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二塔精馏流程:流程装置简单,操作容易,投资节省,塔内件主要有:塔板、规整填料两类;
板式塔节省投资,操作稳定,检修方便;
规整填料则分离效率高、压降低,可以降低塔高;
三塔精馏流程:
塔板有:F1浮阀,ADV微分浮阀,导向梯形浮前阀,垂直筛板、喷射式并流填料塔板(JCPT),复合塔板;
1、F1浮阀塔板:设计完善,运行可靠,效率较高,检修方便。但浮阀会卡住,甚至脱落且压降较大,加之其开孔率(每板总阀孔面积与塔截面积之比)不易过大,从而限制了通量提高。塔板开孔率与阀间距有关。F1浮阀设计规范建议最小的阀行间距与阀中心距为75mm。减少阀间距以增大开孔率时,阀间气液撞击剧烈,夹带加大,鼓泡层增高,尤其后者对降液管液泛十分不利,板效率也会受到不利影响。
2、ADV浮阀:ADV浮阀即微分浮阀,它是在F1浮阀面上又开了三个三角形凸起孔,同阀孔上升的气体,除由阀四周外,还由这三个凸起孔处进入液层,实现气液传质。其特点是由浮阀面上新开凸起孔也逸出气体有利于传质面积的扩大,更抑制了塔板上鼓泡层高度,从而可适当减少阀距,加大开孔率,减少了进入降液管液体的含气,降液管液泛的危险和气体夹带也随之降低。此外在液体由降液管进入塔板处设鼓泡促进器,类似导向筛板;还可以充分利用常规设计的死区,多布置阀惟进一步增加塔板开孔率。
3、导向梯形浮阀:其阀面上还有1-2个导向孔或小固舌,它结合了矩形导向浮阀面上开导向孔和V形栅板梯形切口两的特点,经阀上升的气体分别由两个梯形阀长边上面上的导向孔进入液层,这两股气流将流动的液体起到“推液”作用,从而可使板上液流更趋均匀,消除或减少液流死区,还降低了液面梯度;气流的横切作用也会使鼓泡层高度降低,减轻了降液管液泛程度,这些均使它较F1浮阀肯有较高的通量、较低的压降和较好的效率。
4、垂直筛板(VST):F1浮阀均属液体为连续相、气体为分散相的鼓泡型塔板;垂直筛板则是气体为连续相、液体为分散相的淮滴分散型塔板。其气液传质主要是在帽罩内进行,由帽罩上气孔逸出的气体中气夹带的液滴可得到较好分离而不致被夹带进入站层塔板。所以,除具有雾沫夹带小的优点外,还有塔板上不存在鼓泡层,进入降液管的液体含苞欲放气少,使降液管中鼓泡层高度降低,减缓了阼液管液泛。通常限制塔板通量上限是雾沫夹带超标和降液管液泛两个主要因素,垂直筛板很好的减弱了它们的影响,其通量可较大提高。加之它可比F1浮阀有更大的开孔率,其通量可相对增高。由于垂直筛析的压降与F1浮阀相当,所以它的孔速动能因子还是受压降限制。垂直筛板塔板孔径约在65-85mm,孔速漏液下限必然提高,但因为孔速上限也可提高,它的操作弹性仍不成问题。主要用在易堵、结晶之类塔中
5、JCPG喷射式并流填料塔板:其基本结构是一个垂直筛板似的帽罩,它又在则是罩内加了一层丝网填料函。由塔板孔上升的气体及由则是罩文化节隙吸入的板上液体,在帽罩内除分散相式的气液接触外,更在丝网填料内以较高气速气液并流传质。其板效率较VST高约7-15%,湿板压降稍低,孔速动能因子下限也会稍低些。但结构更复杂,VST的防堵特点也完全消失。
6、复合塔:它将塔板和每层塔板处附加的一层规整填料形成一个传质单元。塔板应用无降液管的穿流式筛板,气液在塔板上鼓泡接触,气体由筛孔上升,液体也由筛孔下降,进入一一屋塔板。但液在由一圬穿流板漏下进入下一块前,要经过一层约100-200mm的规整填料层,同样,气体在进入塔板前也首先经过这一填料层,所以气、液可实现二次传质,与增加了实际塔板数相似,因此提高了塔板分离效率。这种塔内件结构的不足是:穿流塔板操作本身不易稳定。筛孔下流液体并不均匀,塔板下规整填料层的均匀气液接触就难以保证;结构复杂对大直径塔实现难度较高。在板式塔的塔板间附加填料层以提高分离效果还有其它一些设计:比如:在两层板间的稍靠上部有空间填料层,以减少雾沫夹带对上层塔板的影响;在塔板上直接放置填料层,可以改善塔板上气液接触状况,且抑制鼓泡层高度。
7、筛板:结构简单,造价低廉,压降较小,效率比F1浮阀也并无太大差距,但弹性较小,不易操作。主要问题是它的效率随塔内气相负荷(孔速)的变化较剧,当孔速较低,筛板易漏辄 速较大,又易夹带过量,这都使它的板效率降低。一般塔板的堰高常为50mm,因为堰高对板效率有利。较低的堰高可有较小的塔板压降,较低的板上鼓泡层高度,因此可用较小的塔板间距,这对实际板数较多的加压和常压塔的高度降低以及其全塔压降是有益的。
二、规整填料有:BX500丝网、不锈丝网及网孔波纹。
1、丝网波纹填料:优点是可降低塔高,压降也大为降低。缺点是造价较高,检修不方便,对液体的分布和形式要求严格。对多进料口和多抽出口的塔其内部结构会更复杂;丝网填料对含水系统其表面浸润稍差。
2、不锈钢丝网填料:
3、网孔波纹填料:是在板波填料基础上开发出的一种由不锈钢板制成的规整填料。它的比表面积为600m2/m3,空隙率为91.6%,工作负荷下每米理论板数可达6-8块。
4、丝网填料——塔板组合:尤其是常压塔采用。在精馏段仍用丝网填料,在进料口以下采用板式塔,这样可充分发挥两者优势。常压塔通常有三个进料口及三个侧线杂醇采出口,若用填料塔内结构复杂,用塔板就方便多了。而且调整塔底及塔釜的浓度十分灵活,也部分降低了常压塔提馏段因物料含水较多,浸润性较差所致的丝网填料效率下降的危险。 |
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