1、塔的操作原理及產(chǎn)質(zhì)量量控制煉油二車間龍先煌2021.10.19主要內(nèi)容一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述二、板式塔的類型三、板式塔的構(gòu)造四、板式塔的流膂力學(xué)性能五、板式塔的操作特性六、重整安裝控制的主要產(chǎn)質(zhì)量量七、液態(tài)烴C5的影響要素及控制方法八、苯含量的影響要素及控制方法一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述作為氣液傳質(zhì)的主要設(shè)備之一，板式塔在工業(yè)上得到了廣泛的運(yùn)用。正常任務(wù)時(shí)，塔內(nèi)流體在重力作用下由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤。氣體由塔底進(jìn)入，在塔頂?shù)椎膲毫Σ钔七M(jìn)下，穿過受液盤的液體。因此，塔板是氣液兩相進(jìn)展質(zhì)量和熱量傳送的主要部件，氣液在塔板上的逐級(jí)接觸，導(dǎo)致兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。如以下圖示二、板式塔的

2、類型對(duì)于一塊塔板，氣液間的相對(duì)流向有兩種類型： 錯(cuò)流式 液體沿程度方向橫過塔板，氣體那么沿與塔板垂直方向由下而上穿過板上的孔經(jīng)過塔板，氣液呈錯(cuò)流。篩板塔、浮閥塔及泡罩塔等的操作均屬此類型。這種類型塔的構(gòu)造特點(diǎn)是具有降液管。降液管提供了液體從一塊塔板流至其下一塊塔板的通道。 逆流式 氣液皆沿與程度塔板相垂直的方向穿過板上的孔經(jīng)過塔板。氣體由下而上，液體由上而下，氣液呈逆流。淋降篩板塔即屬此類型。此類型塔板沒有降液管。 這兩種類型的塔，就全塔而言，氣液皆呈逆流。兩種類型的塔在操作時(shí)板上都有積液，氣體穿過板上小孔后在液層內(nèi)生成氣泡。板上泡沫層便是氣液接觸傳質(zhì)的區(qū)域。板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是

3、Cellier于1813年提出的最早工業(yè)規(guī)模運(yùn)用的板式塔型式 。二、篩板塔篩板塔約于1832年開場用于工業(yè)消費(fèi)篩板塔的主要構(gòu)造及功能：篩孔 提供氣體上升的通道；2. 溢流堰 維持塔板上一定高度的液層，以保證在 塔板上氣液兩相有足夠的接觸面積；3. 降液管 作為液體從上層塔板流至下層塔板的通道。消費(fèi)實(shí)際闡明：1、只需篩板塔設(shè)計(jì)合理，操作得當(dāng)，篩板塔不僅可穩(wěn)定操作，而且操作彈性可達(dá)23，能滿足消費(fèi)要求。 2、篩板塔比起泡罩塔，消費(fèi)才干可增大10%15%，板效率約提高15%，單板壓降可降低30%左右，造價(jià)可降低20%50%。 三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀(jì)五十年代初開發(fā)的一 種新塔型。 閥片上各部件的作

4、用：閥腳：浮閥有三條帶鉤的腿。將浮閥放進(jìn)篩孔后，將其腿上的鉤扳轉(zhuǎn)，可防止操作時(shí)氣速過大將浮閥吹脫。 定距片：浮閥邊沿沖壓出三塊向下微彎的“腳。當(dāng)篩孔氣速降低浮閥降至塔板時(shí)，靠這三只“腳使閥片與塔板間堅(jiān)持2.5mm左右的間隙；在浮閥再次升起時(shí)，浮閥不會(huì)被粘住，可平穩(wěn)上升。 才干比較：浮閥塔的消費(fèi)才干比泡罩塔約大20%40%，操作彈性可達(dá)49，板效率比泡罩塔約高15%，制造費(fèi)用為泡罩塔的60%80%，為篩板塔的120%130%。 三種常用浮閥的主要尺寸 閥型主要尺寸F1型重閥V-4型T型篩孔直徑，mm閥片直徑，mm閥片厚度，mm最大開度，mm靜止開度，mm閥片質(zhì)量，g394828.52.53234

5、39481.58.52.525263950281.02.03032三種塔板的比較:1. 消費(fèi)才干： 篩板 浮閥 泡罩；2. 壓降： 泡罩 浮閥 篩板；3. 操作彈性： 浮閥 泡罩 篩板；4. 造價(jià)： 泡罩 浮閥 篩板；5. 板效率： 浮閥、篩板相當(dāng) 泡罩。 四、其他類型塔板1. 舌形塔板與浮動(dòng)舌形塔板2. 導(dǎo)向篩板氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級(jí)接觸式微分接觸式板式塔填料塔三、板式塔的構(gòu)造1、板式塔的構(gòu)造1塔板的構(gòu)造篩孔降液管溢流堰剖面圖降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖開孔區(qū)有效傳質(zhì)區(qū)：塔板上布置有篩孔的區(qū)域，提供主要汽液傳質(zhì)區(qū)域。降液區(qū)：每根降液管所占用的塔板區(qū)域，液體自上一層塔板流至其下一層塔板的通道

6、。安定區(qū) ：此區(qū)域不開孔是為了防止因這部位液層較厚而呵斥傾向性漏液，同時(shí)也防止氣泡竄入降液管。邊緣固定區(qū)：在塔板邊緣有寬度為Wc的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。 2塔板類型a泡罩塔板b篩孔塔板c浮閥塔板d舌型塔板 e斜孔塔板 3塔板的比較 塔板性能比較 塔板類型 相對(duì)消費(fèi)才干 相 對(duì)板效率 操作范圍 壓強(qiáng) 降 構(gòu)造本錢 泡罩板 1.0 1.0 10100 高 復(fù)雜 1.0 篩板 1.21.4 1.1 35100 低 簡單 0.40.5 浮閥板 1.21.3 1.11.2 10100 中 普通 0.70.8 舌型塔板 1.31.5 01.1 50100 低 最簡單 0.50.6 斜孔板 1.5

7、1.8 1.1 30100 低 簡單 0.5 各種塔板的優(yōu)點(diǎn)及適用范圍 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 適用范圍 塔板類型 泡罩板 較成熟，操 作范圍寬 構(gòu)造復(fù)雜，阻力大，消費(fèi)才干低 某些要求彈性好 的特殊塔 浮閥板 效率高，操 作范圍寬 采用不銹鋼，浮閥易零落 分別要求高,負(fù)荷變化大;原油常壓分餾塔 篩板 效率較高， 本錢低 安裝要求程度,易堵,操作范圍窄 分別要求高,塔板較多;化工中丙烯塔 舌型板 構(gòu)造簡單,消費(fèi)才干大 操作范圍窄，效率較低 分別要求較低的閃蒸塔 斜孔板 消費(fèi)才干大,效率高 操作范圍比浮閥塔和泡罩塔窄 分別要求高，消費(fèi)才干大 1、塔板上氣液兩相的接觸形狀 兩相接觸面積為氣泡外表 1鼓泡接觸

8、形狀四、板式塔的流膂力學(xué)性能2泡沫接觸形狀 傳質(zhì)外表面積很大的液膜 3放射接觸形狀 兩相傳質(zhì)面積是液滴的外外表 2、氣體經(jīng)過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時(shí)間板效率板數(shù)設(shè)備費(fèi)塔釜溫度能耗操作費(fèi) 保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作。抑制板上泡沫層的靜壓構(gòu)成氣液界面的能量耗費(fèi)經(jīng)過液層的摩擦阻力損失3、塔板上的液面落差液面落差：塔板進(jìn)、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴(yán)重漏液板效率下降與塔板構(gòu)造、塔徑、流量有關(guān)。液面落差h：1、塔板上的異常操作景象1漏液漏液兩相在塔板上的接觸時(shí)間板效率控制：漏液量不大于液體流量的10%。漏液氣速：漏液量到達(dá)10

9、%的氣體速度。板式塔操作的氣速下限緣由：氣速太小、板面上液面落差引起的氣流分布不均勻安定區(qū)五、板式塔的操作特性2液沫夾帶影響要素空塔氣速：空塔氣速減小，液沫夾帶量減小塔板間距：板間距增大，液沫夾帶量減小景象：液滴隨氣體進(jìn)入上層塔板。后果：過量液沫夾帶，呵斥液相在板間的返混，板效率下降控制：液沫夾帶量eV0.1kg(液)/kg(氣)。3液泛液泛夾帶液泛降液管液泛緣由：氣液兩相流速過大影響要素：流量、塔板構(gòu)造板間距大液泛速度高2、塔板的負(fù)荷性能圖V霧沫夾帶線氣體流量上限線線1 液泛線線2 液相負(fù)荷上限線線3 漏液線氣體流量下限線，線4 液相負(fù)荷下限線線5 1負(fù)荷性能圖中各線的意義 1，2，3，4，

10、5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的構(gòu)造尺寸塔板上正常操作區(qū)。 操作彈性: 兩極限的氣體流量之比 操作點(diǎn)位于操作區(qū)內(nèi)的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果 同一層塔板，操作情況不同，控制負(fù)荷上下限的要素也不同 物系一定時(shí)，負(fù)荷性能圖中各線的相對(duì)位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移， 添加降液管截面積可使液相上限線右移， 減少塔板開孔率可使漏液線下移。 消費(fèi)上對(duì)塔器的要求消費(fèi)上對(duì)塔器在工藝上及構(gòu)造上提出的要求有以下幾方面： 1 分別效率高-到達(dá)一定分別程度所需塔的高度低。 2 消費(fèi)才干大-單位塔截面積處置量大。3 操作彈性flexibility大-對(duì)一定的塔器，操作時(shí)氣液

11、流量亦稱氣液負(fù)荷的變化會(huì)影響分別效率。假設(shè)分別效率最高時(shí)的氣液負(fù)荷作為最正確負(fù)荷點(diǎn)，可把分別效率比最高效率下降15%的最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之比稱為操作彈性。工程上常用的是液、氣負(fù)荷比, 作為氣相與液相的操作彈性。操作彈性大的塔必然順應(yīng)性強(qiáng)，易于穩(wěn)定操作。 4 氣體阻力小-氣體阻力小可使氣體保送的功率耗費(fèi)小。對(duì)真空精餾來說，降低塔器對(duì)氣流的阻力可減小塔頂，底間的壓差，降低塔的操作壓強(qiáng)，從而可降低塔底溶液泡點(diǎn)，降低對(duì)塔釜加熱劑的要求，還可防止塔底物料的分解。 5 構(gòu)造簡單，設(shè)備取材面廣-便于加工制造與維修，價(jià)錢低廉，運(yùn)用面廣。 1、精餾塔的控制目的六、重整安裝控制的主要產(chǎn)質(zhì)量量操作目的：經(jīng)過反復(fù)的部

12、分汽化與部分冷凝，將混合液中沸點(diǎn)不同的各組分分別成產(chǎn)品。操作代價(jià)：耗費(fèi)能量，塔底需求加熱使塔底液部分汽化；塔底需求冷卻使塔頂組分冷凝；1、精餾塔的控制目的質(zhì)量目的對(duì)于僅有塔頂、塔底出料的簡單精餾塔，其質(zhì)量目的可用塔頂與塔底料中關(guān)鍵組分的純度來表示。產(chǎn)品產(chǎn)量和能量耗費(fèi)在保證產(chǎn)質(zhì)量量的前提下，盡能夠提高產(chǎn)品的產(chǎn)品并設(shè)法降低安裝的能耗。精餾塔產(chǎn)品純度、產(chǎn)品回收率和能耗之間的相互關(guān)系產(chǎn)品回收率：進(jìn)料中每單位產(chǎn)品組分所能得到的可售產(chǎn)品的數(shù)量；能耗目的：用單位進(jìn)料的塔底上升蒸氣量V/F來表示；定性規(guī)律：假設(shè)能耗目的一定，產(chǎn)品純度越高，其回收率越低；假設(shè)產(chǎn)品純度一定，在一定范圍內(nèi)能耗目的越高，其回收率越高。

13、2、重整控制的主要產(chǎn)品目的-液態(tài)烴C5含量2、重整控制的主要產(chǎn)品目的-苯含量1、操作原那么三大平衡七、液態(tài)烴C5影響要素及控制方法溫度：溫度是系統(tǒng)熱平衡和物料平衡的關(guān)鍵要素，要想堅(jiān)持系統(tǒng)的平穩(wěn)操作，就要嚴(yán)厲控制好各點(diǎn)的溫度。液面：液面是系統(tǒng)物料平衡的集中表達(dá)，塔底液面的高低將不同程度的影響產(chǎn)質(zhì)量量，收率及平穩(wěn)操作，液面過高將會(huì)呵斥攜帶甚至沖塔景象，液面過低易呵斥串壓，損壞設(shè)備。所以平衡好塔液位尤其重要，它是系統(tǒng)穩(wěn)定操作的根底。壓力：壓力控制的平穩(wěn)與否直接影響產(chǎn)質(zhì)量量、系統(tǒng)的熱平衡和物料平衡，甚至影響到安裝的平安消費(fèi)。在對(duì)塔壓力進(jìn)展調(diào)理時(shí)要進(jìn)展全面分析，盡力找出影響塔壓的主要要素，進(jìn)展準(zhǔn)確而合理

14、的調(diào)整使操作平穩(wěn)下來。在進(jìn)展壓力調(diào)理時(shí)要緩慢，不要過猛，不要隨意改動(dòng)給定值，防止大幅度動(dòng)搖呵斥沖塔事故。穩(wěn)定塔是催化重整安裝中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，它是一個(gè)有40層塔板的精餾塔，它的主要作用是來調(diào)理穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓和液化汽中C5的含量，而對(duì)于這兩個(gè)產(chǎn)質(zhì)量量的控制，我們主要是經(jīng)過調(diào)理穩(wěn)定塔的底溫暖頂溫來控制的，穩(wěn)定塔壓力雖然影響產(chǎn)質(zhì)量量，但是不作為調(diào)理調(diào)理手段。 2、調(diào)整方法溫度是調(diào)理產(chǎn)質(zhì)量量、系統(tǒng)熱量平衡的關(guān)鍵要素，要想堅(jiān)持系統(tǒng)的平穩(wěn)操作，就要嚴(yán)厲控制好各點(diǎn)的溫度。普通穩(wěn)定塔的底溫控制在160190 ，。底溫過低，輕組分汽化不出去穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓過高，容易呵斥超標(biāo)；底溫過高，重組分汽化率添加

15、容易呵斥液化汽C5的超標(biāo)，同時(shí)又影響穩(wěn)定汽油的收率。穩(wěn)定塔的頂溫主要是經(jīng)過穩(wěn)定塔回流量調(diào)理控制頂溫的，塔頂溫度過高拔出物偏重，液化汽C5含量超標(biāo)，溫度過低，拔出物偏輕，容易呵斥穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓不合格。 特別指出，當(dāng)原料油偏輕時(shí)，由于塔1101和塔1102減油量很大，穩(wěn)定塔的負(fù)荷非常大，這時(shí)塔盤上的液層比較高，壓降大，氣速高，假設(shè)此時(shí)還要加大回流量控制C5含量，很容易呵斥液泛，塔板效率低，能夠會(huì)導(dǎo)致飽和蒸汽壓和C5含量都超標(biāo)。遇到這種情況，應(yīng)該稍降底溫暖回流，減輕塔內(nèi)負(fù)荷，反而可以把產(chǎn)質(zhì)量量控制好。當(dāng)原料油偏重時(shí)，預(yù)加氫兩塔減油量為零，由于輕組分過少而使氣速小，精餾段負(fù)荷小，頂溫會(huì)逐漸上升，

16、降底溫又會(huì)使回流罐液面缺乏，回流難以建立。遇到這種情況，除了提高加工負(fù)荷外，可以開大水冷適當(dāng)降低回流罐溫度，保證回流罐液面，以上操作無法滿足正常消費(fèi)時(shí)，可以聯(lián)絡(luò)調(diào)度相方法改換原料。 脫苯分餾塔操作的主要參數(shù)有塔頂壓力、塔頂溫度、塔底溫度、回流比、進(jìn)料溫度及進(jìn)料量等，無論哪個(gè)參數(shù)發(fā)生動(dòng)搖，都會(huì)影響到塔的熱量平衡、物料平衡和汽液平衡，從而影響輕、重汽油的苯含量。假設(shè)苯含量不能控制，將影響全廠產(chǎn)品的出廠。而與其它塔不同的是，脫苯分餾塔既要控制塔頂輕汽油苯含量，又要控制塔底重汽油苯含量，還要控制好側(cè)線溫度，使含苯汽油富集在側(cè)線餾分中，控制難度相對(duì)其它塔而言非常大。八、苯含量的影響要素及控制方法1、影響

17、要素-塔頂壓力 在其它參數(shù)不變的情況下，塔的操作壓力低，組分的相對(duì)揮發(fā)度會(huì)變大，汽油中的較重組分因揮發(fā)度會(huì)變大而從塔頂餾出，汽油中的苯也會(huì)隨之向塔頂方向挪動(dòng)，使輕汽油苯含量超標(biāo)；相反，塔的操作壓力高，組分的相對(duì)揮發(fā)度會(huì)變小，使輕、重組分分別變得困難，更多的苯將從塔底餾出，使重汽油苯含量超標(biāo)。 2、影響要素-塔頂溫度 塔頂溫度是影響塔熱量平衡的關(guān)鍵要素，在塔底溫不變情況下，塔頂溫上升，塔板上的溫度梯度會(huì)勢(shì)必向塔頂挪動(dòng)，從而導(dǎo)致輕汽油苯含量升高，相反那么輕汽油苯含量下降，塔頂溫度主要由塔頂回流控制，從某種意義上講，在熱量平衡起主要作用時(shí)，降低塔頂冷后溫度和提高回流等效。3、影響要素-塔底溫度 塔底

18、溫度是控制塔底油初餾點(diǎn)的主要參數(shù)，也是控制塔底重汽油苯含量的重要參數(shù)，塔底溫度過低，塔底提供的熱動(dòng)力缺乏，從而使苯在塔底積累，導(dǎo)致重汽油苯含量超標(biāo)；反之，塔底溫度過高，會(huì)使塔底上升的氣速過大，不但會(huì)把汽油中的苯蒸至塔頂使輕汽油苯含量超標(biāo)，還會(huì)把汽油中的高辛烷值組分從側(cè)線攜帶出去，呵斥辛烷值的損失。4、影響要素-回流 回流是保證精餾塔延續(xù)穩(wěn)定操作的重要條件之一。回流比小，缺乏以使輕重組分較好的別分開來，呵斥塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品的“重疊，影響到輕、重汽油苯含量，從而引起側(cè)線甲苯含量大，損失汽油辛烷值，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使輕、重汽油苯含量都不合格；提高回流比，在一定程度上可以提高塔的分別精度，但是，回流比過大，回流量及上升蒸氣量均隨之增大，塔頂冷凝器和塔底再沸器負(fù)荷隨之增大，這就添加了操作費(fèi)用，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使塔的精餾段負(fù)荷過大，反而容易使苯攜帶到塔頂，導(dǎo)致輕汽油超標(biāo)。5、影響要素-進(jìn)料溫度 我車間脫苯分餾塔進(jìn)料溫度由進(jìn)料換熱器E1302和進(jìn)料加熱器E1301共同控制，而E1301的熱源是來自汽包D1302自產(chǎn)的蒸汽，其蒸汽溫度又會(huì)遭到脫苯反響器R1301反響熱的影響，因此，脫苯分餾塔進(jìn)料溫度常在128到之間動(dòng)搖。塔進(jìn)料溫度的動(dòng)搖，會(huì)改動(dòng)塔的泡點(diǎn)進(jìn)料，塔的提餾段或精餾段負(fù)荷也隨之變大或變小