1、塔的操作原理及產質量量控制煉油二車間龍先煌2021.10.19主要內容一、氣液傳質設備概述二、板式塔的類型三、板式塔的構造四、板式塔的流膂力學性能五、板式塔的操作特性六、重整安裝控制的主要產質量量七、液態烴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、氣液傳質設備概述作為氣液傳質的主要設備之一，板式塔在工業上得到了廣泛的運用。正常任務時，塔內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。氣體由塔底進入，在塔頂底的壓力差推進下，穿過受液盤的液體。因此，塔板是氣液兩相進展質量和熱量傳送的主要部件，氣液在塔板上的逐級接觸，導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、類型對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型： 錯流式 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過塔板，氣液呈錯流。篩板塔、浮閥塔及泡罩塔等的操作均屬此類型。這種類型塔的構造特點是具有降液管。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板上都有積液，氣體穿過板上小孔后在液層內生成氣泡。板上泡沫層便是氣液接觸傳質的區域。板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是

3、Cellier于1813年提出的最早工業規模運用的板式塔型式 。二、篩板塔篩板塔約于1832年開場用于工業消費篩板塔的主要構造及功能：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。消費實際闡明：1、只需篩板塔設計合理，操作得當，篩板塔不僅可穩定操作，而且操作彈性可達23，能滿足消費要求。 2、篩板塔比起泡罩塔，消費才干可增大10%15%，板效率約提高15%，單板壓降可降低30%左右，造價可降低20%50%。 三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀五十年代初開發的一 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。將浮閥放進篩孔后，將其腿上的鉤扳轉，可防止操作時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。當篩孔氣速降低浮閥降至塔板時，靠這三只“腳使閥片與塔板間堅持2.5mm左右的間隙；在浮閥再次升起時，浮閥不會被粘住，可平穩上升。 才干比較：浮閥塔的消費才干比泡罩塔約大20%40%，操作彈性可達49，板效率比泡罩塔約高15%，制造費用為泡罩塔的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閥片質量，g394828.52.53234

5、39481.58.52.525263950281.02.03032三種塔板的比較:1. 消費才干： 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： 泡罩 浮閥 篩板；5. 板效率： 浮閥、篩板相當 泡罩。 四、其他類型塔板1. 舌形塔板與浮動舌形塔板2. 導向篩板氣液傳質設備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔三、板式塔的構造1、板式塔的構造1塔板的構造篩孔降液管溢流堰剖面圖降液管受液區溢流堰安定區開孔區俯視圖開孔區有效傳質區：塔板上布置有篩孔的區域，提供主要汽液傳質區域。降液區：每根降液管所占用的塔板區域，液體自上一層塔板流至其下一層塔板的通道

6、。安定區 ：此區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，同時也防止氣泡竄入降液管。邊緣固定區：在塔板邊緣有寬度為Wc的區域不開孔，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 相對消費才干 相 對板效率 操作范圍 壓強 降 構造本錢 泡罩板 1.0 1.0 10100 高 復雜 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 各種塔板的優點及適用范圍 優 點 缺 點 適用范圍 塔板類型 泡罩板 較成熟，操 作范圍寬 構造復雜，阻力大，消費才干低 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 構造簡單,消費才干大 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、板式塔的流膂力學性能2泡沫接觸形狀 傳質外表面積很大的液膜 3放射接觸形狀 兩相傳質面積是液滴的外外表 2、氣體經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間板效率板數設備費塔釜溫度能耗操作費 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成氣液界面的能量耗費經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、出口側的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴重漏液板效率下降與塔板構造、塔徑、流量有關。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、塔板構造板間距大液泛速度高2、塔板的負荷性能圖V霧沫夾帶線氣體流量上限線線1 液泛線線2 液相負荷上限線線3 漏液線氣體流量下限線，線4 液相負荷下限線線5 1負荷性能圖中各線的意義 1，2，3，4，

10、5五條線所包圍的區域，既是一定物系在一定的構造尺寸塔板上正常操作區。 操作彈性: 兩極限的氣體流量之比 操作點位于操作區內的適中位置,可獲得穩定良好的操作效果 同一層塔板，操作情況不同，控制負荷上下限的要素也不同 物系一定時，負荷性能圖中各線的相對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。 消費上對塔器的要求消費上對塔器在工藝上及構造上提出的要求有以下幾方面： 1 分別效率高-到達一定分別程度所需塔的高度低。 2 消費才干大-單位塔截面積處置量大。3 操作彈性flexibility大-對一定的塔器，操作時氣液

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

12、分汽化與部分冷凝，將混合液中沸點不同的各組分分別成產品。操作代價：耗費能量，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量目的對于僅有塔頂、塔底出料的簡單精餾塔，其質量目的可用塔頂與塔底料中關鍵組分的純度來表示。產品產量和能量耗費在保證產質量量的前提下，盡能夠提高產品的產品并設法降低安裝的能耗。精餾塔產品純度、產品回收率和能耗之間的相互關系產品回收率：進料中每單位產品組分所能得到的可售產品的數量；能耗目的：用單位進料的塔底上升蒸氣量V/F來表示；定性規律：假設能耗目的一定，產品純度越高，其回收率越低；假設產品純度一定，在一定范圍內能耗目的越高，其回收率越高。

13、2、重整控制的主要產品目的-液態烴C5含量2、重整控制的主要產品目的-苯含量1、操作原那么三大平衡七、液態烴C5影響要素及控制方法溫度：溫度是系統熱平衡和物料平衡的關鍵要素，要想堅持系統的平穩操作，就要嚴厲控制好各點的溫度。液面：液面是系統物料平衡的集中表達，塔底液面的高低將不同程度的影響產質量量，收率及平穩操作，液面過高將會呵斥攜帶甚至沖塔景象，液面過低易呵斥串壓，損壞設備。所以平衡好塔液位尤其重要，它是系統穩定操作的根底。壓力：壓力控制的平穩與否直接影響產質量量、系統的熱平衡和物料平衡，甚至影響到安裝的平安消費。在對塔壓力進展調理時要進展全面分析，盡力找出影響塔壓的主要要素，進展準確而合理

14、的調整使操作平穩下來。在進展壓力調理時要緩慢，不要過猛，不要隨意改動給定值，防止大幅度動搖呵斥沖塔事故。穩定塔是催化重整安裝中的一個關鍵設備，它是一個有40層塔板的精餾塔，它的主要作用是來調理穩定汽油的飽和蒸汽壓和液化汽中C5的含量，而對于這兩個產質量量的控制，我們主要是經過調理穩定塔的底溫暖頂溫來控制的，穩定塔壓力雖然影響產質量量，但是不作為調理調理手段。 2、調整方法溫度是調理產質量量、系統熱量平衡的關鍵要素，要想堅持系統的平穩操作，就要嚴厲控制好各點的溫度。普通穩定塔的底溫控制在160190 ，。底溫過低，輕組分汽化不出去穩定汽油的飽和蒸汽壓過高，容易呵斥超標；底溫過高，重組分汽化率添加

15、容易呵斥液化汽C5的超標，同時又影響穩定汽油的收率。穩定塔的頂溫主要是經過穩定塔回流量調理控制頂溫的，塔頂溫度過高拔出物偏重，液化汽C5含量超標，溫度過低，拔出物偏輕，容易呵斥穩定汽油的飽和蒸汽壓不合格。 特別指出，當原料油偏輕時，由于塔1101和塔1102減油量很大，穩定塔的負荷非常大，這時塔盤上的液層比較高，壓降大，氣速高，假設此時還要加大回流量控制C5含量，很容易呵斥液泛，塔板效率低，能夠會導致飽和蒸汽壓和C5含量都超標。遇到這種情況，應該稍降底溫暖回流，減輕塔內負荷，反而可以把產質量量控制好。當原料油偏重時，預加氫兩塔減油量為零，由于輕組分過少而使氣速小，精餾段負荷小，頂溫會逐漸上升，

16、降底溫又會使回流罐液面缺乏，回流難以建立。遇到這種情況，除了提高加工負荷外，可以開大水冷適當降低回流罐溫度，保證回流罐液面，以上操作無法滿足正常消費時，可以聯絡調度相方法改換原料。 脫苯分餾塔操作的主要參數有塔頂壓力、塔頂溫度、塔底溫度、回流比、進料溫度及進料量等，無論哪個參數發生動搖，都會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。假設苯含量不能控制，將影響全廠產品的出廠。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，還要控制好側線溫度，使含苯汽油富集在側線餾分中，控制難度相對其它塔而言非常大。八、苯含量的影響要素及控制方法1、影響

17、要素-塔頂壓力 在其它參數不變的情況下，塔的操作壓力低，組分的相對揮發度會變大，汽油中的較重組分因揮發度會變大而從塔頂餾出，汽油中的苯也會隨之向塔頂方向挪動，使輕汽油苯含量超標；相反，塔的操作壓力高，組分的相對揮發度會變小，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。 2、影響要素-塔頂溫度 塔頂溫度是影響塔熱量平衡的關鍵要素，在塔底溫不變情況下，塔頂溫上升，塔板上的溫度梯度會勢必向塔頂挪動，從而導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，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的主要參數，也是控制塔底重汽油苯含量的重要參數，塔底溫度過低，塔底提供的熱動力缺乏，從而使苯在塔底積累，導致重汽油苯含量超標；反之，塔底溫度過高，會使塔底上升的氣速過大，不但會把汽油中的苯蒸至塔頂使輕汽油苯含量超標，還會把汽油中的高辛烷值組分從側線攜帶出去，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穩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，呵斥塔頂產品和塔底產品的“重疊，影響到輕、重汽油苯含量，從而引起側線甲苯含量大，損失汽油辛烷值，嚴重時會使輕、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荷隨之增大，這就添加了操作費用，嚴重時會使塔的精餾段負荷過大，反而容易使苯攜帶到塔頂，導致輕汽油超標。5、影響要素-進料溫度 我車間脫苯分餾塔進料溫度由進料換熱器E1302和進料加熱器E1301共同控制，而E1301的熱源是來自汽包D1302自產的蒸汽，其蒸汽溫度又會遭到脫苯反響器R1301反響熱的影響，因此，脫苯分餾塔進料溫度常在128到之間動搖。塔進料溫度的動搖，會改動塔的泡點進料，塔的提餾段或精餾段負荷也隨之變大或變小