化工設(shè)備知識培訓(xùn)—塔設(shè)備(總)(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 BCCHEM 填料的壓緊和限位裝置 （ 1）填料壓緊器又稱填料壓板。將其自由放置于填料層上部，靠其自身的重量壓緊填料。當(dāng)填料層移動并下沉?xí)r，填料壓板即隨之一起下落，故散裝填料的壓板必須有一定的重量。常用的填料壓緊板有柵條式和網(wǎng)板式填料壓板，均可制成整體式或分塊結(jié)構(gòu)，視塔徑大小及塔體結(jié)構(gòu)而定。 絲網(wǎng)壓板 3 填 料 塔 BCCHEM （ 2）填料限位器又稱床層定位器，用于金屬、塑料制成的散裝填料及所有規(guī)整填料。它的作用是防止高氣速、高壓降或塔的操作出現(xiàn)較大波動時，填料向上移動而造成填料層出現(xiàn)空隙，從而影響塔的傳質(zhì)效率。 3 填 料 塔 除沫器 用來除去由填料層頂部逸出的氣體中的液滴，安裝在液體分布器上方。 BCCHEM 填料塔工作原理 操作時， 液體自塔上部進(jìn)入 ，并通過液體分布器均勻噴灑于塔截面上，并在填料表面呈膜狀流下；氣體自塔下部進(jìn)入 ，通過填料層中的空隙由塔頂排出。氣液兩相在液膜表面進(jìn)行傳質(zhì)。 塔設(shè)備工作原理 — 鏈接 7 3 填 料 塔 BCCHEM 3 填 料 塔 板式塔與填料塔的比較 對許多逆流接觸的過程，填料塔和板式塔都可以使用。各種塔型各有優(yōu)劣，應(yīng)根據(jù)物系綜合考慮選擇。 ⑴ 填料塔操作范圍較小，特別是對于液體負(fù)荷的變化更為敏感； ⑵ 填料塔不宜于處理易聚合或含有固體懸浮物的物料； ⑶ 當(dāng)氣液接觸過程中需要冷卻以移出反應(yīng)熱或溶解熱時，不適宜用填料塔。另外，當(dāng)有側(cè)線出料時，填料塔也不如板式塔方便； ⑷ 填料塔的塔徑可以很小，但板式塔的塔徑一般不小于 ； ⑸ 板式塔的設(shè)計資料更容易得到而且更為可靠，安全系數(shù)可以取得更小； BCCHEM 3 填 料 塔 ⑹ 當(dāng)塔徑不很大時，填料塔的造價便宜； ⑺ 對于易起泡的物系，填料塔更合適； ⑻ 對于腐蝕性物系，填料塔更合適； ⑼ 對于熱敏性物系，采用填料塔較好； ⑽ 填料塔的壓降比板式塔小，更適于真空操作。 BCCHEM 4 精 餾 塔 BCCHEM 液體混合物的蒸餾操作，是提純物質(zhì)和分離混合物的一種方法，它廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中。 精餾塔的結(jié)構(gòu) 4 精 餾 塔 鏈接 —— 9板式精餾塔 BCCHEM 4 精 餾 塔 精餾塔操作的基本概念 沸點、泡點、露點 任何液體受熱，其飽和蒸汽壓等于外界大氣壓時的溫度，叫該液體的沸點。外界壓強(qiáng)越高，液體的沸點就越高；外界的壓強(qiáng)越低，液體的沸點也越低。 在一定壓力下，將某液體混合物加熱至剛剛開始?xì)饣磩倓偝霈F(xiàn)第一個微小氣泡）時保持的平衡溫度，稱為該液體混合物的泡點溫度（簡稱泡點）。繼續(xù)加熱，直至全部氣化并將這種氣體混合物在一定壓力下，冷卻至剛剛出現(xiàn)第一滴液珠所保持平衡時的溫度，稱為露點溫度（簡稱露點）。 BCCHEM 4 精 餾 塔 精餾基本原理 精餾是把液體混合物在傳質(zhì)設(shè)備（塔）中，進(jìn)行多次部分汽化，同時把產(chǎn)生的蒸汽多次部分冷凝，達(dá)到完全分離混合物，獲得所要求純度的組分的操作。 精餾的操作過程中，是在逆流作用的塔式設(shè)備中進(jìn)行的。被塔釜加熱的流體，所產(chǎn)生的 蒸汽在塔內(nèi)自下而上地流動，而送入 塔頂?shù)幕亓饕后w ，則與上升的蒸汽相迎， 自上而下 地流動。由于氣液兩相在塔中不斷地相互接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的交換，使兩相在熱交換過程中，易揮發(fā)組分不斷地從液相中向氣相中擴(kuò)散，氣相中易揮發(fā)組分增濃；液相中易揮發(fā)組分逐漸減少，難揮發(fā)組分逐漸增濃；兩相處于不平衡情況下，則存在推動力，產(chǎn)生質(zhì)的傳遞，直至兩相達(dá)到平衡時，這種傳質(zhì)過程停止。 BCCHEM 通過整個精餾過程，最終由塔頂?shù)玫郊兌容^高的易揮發(fā)組分（塔頂餾出物）的產(chǎn)品，由塔釜排出不易揮發(fā)的物質(zhì)。 板式精餾塔正常狀態(tài)動態(tài)演示 12板式精餾塔動態(tài)演示正常狀態(tài) 4 精 餾 塔 BCCHEM 4 精 餾 塔 液泛 塔正常工作時 ,降液管中的液面必須有足夠的高度 ,以克服兩板間的壓降而流動。 當(dāng)氣液兩相之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，造成兩板間液體相連。 （ 1）控制氣液速度于液泛速度之下； 后果：出現(xiàn)淹塔現(xiàn)象。 采取措施： （ 2）采用較大的板間距； 鏈接 10 板式精餾塔動態(tài)演示液泛 BCCHEM 4 精 餾 塔 液沫夾帶 上升氣流穿過塔板上液層時，將板上液體帶入上層 塔板的現(xiàn)象。 為保證傳質(zhì)達(dá)到一定效果，將液沫夾帶量控制在 (液 )/kg(氣 )以下。 后果：過量液沫夾帶后果－－造成返混，導(dǎo)致板效率嚴(yán)重下降。 采取措施： （ 1）控制氣速； （ 2）增大板間距； BCCHEM 漏液 指當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過升氣孔道的動壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下，便會出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。 增大氣速，使氣流分布不均。 后果：塔板效率下降，嚴(yán)重時塔無法正常工作。 采取措施： 漏液量不大于液體流量的 10％。 漏液氣速 操作氣速 液泛速度 4 精 餾 塔 BCCHEM 塔的操作彈性 塔的操作彈性是指最大允許負(fù)荷（負(fù)荷上限）至最小允許負(fù)荷（負(fù)荷下限）的范圍。 精餾塔的負(fù)荷上限，使用液沫夾帶控制（允許夾帶量不大于10%），以能引起“液泛”現(xiàn)象為止，兩者界限下的最大負(fù)荷；負(fù)荷下限，是以漏液量接近 10%為準(zhǔn)的最小負(fù)荷。 一般，浮閥塔操作彈性較大，可達(dá) 9左右；泡罩塔約為 5；篩板塔較小；填料塔最小。 4 精 餾 塔 BCCHEM 影響精餾操作的工藝因素 塔釜溫度 在操作壓力不變的情況下，提高塔釜溫度，則使塔內(nèi)液相中的易揮發(fā)組分減少，同時并使上升蒸汽的速度增大，有利于提高傳質(zhì)效率。 如果由塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品，則塔釜排出難揮發(fā)物中，易揮發(fā)組分減少，可減少工藝損失；如果塔釜排出物為產(chǎn)品，則可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，但塔頂排出的易揮發(fā)組分中夾帶的難揮發(fā)組分增多，從而增大工藝損失。因此在提高溫度時，既要考慮到產(chǎn)品質(zhì)量，又要考慮到工藝損失。 在平穩(wěn)操作過程中，釜溫突然升高，來不及調(diào)節(jié)相應(yīng)的壓力和塔釜溫度時，必然導(dǎo)致塔釜液被蒸空，壓力升高。這時重組分（難揮發(fā)組分）易被蒸到塔頂，使塔頂產(chǎn)品不合格。 4 精 餾 塔 BCCHEM 操作壓力 在一定操作溫度的情況下，提高操作壓力，可以相應(yīng)地提高塔的生產(chǎn)能力。但是在塔釜難揮發(fā)產(chǎn)品中，易揮發(fā)組分含量增加。如果從塔頂?shù)玫疆a(chǎn)品，則可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和易揮發(fā)組分的濃度。 加料溫度 常見的進(jìn)料情況有沸點進(jìn)料、冷液進(jìn)料、飽和蒸氣進(jìn)料、氣液混合進(jìn)料和過熱蒸氣進(jìn)料。 如果是冷液進(jìn)料，且進(jìn)料溫度低于加料板上的溫度，那么加入的物料全部進(jìn)入提餾段，使提餾塔負(fù)荷增加，塔釜消耗蒸汽量增加，塔頂難揮發(fā)組分降低。若塔頂為產(chǎn)品，則會提高產(chǎn)品質(zhì)量。 4 精 餾 塔 BCCHEM 如果是飽和蒸氣進(jìn)料，則進(jìn)料溫度高于加料板上的溫度，所進(jìn)物料全部進(jìn)入精餾段，精餾段的負(fù)荷增加，會使塔頂產(chǎn)品質(zhì)量降低，甚至不合格。 精餾塔較為理想的進(jìn)料情況是沸點進(jìn)料，它較為經(jīng)濟(jì)和最為常用。 加料量 在允許負(fù)荷范圍內(nèi)，提高加料量，對提高產(chǎn)品的產(chǎn)量有益。如果超出允許負(fù)荷，提高加料量，會產(chǎn)生夾帶，甚至液泛；如果加料量過低，塔的平衡操作不好維持，特別是浮閥塔、篩板塔等。由于負(fù)荷減低，蒸汽速度減小，塔板容易漏液，精餾效率降低。 4 精 餾 塔 BCCHEM 回流 在精餾操作中，回流是維持全塔正常操作的必要條件。 一般，提高回流比，可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。但是回流比過大，塔內(nèi)的內(nèi)循環(huán)增加，使水、電和氣的消耗量增加，操作費用相應(yīng)提高。當(dāng)塔頂采出量變大，回流比減小時，塔內(nèi)氣液接觸不好使平衡受到破壞，因而傳質(zhì)效率下降。同時，操作壓力下降，難揮發(fā)組分易被帶到塔頂，導(dǎo)致精餾效率下降，塔頂產(chǎn)品質(zhì)量不合格。 4 精 餾 塔 BCCHEM 精餾塔的操作技術(shù) 精餾塔原始開車操作技術(shù) 原始開車一般按以下程序進(jìn)行： （ 1）檢查 按安裝工藝流程圖逐一進(jìn)行核對檢查。 （ 2）吹除和清除 在新建或大修后的塔系統(tǒng)所屬設(shè)備和管道內(nèi)，往往存在有安裝過程中的灰塵、焊條鐵屑等雜物。為了避免這些雜物在開車時堵塞管路或卡壞閥門，必須用壓縮空氣進(jìn)行吹除或清掃。 吹除前應(yīng)按氣液流程，依次拆開與設(shè)備、閥門連接的法蘭，吹除物由此排放。吹洗時用高速壓縮空氣分段吹盡并用木錘輕擊外壁。每吹盡一段，立即裝好法蘭。吹洗流程應(yīng)該是從設(shè)備的高處往低處吹。 4 精 餾 塔 BCCHEM （ 3）系統(tǒng)水壓試驗和氣密性試驗 為了檢查設(shè)備焊縫的致密性和機(jī)械強(qiáng)度，在使用前要進(jìn)行水壓試驗。水壓試驗一般按設(shè)計圖紙上的要求進(jìn)行。水壓試驗要用常溫下的清水，并要從設(shè)備的最低點注入，使設(shè)備內(nèi)的氣體由上面放盡。 為了保證開車時氣體不從法蘭及焊縫處泄露出來，使塔操作連續(xù)穩(wěn)定，必須進(jìn)行系統(tǒng)氣密性試驗。試驗方法是用壓縮機(jī)向系統(tǒng)內(nèi)送入空氣，并逐漸將壓力提高到操作壓力的 倍。然后對所有設(shè)備、管線上的焊縫和法蘭逐個涂抹肥皂水進(jìn)行查漏。發(fā)現(xiàn)漏處，做好標(biāo)記或記錄，泄壓后進(jìn)行處理。如無泄漏，保壓 30min，壓力不降為合格，最后將氣