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文档简介
1、.1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表 8-2 精馏塔的主要类型及特点类 型板 式 塔填 料 塔结构特点每层板上装配有不同型式的塔内设置有多层整砌或乱堆的填气液接触元件或特殊结构,料,如拉西环、鲍尔环、鞍型填如筛板、泡罩、浮阀等;塔料等散装填料,格栅、波纹板、内设置有多层塔板,进行气脉冲等规整填料;填料为气液接液接触触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触,可采用逆流操作,也可采用并流操作设备性能空塔速度(亦即生产能力)大尺寸空塔气速较大,小尺寸空高,效率高且稳定;压降大,塔气速较小;低压时分离效率高,液气比的适应范围大,持液高压时分离效率低,传统填料效量大,操作弹性小率较低,新型乱堆及
2、规整填料效率较高;大尺寸压力降小,小尺寸压力降大;要求液相喷淋量较大,持液量小,操作弹性大(续表)制造与维修直径在 600mm以下的塔安装新型填料制备复杂,造价高,检困难,安装程序较简单,检修清理困难,可采用非金属材料修清理容易,金属材料耗量制造,但安装过程较为困难大适用场合处理量大,操作弹性大,带处理强腐蚀性,液气比大,真空有污垢的物料操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则:选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。1)下列情况优先选用填料塔:a.在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔
3、的高度;b.对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔;c.具有腐蚀性的物料,可选用填料塔。因为填料塔可采用非金属材料,如陶.瓷、塑料等;d.容易发泡的物料,宜选用填料塔。2)下列情况优先选用板式塔:a.塔内液体滞液量较大,操作负荷变化范围较宽,对进料浓度变化要求不敏感,操作易于稳定;b.液相负荷较小;c.含固体颗粒,容易结垢,有结晶的物料,因为板式塔可选用液流通道较大的塔板,堵塞的危险较小;d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料,需要在塔内设置内部换热组件,如加热盘管, 需要多个进料口或多个侧线出料口。这是因为一方面板式塔的结构上容易实现,
4、此外,塔板上有较多的滞液以便与加热或冷却管进行有效地传热;e.在较高压力下操作的蒸馏塔仍多采用板式塔。1.1.1.3板式塔塔盘的类型与选择1)塔板种类根据塔板上气、 液两相的相对流动状态, 板式塔分为穿流式和溢流式。目前板式塔大多采用溢流式塔板。穿流式塔板操作不稳定,很少使用。2)各种塔盘性能比较工业上需分离的物料及其操作条件多种多样, 为了适应各种不同的操作要求,迄今已开发和使用的塔板类型繁多。 这些塔板各有各的特点和使用体系, 现将几种主要塔板的性能比较。表8-3 塔板性能的比较塔盘类型优点缺点适用场合泡罩板较成熟、操作稳定结构复杂、造价高、塔特别容易堵塞的物系板阻力大、处理能力小浮阀板效
5、率高、操作范围宽浮阀易脱落分离要求高、负荷变化大筛板结构简单、造价低、易堵塞、操作弹性较小分离要求高、塔板数较多塔板效率高舌型板结构简单且阻力小操作弹性窄、效率低分离要求较低的闪蒸塔表 8-4 主要塔板性能的量化比较塔板类型生产能力塔板效率操作弹性压降结构成本泡罩板1.01.051复杂1浮阀板1.2-1.31.11.290.6一般0.7-0.9筛板1.2-1.41.130.5简单0.4-0.5.舌型板1.3-1.51.130.8简单0.5-0.61.1.1.4填料塔填料的选择塔填料是填料塔的核心构件, 它为气液两相间热、 质传递提供了有效的相界面,只有性能优良的塔填料再辅以理想的塔内件,才有望
6、构成技术上先进的填料塔。因此,人们对塔填料的研究十分活跃。对塔填料的发展、改进与更新,其目的在于改善流体的均匀分布,提高传递效率, 减少流动阻力, 增大流体的流动通量以满足降耗、节能、设备放大、高纯产品制备等各种需要。填料的几何特性数据主要包括比表面积、 空隙率、填料因子等, 是评价填料性能的基本参数。1) 比表面积单位体积填料的填料表面积称为比表面积,以 a表示,其单位为 m2/m3。填料的比表面积愈大,所提供的气液传质面积愈大。因此,比表面积是评价填料性能优劣的一个重要指标。2) 空隙率单位体积填料中的空隙体积称为空隙率,以表示,其单位为 m3/m3,或以 %表示。填料的空隙率越大,气体通
7、过的能力越大且压降低。因此,空隙率是评价填料性能优劣的又一重要指标。3)填料因子填料的比表面积与空隙率三次方的比值,即3 ,称为填料因a/ 子,以 ? 表示,其单位为 1/m。它表示填料的流体力学性能,? 值越小,表明流动阻力越小。填料性能的优劣通常根据效率、 通量及压降三要素衡量。 在相同的操作条件下,填料的比表面积越大,气液分布越均匀,表面的润湿性能越好,则传质效率越高;填料的空隙率越大,结构越开敞,则通量越大,压降亦越低。国内学者采用模糊数学方法对九种常用填料的性能进行了评价如表所示:表8-5 九种常用填料的性能对比填料名称评估值评价丝网波纹填料0.86很好孔板波纹填料0.61相当好金属
8、 intalox0.59相当好金属鞍形环0.57相当好金属阶梯环0.53一般好金属鲍尔环0.51一般好瓷intalox0.41较好瓷鞍形环0.38略好瓷拉西环0.36略好排序123456789填料的选择包括确定填料的种类、规格及材质等。 所选填料既要满足生产工.艺的要求,又要使设备投资和操作费用最低。1.1.2 塔型的结构与选择塔设备的总体结构均包括:塔体、内件、支座及附件。塔体是典型的高大直立容器,多由筒节、封头组成。当塔体直径大于 800mm时,各塔节焊接成一个整体;直径小的塔多分段制造,然后再用法兰连接起来。内件是物料进行工艺过程的地方,由塔盘或填料支承等件组成。支座常用裙式支座。附件包
9、括人、手孔,各种接管、平台、扶梯、吊柱等。图 8-1 板式塔图 8-2 填料塔11吊柱;2排气口;3回流液入口; 41吊柱; 2排气口; 3喷淋装置;精馏段塔盘; 5 壳体; 6 进料口; 7 人4壳体; 5液体再分配器; 6填孔;8 提馏段塔盘; 9 进气口; 10裙料;7 卸填料人孔; 8 支撑装置;座;11排液口; 12裙座人孔进气口;排液口;裙座;9101112裙座人孔综合塔型的选择原则,考虑到各塔的操作压力、操作温度、处理负荷、物料.性质、前后设备的具体情况以及工业上的经验等,最终确定各塔的类型如表所示:塔设备编号c101c102c103c104c201c202(续表)表8-6塔型确
10、定塔设备名称设备类型备注裂解油预分塔填料塔填料类型选择隔壁塔填料塔m250y 型规整填抽提塔填料塔料;溶剂回收塔填料塔bt 塔填料塔二甲苯塔筛板塔c401平流双段反应耦合筛板塔精馏塔c501抽取液塔填料塔c502抽余液塔填料塔1.1.3 填料塔的设计对抽提塔 t0103进行设计:抽提塔 t0103是萃取精馏塔,操作压力2bar,塔顶温度 93.9,塔底温度179.0,理论塔板数 40块,两股进料,萃取剂环丁砜从塔顶进入,原料 c5c7 从第 36块理论版,即第 35块塔板进料, t0103的详细计算过程如下文所述。1.1.3.1水力学参数获得采用 aspen plus对c103添加 pack
11、sizing,选用 mellapak 250y 型塔板,查询填料手册可知,该类型塔板的特性总结如表所示:表8-7m250y 规整填料的特性数据填料型号填料规格填料表面材质比表面积波纹倾角mellapak250y金属薄片不锈钢250m2/m345水力直径空隙率峰高金属板片厚密度每米填料15mm度理论板数95%12.5mm0.2mm200m3/kg2.5填料因子等板高度持液量参数载点因子泛点因子3.2808m-10.443.973.1572.464到水力学参数表后,从中选择流量最大的塔板,作为设计的计算依据:表8-8aspen plus模拟的 t0103工艺要求stagetemperaturete
12、mperaturemass flow liquidmass flow vaporliquidvapor to/from /(kg/hr)to /( kg/hr)from/ .37118.72387119.6598521927.4310904.7volume flowvolume flowmolecular wtmolecular wtdensity liquidliquid from /vapor to /liquid fromvapor tofrom /()kg/m3( m3/hr)(m3/hr)603.534357560.388.1967978.09038864.785densityvis
13、cosityviscositysurface tensionfoaming indexvapor to /liquidvapor to/cpliquid from(kg/m3)from/cp( mn/m)5.4013730.3696770.0099121.70657-0.107851.1.3.2工艺尺寸概算1)泛点气速与空塔气速采用 bain-hougen关联式,可以计算填料的泛点气速2?0.2 = ?-lg (3 ) () ?( ) 0.25 () 0.125? ?液相质量流量 ?= 521927.4kg/hr气相质量流量 ? = 310904.7kg/hr?气相密度 ? = 5.4kg/m
14、3液相密度 ? = 864.8kg/m3?液相黏度 ?= 0.37cp空隙率 = 0.95填料因子 ? = 3.2808?-1比表面积 ?= 250m2/m3重力加速度 ?= 9.81m/s 2对金属孔板波纹填料,常数a=0.291,k=1.75,得泛点气速:? = 1.062m/s泛点率的选择主要考虑一下两方面的因素, 一是物性的发泡情况, 对于易起泡沫的物系,泛点率应取低限值,而无泡沫的物系,可以取较高的泛点率;二是填料塔的操作压力,对于加压操作的塔,应取较高的泛点率,对于减压操作的塔,应取较低的泛点率。 考虑到石油组分可近似看做无泡沫物系, 且为加压操作, 取泛点率:?= 0.8?故空塔
15、气速 ?= 0.850?/?。2)气相动能因子 ?与气相负荷因子 ?= ? = 1.98?.?.在工业设计中推荐的 1.82.1的范围之内。?= ?- ? = 0.00673)塔径计算d = 4?= 4.89m 5000mm (圆整)?塔横截面积2?2s = 19.635m44)填料装填计算等板高度取 hetp = 0.4m;理论板数 ? = 40,则填料层高度:?z = hetp ( ?- 2) = 15.2m填料堆积设计高度:z= 1.5?= 22.8m填料装填体积:v = zs= 447.6m 3填料装填质量:m = zs= 4.560t5)喷淋密度液体喷淋密度是指单位塔截面积上,单位时
16、间内喷淋的液体体积,单位是m3/(m2h)。填料塔中汽液两相的相间传质主要是在填料表面流动的液膜上进行的。要形成液膜, 填料表面必须被液体充分润湿,而填料表面的润湿状况取决于塔内的液体喷淋密度以及填料材质的表面润湿性能。u =?3 /(m2 h)= 30.74m?查询工业塔新型规整填料应用手册(刘乃鸿主编) ,在060m3/(m2h)的范围之内,设计是合理的。可以保证填料的充分润湿,和一定的操作余量。实际操作时,采用的液体喷淋密度应大于最小喷淋密度。若喷淋密度过小,可用增大回流比或采用液体再循环的方法加大液体流量,以保证填料表面的充分润湿;也可采用减小塔径予以补偿; 可采用表面处理方法, 改善
17、其表面的润湿性能。6)塔板压降查询现代塔器技术,可得干填料压降:.?/?= 802(?)1.72= 2586pa/m湿填料压降:-3 ?1.72+3.8?/?= 948 104.46 10(?) -3 ?10= 3057pa/m工作状态下,填料层总压降:?= 3057 22.8pa = 69.7kpa工业上推荐的 250y孔板波纹填料的压降范围在0.250.32kpa/m之间,计算结果符合这一要求。7)持液量填料层的持液量是指在一定操作条件下, 在单位体积填料层内所积存的液体体积,以( m3液体 /m3填料, %)表示,持液量可分为静持液量、动持液量和总持液量,总持液量是指在一定操作条件下存留
18、于填料层中的液体的总量, 即总持液量为动静持液量之和。关于持液量的计算既可由实验测定, 也有相关的经验公式, 通常金属板波纹(如本设计使用的 mellapak 250y ,材质 304不锈钢)的操作符合低于 75%极限负荷时,其持液量为 35%。通常持液量的经验关联式主要关联了雷诺数 re,弗劳德数 fr 和填料的特性尺寸等。如持液量计算公式和 billet-schultes关联式。32 -0.441112?30.675?3?动)?总 = () ()= 1.295? (?8)接管原料进料质量流量: ? = 75290.4kg/h ,密度 = 116.0kg/m 3 ,为气液混合进料,取流速 ?
19、= 8m/s ,管径为:0.5-0.5-0.5?= 18.81?= 391mm圆整取公称直径 dn = 400mm,同理,可以计算得到萃取剂进料管直径为200mm、塔顶出料管直径为 300mm、塔底出料管直径为 350mm、塔顶回流管直径为 250mm、塔底回流管的直径为 1000mm(可能过大)。1.1.3.3设计水力学校核利用 cuptower,对设计进行水力学校核:.图8-3t0103的cuptower校核输入界面结果如下页表中所示, 塔顶和塔顶的操作条件都在填料塔全负荷的 80%左右,气体动能因子在经济适宜的 f范围内,喷淋密度符合范围之内,填料层总压降为39.01mbar,持液量 5
20、%。软件计算结果与手动计算结果相似, 进一步验证了计算过程与结果的正确性,设计是合理的。t0103的流体力学校核结果如表所示:表 8-9 t0103的cuptower核算详单基本信息1 项目名称2客户名称7塔板名称3项目号8计算人4装置名称9校核人5塔的名称10日期5/22/2020 12:32 am6塔段号11.(续表)1说明21 质量流量2密度3 体积流量4粘度5 质量流量6密度7 体积流量8粘度9 表面张力1 液泛分率2 气体动能因子3 液体喷淋密度4 单位填料层压降5 空塔气速6 泛点气速7 气体负荷因子8 流动参数9 填料层总压降1 填料类型2材质3 比表面积4空隙率5倾斜角工艺设计
21、条件顶部底部气相条件kg/h313782.1000310904.7000kg/m35.28045.4014m3/h59423.840057560.3000cp0.00850.0099液相条件kg/h449514.4000521927.4000kg/m3792.6422864.7850m3/h567.1089603.5342cp0.49400.3697mn/m21.753021.7066工艺计算结果%72.870.4pa0.51.931.89m3/m2.h28.9030.75mbar/m1.741.66m/s0.84110.8147m/s1.15541.1565m/s0.06890.0646/0
22、.11690.1327mbar39.01塔的结构参数/m250y6塔径m5.00/不锈钢7填料层高度m22.89m22508持液量%5.0/m98.89每米理论级m-12.50%4510数0.50.3-2.5经济 范围paf.(续表)操作负荷性能图顶部底部1操作点横坐标/0.11690.13272操作点纵坐标m/s0.06890.06463备注1.1.3.4设计强度校核t103操作压力 2bar,属于低压容器( 0.11,6mpa),塔顶温度 93.9,塔底温度 179.0,属于常温容器,因其设备体积庞大,负荷高,介质微毒易燃,因此为第一类压力容器。由计算和校核的结果,可取填料塔公称直径dn
23、= 5000mm公称压力pn = 2bar = 0.2mpa在该温度和压力范围内,钢材选用 16mnr(q345r),据经验,大型化工容器采用 16mnr制造,质量可比用碳钢减轻 1/3。运用 sw6-2011进行塔体强度校核.图8-4t0103的 sw6-2011校核输入界面之一计算报告简略如下,详细塔校核报告见附带源文件。表8-10内压圆筒校核报告表内压圆筒校核计算单位天津大学 蓝图 .tju计算所依据的标准gb 150.3-2011计算压力计算条件mpa筒体简图pc0.20设计温度 t180.00c内径 di5000.00mm材料q345r( 板材 )试验温度许用应力185.00mpa设
24、计温度许用应力175.20mpat试验温度下屈服点325.00mpas钢板负偏差 c10.30mm腐蚀裕量 c22.00mm焊接接头系数0.80厚度及重量计算(续表)计算厚度pcdip = 3.57= 2 tc有效厚度e = n - c1- c2= 15.70名义厚度n =18.00mmmmmm.重量57468.53压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值pt = 1.25p t= 0.5183(或由用户输入 ) 压力试验允许通t0.90s =292.50过的应力水平t试验压力下t =pt .( die )= 103.49圆筒的应力2e .校核条件tt校核结果合格压力及应力计算最大允许
25、工作压2e t) = 0.87745力 pw= ( die设计温度下计算tpc (die )应力=2e= 31.95t140.16校核条件t t结论合格表8-11上封头校核报告表上封头校核计算计算单位天津大学 蓝图 .tju计算所依据的标准gb 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力 pc0.22mpa设计温度 t180.00c内径 di5000.00mm曲面深度 h1000.00mmi材料q345r(板材 )设计温度许用175.20mpa应力t试验温度许用185.00mpa应力钢板负偏差 c10.30mm腐蚀裕量 c22.00mm( 续表 )焊接接头系数0.85压力试验时应力校核压
26、力试验类型液压试验= 0.5157(或由用户输入 )试验压力值pt = 1.25pc t压力试验允许通t0.90s =292.50kgmpampampampampampampampa.过的应力t试验压力下封头t =pt .( kdi0.5 e ) = 133.00mpa的应力2e.校核条件tt校核结果合格厚度及重量计算k =2形状系数1di= 1.3750622h i计算厚度kpcd immh =2 t0.5 pc = 6.93有效厚度eh=nh12mm- c- c = 15.70最小厚度min = 15.00mm名义厚度nh = 18.00mm结论满足最小厚度要求重量3472.63kg压力计
27、算最大允许工作压2 tempa力p =kd i0.5e = 0.67938w结论合格表 8-12下封头校核报告表下封头校核计算计算单位天津大学 蓝图 .tju计算所依据的标准gb 150.3-2011计算条件椭圆封头简图计算压力 pc0.30mpa设计温度 t180.00c内径 di5000.00mm曲面深度 hi1165.00mm材料q345r (板材 )设计温度许用应175.20mpa力t试验温度许用应185.00mpa力(续表)钢板负偏差 c10.30mm腐蚀裕量 c22.00mm焊接接头系数0.85压力试验时应力校核压力试验类型液压试验试验压力值tc (或由用户输入 )mpap = 1
28、.25pt = 0.5183压力试验允许通过t0.90 s =292.50mpa的应力t试验压力下封头的t =pt .( kdi0.5 e ) = 107.04mpa应力2e.校核条件tt校核结果合格厚度及重量计算k =2形状系数12d i= 1.100862h i计算厚度h =kpc di= 4.01mm2 t0.5pc有效厚度eh=nh12= 15.70mm- c - c最小厚度min= 15.00mm名义厚度nh = 18.00mm结论满足最小厚度要求重量3717.66kg压力计算最大允许工作压力2tempapw=kd i0.5e = 0.84835结论合格1.1.4 填料塔内件设计填料
29、塔内件主要有填料支撑装置、填料压紧装置、液体分布装置、液体收集再分布装置等。合理地选用和设计塔内件,对保证填料塔的正常操作及优良的传质性能十分重要。1.1.4.1液体分布装置不良的流体初始分布难以达到填料层的自然流分布,会导致传递效率急剧下降,实践证明,没有良好的液体分布器,填料塔甚至不可能正常操作,新型高效填料的优越性难以发挥。性质优良的液体分布器除了常规的技术经济要求外,还必须满足操作的可行性、分布的均匀性、合适的操作,弹性和足够的气流通道。表8-11常用液体分布器的特点多孔型布液装置溢流型布液装置工作原借助孔口以上液层产生的静进入布液装置的液体超过堰口高度时,依理压或管路的泵送压力,迫使
30、靠液体的自重通过堰口流出,并沿着溢流液体从小孔流出,注入塔内。管(槽)壁呈膜状留下, 淋洒至填料层上。优点能够提供足够均匀的液体分操作弹性大,不易堵塞,操作可靠和便于布和空出足够大的气体通道分块安装。(自由截面一般在 70%以上),便于分块安装。缺点分布器的小孔易被冲蚀或堵塞。分类1. 多孔直管式喷淋器;1. 溢流盘式布液器;2. 多管式喷淋器;2. 溢流槽式布液器。3. 排管式喷淋器;4. 环管式喷淋器;5. 筛孔盘式分布器;6. 可拆型槽盘气液分布器;.7. 莲蓬头喷洒器。通过对(重力推动)排管式、(压力推动)排管式、环管式、(圆形升气管)孔盘式、(矩形升气管)孔盘式、堰盘式、堰槽式等7种
31、通用型典型的液体分布器性能对比,最终选定采用喷淋密度范围2.5125? 3 / (?2 h)、适用于大塔径、高处理能力的堰槽式液体分布器,堰槽式液体分布器还有诸如堵塞可能性小、对气流阻力小、分布受腐蚀的能力小、分布质量较好的优点,堰槽式液体分布器的缺点在于其受不水平度的影响很大,需要在安装时严格保证水平,并且做好固定设施。按一般要求,设计保证水平度最大偏差不大于5mm。为了保证塔器水平度的稳定,设计了较高的槽高。因为操作负荷较大,且要保证一定的余量,设计一级槽高度为360mm。在塔间进料位置,因进料负荷量更大,适当加高堰槽高度和材料强度。图 8-5堰槽式液体分布器设计平面图1.1.4.2液体收
32、集与再分布装置按照 horner 推荐的标准,取以下三条中最低值作为再分布分段高度:填料高度7m;相当于 20块理论板或传递单元数的高度;68倍塔径高度。计算得到的填料装填高度21.1mm,因此将填料层分为 4段;其中精馏段填料高度 18.9m,分为三段,每段填料层高度为 6.3m;提馏段填料高度 2.2m,单独作为一段。 4段填料层需要 3套液体收集与再分布装置。液体再分布器由集液器与常规液体分布器组合而得,无论是简单的再分布,还是兼有中间加料或出料的再分布, 均能达到理想的效果, 而且气流通量大, 阻力小,很适用于大塔径。液体收集装置选用遮板式液体收集器,液体收集器需要从人孔装入塔中,因此
33、要做成分体式结构,集液盘三片制成一体,进塔后组装成整体。对于我们大直径、大液量的填料塔,采用双流式结构,集液槽由周边槽和横槽组成,周边槽和横槽相同,收集的液体由横槽导液管流入再分布器。1.1.4.3填料支撑板格栅式支撑板最适合于规整填料的支撑,其空隙率比较大,采用金属材料,其空隙率在 95%97%范围。格栅式支撑板是由一定数量栅条平行排列而成,为便于安装和使用,将栅条分组连接成格栅块,再安装于支撑面上, 每块的大小设计合理, 以便从人孔送入塔内。1.1.4.4填料床层固定装置对于规整填料的固定, 需要结合床层结构特点来设计, 本设计采用波纹板填料,.在填料层顶面垂直于板片方向,设置一定数量的压
34、条来防止填料盘向上松动,压条采用扁钢制作,竖直放置,组成格栅压圈,并将其用螺栓固定在塔壁上。这种方法简单、可靠,又几乎不影响气液流动和分布。1.1.4.5除雾装置在通过两相的密切接触和分离以促进相见组分的传递,达到液体轻重组分分离的目的的同时,在离开填料塔的气相中,会夹带一定数量、大小不等的液滴,但是除雾装置大多应用在吸收塔中,防止排出的气体夹带吸收有毒或有用组成成分的小液滴。对于应用于精馏的填料塔,一般不必添加除雾装置,因为即使塔内液滴随气体排出塔顶,依旧会在冷凝器中冷却,再次回流到精馏塔中。1.1.4.6气体分布装置由于塔填料是一个低压降的传质设备 , 依靠气相的自分布在填料塔内很难达到均
35、匀分布。尤其对于大型的填料塔 , 一旦气相在塔内分布不均匀 , 势必影响到大型填料塔的分离或传热效果。对于大型填料塔,北洋国家精馏技术工程发展有限公司在实验和生产实践基础上改进并研制了大量综合性能优良的气体初始分布器。其中包括新型双切向环流进气分布器、新型双列叶片进气初始分布器以及辐射式进气初始分布器等,在本次设计中,采用的是新型双切向环流进气分布器。大型精馏塔常用的再沸器为热虹吸式再沸器,再沸气体从塔底进入精馏塔时,气量特别大,因此采用双切向环流。气体经过梯级排列的导气板,向下流动 ,再从塔的中部上升,达到均匀分布的目的。1.1塔设备设计1.1.1设计依据 f1型浮阀jbt 1118钢制压力
36、容器gb 150-1998钢制塔式容器jb 4710-92碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件hg 21514-95钢制压力容器用封头标准jb/t 4746-2002中国地震动参数区划图gb 18306-2001建筑结构荷载规范gb 50009-20011.1.2概述石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门,其能耗占工业能耗接近1/5 ,占全国总能耗的 14%左右。在目前占有工业能耗接近五分之一的石化行业中,较大的能耗主要来源于化学原料及化学制品制造业能耗、石油天然气开采业能耗、石油加工、炼焦及核燃料加工业能耗、 橡胶制品业能耗。 而在化工生产中分离的能耗占主要部分,塔设备的投资费用占整个工
37、艺设备费用的25.93%。塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中.所占的比例也较多,例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%,在年产 60-120 万吨催化裂化装置中占48.9%。因此,塔设备的设计和研究,对石油、化工等工业的发展起着重要的作用。1.1.3塔型的选择塔主要有板式塔和填料塔两种,它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程,但两者各有优缺点,要根据具体情况选择。a. 填料塔与板式塔的比较:a板式塔。塔内装有一定数量的塔盘,是气液接触和传质的基本构件;属逐级(板)接触的气液传质设备;气体自塔底向上以鼓泡或喷射的形式穿过塔板上的液层,使气液相密切接触而进行传质与传
38、热;两相的组分浓度呈阶梯式变化。b填料塔。塔内装有一定高度的填料,是气液接触和传质的基本构件;属微分接触型气液传质设备;液体在填料表面呈膜状自上而下流动;气体呈连续相自下而上与液体作逆流流动,并进行气液两相的传质和传热;两相的组分浓度或温度沿塔高连续变化。b. 塔型选择一般原则:选择时应考虑的因素有:物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。1)下列情况优先选用填料塔:a. 在分离程度要求高的情况下,因某些新型填料具有很高的传质效率,故可采用新型填料以降低塔的高度;b. 对于热敏性物料的蒸馏分离,因新型填料的持液量较小,压降小,故可优先选择真空操作下的填料塔;c. 具有腐蚀性的物料, 可选用填料塔。因
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