精餾過程與新型塔盤技術(shù)課件

精餾過程強(qiáng)化與新型塔盤技術(shù)報(bào)告內(nèi)容：精餾過程強(qiáng)化精餾塔設(shè)備中的共性問題新型塔盤技術(shù)

過程強(qiáng)化？設(shè)備設(shè)計(jì)沸點(diǎn)相近相對(duì)揮發(fā)度小流程復(fù)雜？塔太高？分離難？投資高？能耗大？試試？萃取精餾反應(yīng)精餾吸附精餾化工過程強(qiáng)化萃取精餾

萃取精餾是在精餾塔中加入一種或幾種溶劑，提高待分離組分相對(duì)揮發(fā)度，使沸點(diǎn)相近的組份得以分離。

關(guān)鍵：溶劑的選擇（1）選擇性：要求有較高的選擇性以提高溶劑的利用率；（2）溶解性：要求溶劑與原有組分間有較大的相互溶解度；（3）沸點(diǎn)：應(yīng)高于原進(jìn)料混合物的沸點(diǎn)，以防止形成溶劑－非溶劑共沸物；但不能過高，以避免造成溶劑回收培釜溫度過高；（4）其它：經(jīng)濟(jì)性、使用安全、無毒性、不腐蝕、熱穩(wěn)定性好、價(jià)格便宜及來源。萃取精餾基本流程萃取精餾基本流程（一）萃取精餾基本流程（二）萃取精餾應(yīng)用圖3制無水乙醇工藝流程其它應(yīng)用芳烴抽提；碳酸二甲脂-甲醇分離；甲乙酮-水分離；三氯甲烷-丙酮廢水分離等“反應(yīng)精餾”工藝是伴有化學(xué)反應(yīng)的新型特殊精餾方式，其主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）選擇性高；（2）使可逆反應(yīng)收率提高；（3）溫度易于控制，避免出現(xiàn)“熱點(diǎn)”問題；（4）縮短反應(yīng)時(shí)間，強(qiáng)化設(shè)備生產(chǎn)能力；（5）能耗低，操作費(fèi)用低；（6）投資少。反應(yīng)精餾反應(yīng)精餾應(yīng)用圖4MTBE裝置生產(chǎn)流程其它應(yīng)用萃取反應(yīng)精餾乙酸乙脂；共沸反應(yīng)精餾制叔丁醇甲；丙二醇；乙基叔丁基醚；醋酸丁脂；乙酸乙脂；乙酸異戊脂等吸附精餾原理：

吸附精餾的概念由RICE首先提出。是將吸附和精餾兩個(gè)過程結(jié)合在同一個(gè)設(shè)備內(nèi)進(jìn)行。優(yōu)點(diǎn)：

在吸附精餾塔的塔板上，氣相鼓泡穿過板上液層，氣一液一固三相劇烈湍動(dòng)，使膜傳質(zhì)系數(shù)大大提高，即精餾作用強(qiáng)化了吸附過程。同時(shí)，細(xì)粉吸附劑的添加，提高了氣一液界面的傳質(zhì)速率，即吸附作用對(duì)精餾過程也具有強(qiáng)化作用。因此，吸附精餾過程不僅綜合了精餾分離過程連續(xù)和吸附分離過程分離因數(shù)高的特點(diǎn)，而且使吸附和精餾相互促進(jìn)、彼此強(qiáng)化，故特別適于難分物系的分離。吸附劑的選擇選擇吸附劑時(shí)最重要的是必須保證物系中重組分是被吸附組分，如對(duì)乙醇一水物系，須保證水是優(yōu)先吸附組分。在此條件下，可供選擇的吸附劑種類很多，常用的有活性炭、硅膠、活性氧化鋁和分子篩。與前三種吸附劑相比，分于篩具有高度的吸附選擇性和極強(qiáng)的吸附能力。此外，其熱穩(wěn)定性好，機(jī)械性能優(yōu)良，吸附水分后無形態(tài)變化，不發(fā)生膨潤，不因含水而松碎。因此分子篩可作為一種首選的吸附劑。吸附精餾應(yīng)用圖5煉廠氣回收烯烴裝置生產(chǎn)流程1變壓吸附塔；2富乙烯壓縮機(jī)；3胺吸收塔；4堿吸收塔；5換熱器；6加氫精制；7吸附干燥塔；8入塔預(yù)冷器；9脫甲烷塔；10乙烯精餾塔I吸附精餾塔；II解吸塔圖6吸附精餾制無水乙醇生產(chǎn)流程方法不錯(cuò)，有沒有更好的塔內(nèi)件來實(shí)現(xiàn)？試試！塔器的分類：板式塔填料塔中石化齊魯70萬噸/年乙烯汽油急冷塔（Ф9.2m板式塔）

中石化高橋800萬噸/年減壓塔（Ф10.2m填料塔）

填料還是塔板？分離效率處理能力容量因子

等板高度

HETP處理能力比較傳質(zhì)效率（等板高度）比較塔板和填料的選擇原則板式塔內(nèi)的精餾過程塔板上的兩相流動(dòng)塔內(nèi)兩相操作狀態(tài)塔板上兩相的接觸狀態(tài)板式塔的流體力學(xué)性能浮閥類塔板的壓降板式塔的流體力學(xué)性能塔板上的霧沫夾帶霧沫夾帶對(duì)塔板效率的影響板式塔的流體力學(xué)性能塔板上的泄漏泄漏對(duì)塔板效率的影響板式塔的流體力學(xué)性能降液管氣泡夾帶氣泡夾帶對(duì)塔板效率的影響板式塔的流體力學(xué)性能塔板上液體返混及滯流區(qū)板式塔的流體力學(xué)性能降液管液泛：降液管持液高度降液管中的泡沫高度降液管液泛發(fā)生條件板式塔的流體力學(xué)性能線說明1氣相上限噴射液泛霧沫夾帶10％2氣相下限泄漏10％泄漏點(diǎn)3液相上限降液管停留時(shí)間4液相下限最小液量線5氣液上限降液管液泛6操作點(diǎn)I,II,III點(diǎn)操作線工藝負(fù)荷塔板的負(fù)荷性能圖塔板的發(fā)展固定塔板（國內(nèi)）舌型塔板篩板塔板斜孔塔板塔板的發(fā)展固定塔板（國外）NUTTER公司的VG或MVG塔板KUHNI公司的SLIT塔板GLITSCH公司的BIFRAC塔板SULZER公司的VORTEX塔板GLITSCH公司的ULTRAFRAC塔板立體垂直塔板塔板的發(fā)展固定塔板（國外）塔板的發(fā)展浮閥塔板（國內(nèi)）華東理工大學(xué)的導(dǎo)向浮閥塔板澤華工程公司的ADV浮閥塔板F1浮閥塔板塔板的發(fā)展浮閥塔板（國內(nèi)）石油大學(xué)的SV和飛鷹浮閥塔板天津大學(xué)的導(dǎo)向梯形浮閥塔板洛陽石化工程公司的箭形浮閥塔板塔板的發(fā)展浮閥塔板（國外）GLITSCH公司的SUPERFRAC塔板GLITSCH公司的TYPE-A2塔板GLITSCH公司的TYPE-A5塔板已有固閥和浮閥塔板的存在問題對(duì)體系適應(yīng)能力，抗堵塞能力差HAVTH浮閥塔板的開發(fā)思路

1如何提高塔的處理能力及操作彈性？

2如何提高傳質(zhì)塔板效率？

3如何加強(qiáng)抗結(jié)焦和抗堵塞性能？

—采用固動(dòng)結(jié)合浮閥結(jié)構(gòu):

固閥:采用類似MVG結(jié)構(gòu)浮閥:采用類似SUPERFRAC結(jié)構(gòu)HAVTH浮閥塔板的結(jié)構(gòu)高的塔板機(jī)械強(qiáng)度低的塔板壓降低的塔板泄漏高的操作彈性HAVTH浮閥塔板的開發(fā)基礎(chǔ)

1固閥部分（MVG和VG）

塔板特點(diǎn)：采用MVG或VG固閥，提高汽相通量，降低塔板壓降和霧沫夾帶；采用多降液管，提高液相通量；缺點(diǎn)：操作彈性小，低汽相負(fù)荷小泄漏大、傳質(zhì)效率低；對(duì)處理物系的要求較高固閥特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)采用梯形，增加鼓泡點(diǎn)均勻性，提高傳質(zhì)效率；固閥高度可調(diào)：6~9mm;HAVTH浮閥塔板的開發(fā)基礎(chǔ)

2浮閥部分（Superfrac）浮閥特點(diǎn)：尺寸小：1英寸（25.4mm）；重量輕：13g；浮閥不轉(zhuǎn)動(dòng)塔板特點(diǎn)：采用微型浮閥，更多的鼓泡面積，提高傳質(zhì)效率；采用鼓泡促進(jìn)器，消除塔板上液面梯度；采用扇形降液管技術(shù)，提高降液管液相通過能力。缺點(diǎn)：存在返混，開孔率較小、抗堵塞性能不強(qiáng)。（1）HAVTH浮閥采用固閥和浮閥相結(jié)合，充分利用了塔板的空間和及浮閥上方的傳質(zhì)空間，使氣體分散更加細(xì)密均勻，氣液接觸更加充分。同時(shí)部分氣流經(jīng)固閥孔噴出，減小了閥周邊噴出的氣速，同時(shí)也減小了閥間的氣流對(duì)沖，從而減小了霧沫夾帶，相應(yīng)提高了氣體處理量；（2）固動(dòng)結(jié)合的結(jié)構(gòu)可根據(jù)氣體處理量的不同自動(dòng)調(diào)節(jié)控制.在處理量較小時(shí)，浮閥關(guān)閉，氣體從固閥孔噴出，此時(shí)塔板轉(zhuǎn)變?yōu)闉楣涕y塔板，滿足生產(chǎn)低限的需要；隨著處理量的增大，塔板形式逐漸向固動(dòng)結(jié)合的新型浮閥塔板轉(zhuǎn)變，此時(shí)，固閥上方的浮閥逐漸開啟，以滿足大通量要求，從而大幅度提高塔的操作彈性；HAVTH塔板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（3）HAVTH的固閥部分分梯形和矩形兩種。根據(jù)處理物系兩相負(fù)荷的不同，采用不同的固閥結(jié)構(gòu)，以減小塔板上方的液面梯度，降低塔板局部的霧沫夾帶和泄漏；同時(shí)，降低塔板上方存在的滯留區(qū)，提高液體分布的均勻性；（4）固閥上方的浮閥可以是圓閥和條閥。HAVTH浮閥獨(dú)特的閥腿和閥孔結(jié)構(gòu)，使其浮閥不能旋轉(zhuǎn)。這不僅克服了F1浮閥旋轉(zhuǎn)帶來的浮閥脫落引起的局部泄漏問題，同時(shí)，將氣液接觸的方式也進(jìn)行了優(yōu)化，改變了傳統(tǒng)固閥和浮閥單一的同一平面接觸問題，將接觸空間延伸至立體接觸，提升了傳質(zhì)面積，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果；HAVTH塔板結(jié)構(gòu)特點(diǎn)HAVTH浮閥塔板的操作特點(diǎn)低氣相負(fù)荷下動(dòng)靜結(jié)合的HAVTH浮閥塔板操作狀況HAVTH浮閥塔板的操作特點(diǎn)高氣相負(fù)荷下動(dòng)靜結(jié)合的HAVTH浮閥塔板操作狀況HAVTH浮閥塔板的液體流動(dòng)狀態(tài)HAVTH浮閥塔板的液體流動(dòng)狀態(tài)常規(guī)F1浮閥塔板的液體流動(dòng)狀態(tài)試驗(yàn)裝置HAV塔板流體力學(xué)及傳質(zhì)性能研究試驗(yàn)條件HAVTH浮閥塔板流體力學(xué)性能干板壓降濕板壓降多個(gè)氣流通道及克服較小的浮閥質(zhì)量，降低了氣流克服閥縫及閥體重量的阻力，因而大大降低了塔板壓降。與F1相比，壓降可降低30%以上。HAVTH浮閥塔板流體力學(xué)性能塔板泄漏閥孔氣速可以過固閥閥縫及浮閥的升程自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)氣流量較低時(shí)，浮閥關(guān)閉，而較小的固閥閥縫又相對(duì)提高了閥縫氣速，因而泄漏可明顯降低。與F1相比，泄漏可降低30%以上。HAVTH浮閥塔板流體力學(xué)性能霧沫夾帶當(dāng)氣流量較高時(shí)，浮閥打開，氣流具有更大的流通截面積，降低了閥縫氣速，因而夾帶可明顯降低。與F1相比，夾帶可降低40%以上。HAVTH浮閥塔板流體力學(xué)性能塔內(nèi)液體流態(tài)分布固動(dòng)結(jié)合的浮閥結(jié)構(gòu)其固閥出來的氣體對(duì)液層有推動(dòng)作用，減小塔板的液面梯度，大大改善了液相的流動(dòng)分布。使液體在塔板上的分布更為均勻。HAVTH浮閥塔板流體力學(xué)性能HAVTH浮閥塔板傳質(zhì)性能塔板效率

固動(dòng)結(jié)合的浮閥結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)固閥塔板或浮閥塔板單一的線面汽液接觸方式，將接觸空間延伸至立體接觸，提升了傳質(zhì)面積，并且較小的浮閥結(jié)構(gòu)使整個(gè)塔板具有更多更致密的鼓泡點(diǎn)，強(qiáng)化了傳質(zhì)效果。與F1相比，傳質(zhì)效率可提高20%以上。經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后的HAVTH塔板與F1相比，處理能力約可提高20~30%，傳質(zhì)效率可提高10~20%，塔板壓降下降30%以上，霧沫夾帶和泄漏下降20~30%。結(jié)論（1）采用鼓泡促進(jìn)器，降低塔板的液面梯度，改善氣相的偏流現(xiàn)象，使整個(gè)塔板鼓泡均勻，從而增加塔板的處理能力和傳質(zhì)效率；（2）采用出入口堰技術(shù)，提高降液管的處理能力。（3）適當(dāng)改進(jìn)降液管，增加鼓泡區(qū)面積，同時(shí)提升降液管能力，增大塔板處理能力。HAVTH塔板優(yōu)化設(shè)計(jì)采用鼓泡促進(jìn)器技術(shù)

--降低塔板液面梯度，使整個(gè)塔鼓泡均勻，同時(shí)使氣體分布也趨于均勻，減小局部的霧沫夾帶和泄漏，從而提高處理能力和傳質(zhì)效率。無鼓泡器的鼓泡狀態(tài)有鼓泡器的鼓泡狀態(tài)出入口堰結(jié)構(gòu)HAVTH塔板的扇形降液管技術(shù)

--塔板傳質(zhì)有效區(qū)高；

--增大了液體流道長度，對(duì)塔板的沖擊很?。?/p>

--對(duì)易發(fā)泡體系有很強(qiáng)的適應(yīng)能力；

--降液管內(nèi)液體通過能力大大增強(qiáng)；HAVTH塔板工業(yè)應(yīng)用應(yīng)用效果

（1）處理能力大大提高：較小的壓降提高了降液管的液相通量，較低的霧沫夾帶提高了氣相通量；

（2）操作彈性大大增加：極小的塔板泄漏提高了操作下限，較低的霧沫夾帶提高了操作上限；

（3）分離效果大大增強(qiáng)：較底的壓降提高煉油裝置輕質(zhì)油收率，較高的傳質(zhì)效率提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低塔高；

（4）降低能耗：較高的效率可以降低回流比，較低的壓降可以節(jié)能降耗。

（5）抗結(jié)焦、堵塞大大增強(qiáng)：多流道接觸，適用于粘稠物系。HAVTH塔板工業(yè)設(shè)計(jì)與應(yīng)用青島石化催化裂化裝置再吸收塔φ1400mm濟(jì)南長城石化催化裝置吸收塔φ1000mm、解吸塔φ1200mm格爾木煉廠常減壓裝置初餾塔φ1800mm、常壓塔φ3000mm格爾木煉廠氣