesuai
Falling Film	50-500	<50	10-1000	Pelarut ber-viskositas rendah
Wiped film	20-200	10-10⁴	0.1-100	Material ber-viskositas tinggi/mengendap
Destilasi jalan pendek	5-100	5-10³	0.1-10	Material ultra termosensitif/bernilai tambah tinggi

Parameter spesifikasi khas (dengan contoh penguap film tergores):

- Luas penguapan: 0,5-5,0 m²

- Suhu pemanas jaket: Hingga 350℃ (minyak termal), 400℃ (garam lebur)

- Kecepatan wiper: 50-300 rpm (dapat diatur)

- Material: 316L (standar), Hastelloy C-276 (tahan korosi tinggi), titanium (sistem yang mengandung klorin)

3. Kombinasi Proses dan Strategi Optimalisasi

3.1 Proses Kolom Bersusun

Kombinasi kolom pre-pemisahan + kolom rektifikasi:

Studi kasus: Pemulihan komponen ringan dari produk sampingan pabrik koprroduksi fenol-aseton

- Kolom pre-pemisahan: Kolom isi, D=1,2 m, H=8 m, memisahkan hidrokarbon ringan C3-C5.

- Kolom rektifikasi: Kolom tray, D=1,8 m, 45 piring teoritis, memisahkan benzena/toluena/komponen berat.

- Efek: Konsumsi energi total berkurang sebesar 18%, dan kemurnian produk seluruhnya >99,5%.

3.2 Proses Kombinasi Evaporasi-Rectifikasi

Kombinasi evaporator film tipis + kolom berisi isian:

Studi kasus: Produksi poliol polieter

- Tahap 1: Evaporator film tipis (tipe film tergores, 2,5 m²) untuk menghilangkan oligomer dan pelarut.

- Kondisi operasi: 50-200 Pa, 130-150 ℃

- Tingkat penghilangan: Oligomer >95%, sisa pelarut <0,03%

- Tahap 2: Kolom rectifikasi berisi isian (isian struktur logam) untuk memulihkan pelarut agar dapat didaur ulang.

- Kondisi operasi: Tekanan atmosfer, rasio refluks 3:1

- Kemurnian pelarut: >99,8%, tingkat pemulihan >98%

- Manfaat ekonomi: Kerugian pelarut berkurang dari 5% menjadi 0,8%, menghemat 4,2 juta yuan per tahun.

3.3 Teknologi Penghematan Energi dan Pengurangan Konsumsi

3.3.1 Distilasi Pompa Kalor

Skenario penerapan: Sistem dengan volatilitas relatif 1,2-2,0 dan perbedaan suhu atas-bawah 20-50℃.

Studi kasus: Rektifikasi etanol-air

- Mengadopsi pompa kalor kompresi uap mekanis (MVR).

- Uap atas (78℃, 50kPa) dikompresi menjadi 110℃ dan 120kPa, kemudian dikirim ke reboiler.

- Efek penghematan energi: Konsumsi uap berkurang sebesar 65%, menghemat 1,8 juta yuan per tahun (untuk pabrik 10.000 ton/tahun).

3.3.2 Distilasi Terintegrasi Panas

Teknologi Kolom Dinding Pemisah (DWC):

Studi kasus: Pemisahan komponen terner benzena-toluena-xylene

- Skema tradisional: Dua kolom retifikasi disusun secara seri.

- Skema kolom dinding pemisah: Sebuah partisi dipasang di dalam satu kolom untuk mencapai pemisahan awal dan pemisahan utama.

- Efek: Investasi peralatan berkurang sebesar 30%, konsumsi energi berkurang sebesar 25%, dan luas lantai berkurang sebesar 40%.

4. EngineeringCaseAnalysis

Kasus 1: Proyek Pemulihan dan Pemurnian DMF di Kawasan Kimia

Latar Belakang Proyek:

- Sumber bahan: Cairan limbah DMF berair dari perusahaan farmasi dan kulit sintetis (kandungan DMF 15-30%)

- Skala pengolahan: 8.000 ton/tahun cairan limbah, memulihkan 2.000 ton/tahun DMF

- Persyaratan produk: DMF kelas industri (kadar ≥99,9%, kadar air <0,05%)

Rute proses:

1. Pra-pengkonsentrasian: Kolom isi (isi berbentuk sadel keramik)

- Diameter kolom: DN600, tinggi lapisan isi 6 meter

- Kondisi operasi: Tekanan atmosfer, suhu atas 65℃, suhu bawah 105℃

- Konsentrasi outlet: DMF 70-80%

2. Pemurnian rectifikasi: Kolom tray (tray saring)

- Diameter kolom: DN800, 30 plat teoritis

- Kondisi operasi: Tekanan mikro-negatif (-5kPa), suhu atas 48℃

- Kemurnian produk: DMF 99,92%, kadar air 0,03%

3. Dehidrasi mendalam: Penguap film tipis

- Spesifikasi: Tipe film yang disapu, luas penguapan 1,5m²

- Kondisi operasi: 10-50Pa, suhu 80-100℃

- Produk akhir: DMF 99,95%, kadar air <0,01%

Poin inovasi teknis:

- Mengadopsi pemisahan tiga tahap "kolom packed pre-konsentrasi + kolom tray rectifikasi + evaporator film tipis dehidrasi mendalam".

- Kolom pre-konsentrasi menggunakan packing keramik berbentuk sadel, tahan terhadap korosi DMF dan memiliki kinerja anti-karat yang baik.

- Evaporator film tipis memiliki waktu tinggal singkat (3-5 detik), menghindari dekomposisi DMF pada suhu tinggi.

Indikator ekonomi dan teknis:

- Investasi total: 6,8 juta yuan

- Tingkat pemulihan DMF: 92%

- Biaya operasional: 2.800 yuan/ton DMF (termasuk uap, listrik, dan tenaga kerja)

- Harga pasar: 6.500 yuan/ton

- Periode pengembalian investasi: 2,1 tahun

- IRR: 38%

Kasus 2: Pemurnian Monomer Resin Epoksi di Perusahaan Kimia Halus

Latar Belakang Proyek:

- Material: Resin epoksi bisfenol A mentah (nilai epoksi 0,50-0,53, warna APHA 150-200)

- Persyaratan produk: Resin epoksi kelas elektronik (nilai epoksi 0,51±0,01, warna <30, ion logam <5 ppm)

- Skala pengolahan: 3.000 ton/tahun

Kesulitan teknis:

- Resin epoksi sangat peka terhadap panas dan rentan mengalami polimerisasi serta perubahan warna pada suhu >180℃.

- Viskositas tinggi (sekitar 500 mPa·s pada 150℃)

- Mengandung pengotor seperti oligomer dan bisfenol A yang tidak bereaksi.

Skema proses: Distilasi molekuler jarak pendek

Parameter Peralatan:

- Jenis: Distiller film tersapu jalur pendek

- Luas evaporasi: 0,8 m²

- Suhu pemanasan: 160-180℃

- Derajat vakum: 0,1-1,0 Pa (sistem pompa difusi oli)

- Kecepatan penghapus: 150-200 rpm

- Suhu kondensor: -10℃ (refrigeran etilen glikol)

- Material: Baja tahan karat 316L, dipoles Ra≤0,4μm

Proses Alur:

1. Pra-pemanasan: Panaskan produk mentah hingga 120℃ untuk mengurangi viskositas.

2. Pengisian: Pengisian terus-menerus dengan pompa metering, laju alir 8-12 kg/jam.

3. Evaporasi: Komponen ringan (air, oligomer) menguap masuk ke kondensor.

4. Pengumpulan: Komponen berat (produk) dikeluarkan dari bagian bawah kolom, dan komponen ringan dikumpulkan sebagai limbah.

Perbandingan kualitas produk:

Indikator	Bahan Baku	Produk	Tingkat Peningkatan
Nilai Epoksi	0.50-0.53	0.51±0.005	CV berkurang dari 6% menjadi 1%
Warna APHA	150-200	<30	Berkurang sebesar 83%
CV viskositas	15%	5%	Berkurang sebesar 67%
Ion logam	15-25 ppm	<5ppm	Berkurang sebesar 75%
Sisa bisfenol A	500-800ppm	<50ppm	Dikurangi sebesar 93%

Manfaat Ekonomi:

- Investasi peralatan: 1,8 juta yuan

- Kenaikan harga satuan produk: Dari 18.000 yuan/ton menjadi 32.000 yuan/ton

- Pendapatan penjualan tambahan tahunan: 42 juta yuan

- Biaya operasional tahunan: 1,8 juta yuan (listrik, refrigeran, tenaga kerja)

- Laba bersih tambahan tahunan: 36 juta yuan

- Periode pengembalian: 0,5 tahun

Studi Kasus 3: Renovasi Pemulihan Pelarut Ekstraksi Aromatik di Perusahaan Petrokimia

Latar Belakang Proyek:

- Peralatan awal: Kolom tray, diameter DN2000, 40 tray saring, kapasitas 50 ton/jam

- Masalah yang ada:

- Penurunan tekanan tinggi (0,8 kPa per tray, total penurunan tekanan 32 kPa), konsumsi energi tinggi.

- Efisiensi pemisahan rendah, kemurnian pemulihan pelarut hanya 98,5%, tingkat kehilangan 3%.

- Tray mudah tersumbat, memerlukan pembersihan 2-3 kali setahun.

Skema renovasi: Penggantian dengan kolom pengisi terstruktur logam

Skema teknis:

- Jenis pengisi: Pengisi terstruktur logam bergelombang berlubang (tipe 250Y)

- Tinggi lapisan pengisi: 12 meter (dibagi menjadi 4 lapisan, 3 meter per lapisan)

- Distributor cairan: Distributor pipa berpori, kepadatan titik distribusi 120 titik/m²

- Redistributor: Dipasang di bagian atas setiap lapisan pengisi, menggunakan tipe baki alur.

Perbandingan efek renovasi:

Indikator	Sebelum Renovasi (Kolom Tray Saringan)	Setelah Renovasi (Kolom Isian)	Perbaikan
Total penurunan tekanan (kPa)	32	6.5	Berkurang 80%
HETP (m)	0.8	0.3	Berkurang sebesar 62%
Kemurnian pelarut (%)	98.5	99.7	Meningkat 1,2%
Tingkat kehilangan pelarut (%)	3.0	0.8	Berkurang 73%
Konsumsi uap (ton/jam)	6.5	4.2	Dikurangi sebesar 35%
Waktu perawatan tahunan	2-3	<1	Berkurang sebesar 67%

Analisis ekonomi:

- Investasi renovasi: 4,2 juta yuan

- Penghematan uap tahunan: 20.000 ton (harga uap 200 yuan/ton)

- Pengurangan kehilangan pelarut tahunan: 960 ton (harga pelarut 6.000 yuan/ton)

- Penghematan biaya perawatan tahunan: 800.000 yuan

- Manfaat ekonomi tahunan: 9,8 juta yuan

- Periode pengembalian: 5,1 bulan

5. Pohon Keputusan Pemilihan Peralatan

Berdasarkan analisis di atas, proses pengambilan keputusan seleksi berikut diusulkan:

Langkah 1: Jelaskan Sifat Material

- Termosensitif: Suhu dekomposisi <150℃ → Pertimbangkan terlebih dahulu evaporator film tipis atau kolom isi vakum.

- Viskositas: >100mPa·s → Evaporator film tipis atau kolom pelat, hindari kolom isi konvensional.

- Korosivitas: Korosi tinggi → Kolom isi (isi non-logam) atau kolom pelat dengan material khusus.

Langkah 2: Tentukan Kebutuhan Pemisahan

- Plat teoritis <20 → Kolom pelat atau kolom isi acak.

- Plat teoritis 20-50 → Kolom pelat atau kolom isi terstruktur.

- Plat teoritis >50 → Kolom isi terstruktur.

Langkah 3: Evaluasi Kondisi Operasi

- Derajat vakum <10kPa → Kolom terisi (keunggulan penurunan tekanan yang signifikan).

- Tekanan atmosfer atau tekanan bertambah → Kolom dengan tray maupun kolom terisi sama-sama dapat digunakan.

- Rasio cairan-gas <0,5 → Kolom dengan tray.

- Rasio cairan-gas >2 → Kolom terisi.

Langkah 4: Pertimbangkan Faktor Ekonomi

- Diameter kolom <800mm → Kolom terisi memiliki biaya lebih rendah.

- Diameter kolom >800mm → Kolom dengan tray memiliki biaya lebih rendah.

- Frekuensi perawatan tinggi → Kolom dengan tray (mudah dibongkar).

- Sensitivitas konsumsi energi → Kolom terisi atau evaporator film tipis.

Langkah 5: Seleksi Prioritas untuk Skenario Khusus

- Sistem yang dapat dipolimerisasi → Hindari kolom berisi isian, pilih kolom tray atau evaporator film tipis.

- Sistem berbusa → Kolom berisi isian (efek pemecah busa yang baik).

- Suspensi mengandung padatan → Kolom tray atau evaporator film tersapu.

- Produk ultra murni tinggi → Evaporator film tipis atau kolom berisi isian struktur efisiensi tinggi.

6. Tren Pengembangan Masa Depan

6.1PeralatanCerdas

Teknologi pemantauan daring:

- Pemantauan distribusi suhu secara real-time pada lapisan tray/isian (pengukuran suhu serat optik).

- Analisis penurunan tekanan daring untuk peringatan terhadap flooding dan weeping.

- Analisis komponen daring (kromatografi daring, spektroskopi NIR).

Sistem kontrol cerdas:

- Optimasi parameter operasi berdasarkan pembelajaran mesin.

- Sistem pakar diagnosis kerusakan.

- Teknologi digital twin untuk simulasi dan optimasi proses.

6.2 Jenis-Jenis Baru Paking dan Baki

Paking berkapasitas tinggi:

- Paking terstruktur generasi keempat (HETP 0,1-0,2 meter, kapasitas meningkat 50%).

- Paking khusus hasil cetak 3D (desain saluran alir yang kompleks).

Jenis-jenis baki baru:

- Baki ayakan terarah (memperpanjang waktu kontak gas-cair, efisiensi meningkat 15%).

- Katup pelampung komposit (kelenturan operasi diperluas menjadi 20-120%).

6.3 Penerapan Mendalam Teknologi Penghemat Energi

- Populerisasi teknologi pompa panas MVR: Dipopulerkan dalam sistem rectifikasi dengan perbedaan suhu rendah (<30℃), diperkirakan dapat menghemat energi sebesar 50-70%.

- Pemanasan dengan bantuan tenaga surya: Menggunakan kolektor surya untuk menyediakan sebagian panas bagi proses distilasi, cocok untuk wilayah barat laut dan utara Tiongkok.

- Pemanfaatan bertingkat panas buangan: Optimalisasi jaringan uap dengan beberapa tingkat tekanan untuk memaksimalkan pemulihan panas.

6.4Greenisasi dan Modularisasi

Teknologi nol emisi:

- Pemulihan kondensasi VOCs + konsentrasi adsorpsi untuk mencapai emisi gas buang sesuai standar.

- Evaporasi dan kristalisasi air limbah berkadar garam tinggi untuk mencapai nol pembuangan air limbah.

Modularisasi terpasang pada skid:

- Perangkat distilasi yang diminiaturisasi dan dimodularisasi (kemampuan produksi <10 ton/hari).

- Pengerahan cepat (siklus pengiriman <3 bulan), cocok untuk produksi bahan kimia halus dengan beragam jenis dan jumlah kecil.

7. Kesimpulan dan Rekomendasi

7.1 Kesimpulan Utama

1. Kolom tray cocok untuk skenario dengan rasio cairan-gas besar, fleksibilitas operasional tinggi, dan perawatan yang sering, serta memiliki keunggulan ekonomi yang jelas ketika diameter kolom >800mm.

2. Kolom packed menunjukkan kinerja sangat baik dalam distilasi vakum, bahan termosensitif, dan bidang pemisahan efisiensi tinggi, dengan efisiensi pemisahan dan kontrol konsumsi energi yang jauh lebih baik dibandingkan kolom tray.

3. Evaporator film tipis merupakan pilihan terbaik untuk menangani bahan berkepadatan tinggi, termosensitif, dan bernilai tambah tinggi. Meskipun investasinya tinggi, kualitas produk meningkat secara signifikan.

4. Proses kombinasi (seperti evaporasi + rectifikasi, pre-separasi + rectifikasi) dapat menyeimbangkan efek pemisahan dan ekonomi, serta menjadi arah utama dalam praktik rekayasa.

7.2 Rekomendasi Teknik

Tahap Desain:

- Lakukan pengujian sifat material secara menyeluruh (viskositas, stabilitas termal, data kesetimbangan fasa).

- Gunakan perangkat lunak simulasi proses profesional (Aspen Plus, HYSYS) untuk optimalisasi proses.

- Sediakan margin desain sebesar 10-15% untuk mengatasi fluktuasi material.

Pengadaan peralatan:

- Utamakan pemasok yang telah berpengalaman dan selidiki kinerja serta kemampuan layanan purna jual mereka.

- Pilih merek luar negeri atau merek domestik kelas satu untuk komponen kunci (seperti distributor dan packing).

- Tandatangani klausul jaminan kinerja untuk menegaskan indikator seperti efisiensi pemisahan dan konsumsi energi.

Konstruksi dan pemasangan:

- Kendalikan kerataan distributor cair pada kolom berisi packing dalam rentang ±2mm/m.

- Periksa kerataan dan jarak antar tray setelah pemasangan kolom tray.

- Lakukan deteksi kebocoran yang ketat untuk sistem vakum, dengan deviasi tingkat vakum <10%.

Komisioning dan operasi:

- Susun rencana startup secara terperinci dan lakukan langkah demi langkah (pemeriksaan sistem → pembersihan dan penggantian → uji coba dengan air → umpan).

- Buat basis data parameter operasi dan catat jendela operasi optimal.

- Lakukan inspeksi peralatan secara berkala dan bangun sistem pemeliharaan.

7.3 Arah R&D Teknis

Tingkat perusahaan:

- Bekerja sama dengan universitas dan lembaga penelitian untuk mengembangkan jenis baru packing dan tray.

- Perkenalkan teknologi simulasi CFD untuk mengoptimalkan distribusi aliran di dalam kolom.

- Bangun platform pilot untuk memverifikasi proses dan teknologi baru.

Tingkat industri:

- Merumuskan standar teknis dan spesifikasi untuk distilasi bahan non-minyak.

- Membangun platform pertukaran teknis untuk mendorong berbagi pengalaman.

- Mendorong penerapan mendalam manufaktur cerdas dan manufaktur hijau di bidang distilasi.

Melalui pemilihan ilmiah, desain yang halus, konstruksi ketat, dan operasi yang dioptimalkan, sistem pemisahan distilasi untuk bahan petrokimia non-minyak dapat mencapai tujuan produksi yang efisien, hemat energi, ramah lingkungan, dan ekonomis, menciptakan manfaat ekonomi dan sosial yang signifikan bagi perusahaan.