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  • 萍鄉化工填料廠生產拉西環、鮑爾環、多面空心球填料,瓷球、陶瓷波紋填料、陶瓷規整填料
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    規整填料塔在國內的應用
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    規整填料塔在國內的應用

    2019-06-27      閱讀:
    乙烯產量是衡 量一個 石油化工發展水平的重要標志。 美國某研究近對 乙烯供求的預測如下

    由上表可知 , 世界乙烯需求量和 產能利用率將不斷上升 . 我國 乙烯產量 1 9 8 5 年是 “ 萬 t , 1 9 09 年是 1 5 萬 t , 五年 間增長 1 . 24 倍 , 平均 年遞增91 % 。 1 9 9 5 年計劃生產 乙烯 2 03 萬 t , 實際產量超過 9 萬多噸 ,  2 。。。 年計劃 3 0 0t  甲在煉油和石化 工業 中 , 收率和 節能 只要有少許改進 , 就可產生很大經濟效益 。 例 如 25 0 萬噸 /年煉油能力 的減壓塔塔徑 為 6 . 4 米 , 其拔出率 只要提高一個百分 點 , 年 經濟效益就可超過 1。。。 萬元 . 這些工業中有大量塔器 ,  采用先進技術對其改造是大有可為的。近 20  年來 ,  世界氣產量幾乎增長一倍圖 ,現還在不斷增長 。 大部分氣要經過吸收塔處理水 、 酸和 較重餾分 ( N G L ) , 這將是塔器技術的重要市場 。 N G L 又可蒸餾分離得到 乙烷 、 C : / C ` (液化石油氣 ) 和 汽油 ,  這又是蒸餾的技術市場。
     
    一些發達 目前都在致力 于開發精細 化工 , 提高其在化工總產值 中的比率。 如美國 、 日本 、 法國的精細化工 比率 已超過 05 % , 瑞士達 59 % , 我 國目前還不足 04 % 。 全世界制藥和農藥總產值約 3 2 0 0 億美元 , 其它化 學制 品 和精細化工年總產值也有35。。 億美元圖 。   這些領域中分批燕餾應用較廣 ,  也有一些特殊蒸餾 , 如反應蒸餾、 分子蒸餾等 , 它們有時也與結晶分離方法互相補充 。
     
    隨著工業的迅速發展和燃料用量的不斷增加 , 二氧化硫排放量越來越多 , 年遞增率為 5% ,預計本世 紀末 二 氧化硫的年 排放 量將 超過3 .3 億噸〔幻 ,由此造成的大氣污染十分嚴重 。   因此 ,從煙氣中二氧化硫和 H CI 酸分 , 是近來在要求下迅速發展起來的一個技術大市場。 由合成氣中二氧化碳也是吸收技術 的一個重要應用場合 。
     
    蒸餾和吸收設備主要是板式塔和填料塔兩大類. 07 年代 以前 , 在大型 塔器中板式塔 占主導地位 , 曾出現過許多新型塔板 . 當時的填料塔往往存在放大效應 , 即隨塔徑 , 填料塔效率呈下降趨勢。 實驗室數據不能可靠地推廣到工業規模填料塔的設計中。 07 年代初 出現了世界性能源危機 , 迫使填料塔技術在近 多年來取得了長足的進步 。 各種高效填料和 新型塔內件不斷涌現 , 并在工業應用中取得了很大成功。
     
    塔填料可分為散堆填料規整填料 (又稱結構填料 ) 。 它 們各有特長 , 在各自的應用范圍 內發揮各自的 勢。 填料塔的其它內部構件 ( 簡稱塔內件 ) , 特別是流體和 氣體分布裝置對填料效率的影響大 ,  應予以十分重視 。
     
    2 續料塔技術的現狀
     
    2 .1塔填料
     
    初 的填料可以追溯到焦炭、 卵石之類不定形物的原始階段 。 1 9 1 4 年拉西環 ( R a s e h i n g r i n g ) 的出現 , 使填料塔的研究進入了科學的軌道。    此后出現過 很 多 高 性 能的 散 堆 填 料 如 以 鮑爾環 ( P al lr i n g  ) 、  改進型鮑爾環 ( H y 一 P a  k ) 、  階梯環 ( C M R )
     
    為代表的環形填料。 在環形表面開有窗 口 , 環內帶有舌 片 , 這樣增加 了氣相 的湍動及對液相的濕 潤 , 從而增 強傳質并減小壓降。 近年來 , 散堆填料設計趨 向于晶 形 網格結構 , 特別是塑料材質的散堆填料 ,  它 們可 以諾 派克環 ( N o  rP a e   r i n  g ) 、  哈弗 羅環H( lfi  o w  :  in g ) 為典型代表。  其單位理論分離級的比壓 降低。   以 I n t a l o x   s a d d l e   和 L e v  a p a k 為代表的鞍形填料 ,  其流 體分布性能 比上述環形填料好 ,  但通量則 比環形填料差 。   1 9 7 8 年美 國 N or  to n  公司 推出的 I M T P ( I n t a  l o  x   M e  t a  k  T o w e r   P a e k i n g  ) 和 此后
    N u  t t e  r 公司的 N u  t t e  r   r i n g  ,  巧妙地 將環形和 鞍形綜合成一體 , 既具有環形填 料通量大的特點 , 又 具有鞍形填料液體分布性能好的特點 。 華南理工大學在 IM T P 填 料基 礎上開發 了共扼環填料 , 清華大學開發了適用于 過程的 Q H 型扁環填料 。
     
    6 0 年代后 , 生 產規模大型 化要求填料具有大通量 ; 能改善液體均勻分布 , 以提高分離效率及克服放大效應 ; 降低填料層阻力及持液量 , 以起 到節能效果。 規整填料在這方面有的點 , 因 此 , 各類規整填料應運而生 。規整填料在整個塔截面上 ,幾何形狀規則 、 對稱、 均勻 。 它規定了氣液流路 , 改善了溝流和壁流現象 , 壓降可以很小 . 在相同的和 壓降下 , 與散堆填料相 比 , 可以 安排更大的 比表面積 , 因此效率高。 由于 其結構的規整性 , 合理的設計可以做到幾乎無放大效應 。 瑞士 S lu ez r 公司用 規整 填料改造過的 塔 , 其塔徑 已達 21 . 4 m j[6 , 天津大學用規整填料改造過乙烯裝置中塔徑為 6 . s m 的汽油分餾塔圖 , 并 已用于塔徑 8 . 2 米的減壓塔 。填料塔只適用 于小塔的概念 , 已被扭轉。
     
     
    盡管早在 1 9 3 7 年就 出現了一個 以 S t de m an 命名的金屬絲網規整填料及 以后的 S rP ya aP k 填料等 , 但規整填料真正的生命 力是從 60 年代 S ul z er 公 司開發的金 屬絲 網 波紋 填 料 ( S lu ze r G ua ezP ca ki n g ) 開始表現出來的 . 此后規整填料的研究十分活躍 , 新品種層出不窮 。 1 9 7 7 年 S lu ze r 公司又推
     
    了板 片波紋型的 M le  al Pa k  填料 ,  繼后 80  年代K u h n  i 公 司的 R o  m b o p a k 、  M o n  t : 公司的 M o n  t z 、G l i t s  e h 公司 的 G e m p a k 、  N o  r t o  n   公 司 的 I S P  ( I n -t a  l o  x  、 s t r u e  t u r  e d  P a  e  k i n  g  ) 、  Ja  e  g e r    公 司的 M a  x -p a k 、  G e  r m a n  ia 公司 的 P y r a p a k 、  R a  s  e h i n g  公司的R a l u 一 p a k 等先后出現 , K o e h 公司則將 S u l z e r 公司轉讓的 M e ll a p a k 技 術更 名為 F le x i p a e , 新近 日本三菱商社推 出了 M C 一 aP k . 這些填料 彼此類似 , 多數是以 M e l l a p a k 為雛形 . S u l z e r 公司前幾年推出了可用于化學反應器的 K A T A P A K 規整填料 , 是以雙層絲網制成的波紋填料 , 在絲網夾層內裝有催化劑。 新過 S u l z e r 公司又推出 o p t i f l o w 規整填料(多通道規整填料 ) 。 規整填料中還有一種格柵填料 , 適用于物料較臟的場合 , 如減壓塔臟洗段等。 應
     
    用較廣的有 K o e h 公司 的 F l e x  ig r i d 、  G l i t s e h  公司的G l i t s  e h 一 g r i d 、  N u  t t e r   公司的 S n a  p 一 g r i d 等 。
     
    我國在規整填料方面也有不少突破。 天津大學與英國 A s ot n 大學聯合 開發 了以 U an aP k 命名的脈沖規整填料 , 天津大學填 料塔新技術 公司 1 9 9 1年 引進 T S u l z e r 公司的 M e l l a p a k 生產 自動線 , 并自己開發了碳鋼滲鋁板波紋填料 ; 清華大學和上;ぱ芯吭悍謩e開發了壓延板 網波紋填料 ; 天津市天進新科技開發公司開發了板花規整填料 ; 中石化洛陽石化工程公司開發了 L H 型規整填料。 這些都在工業中得到了成功的應用 。
     
    2 .      2 塔內件
     
    塔內件包 括液體分布器、 床層限 位器 、 填料支承、 壁流收集分配錐 、 液體收集器及再分布器、 氣體分布器等 。 一座性能良好的大型填料塔 , 填料本身的高性 能固 然重要 , 而與之匹配 的塔 內件 , 尤其是液體分布器和 氣體分布器也是至關重要的。 否則填料的高性 能不能得 以 充分發揮。 特別是對于大直徑 、 多側線 、 淺床層塔器 , 氣體和液體分布裝置往往是成敗的關鍵 。
     
    在填料層內部會形成一 定數量的先流動途徑, 若 液 體分 布器的 噴 淋 點密 度 d p d ( d r ip p o i n t d 。 。 s it y ) 大于 上述單位 面積上先流動 途徑數 , 則填料 效率 可充分發揮 。液體在流動過程中,  流動途徑會合并 , 后達到穩定的流動途徑數 。 若噴淋點數少于上述先流動途徑數 , 液體在流動過程中會分叉 , 使流動途徑增加 , 后 也達到 穩定的流動途徑 數 。 后者情況 下 , 填料層上部的填料效率要下降。在嚴重情況下 , 液體流到 填料層 下端 面出 口 時 , 還沒達到穩定的流 動途徑數 ,  則整個填料層效率嚴重下降。   d p d 值取決于填料型式和填料層高度 。   通常
     
    填料比表 面積大則 d p d 值也大 , 填料對液體 的分散系數大則 d p d 值小。 對于 25 m m 左右散堆填料 , d p d 值 為 2 5。 / m , , C Y 型金屬 絲網波紋 d p d 值不小于 3 0 0 / m Z  ,  2 5 o y  型 板波紋填料在 1 5 0 / m ,  以 上。  對
     
    于規整填料 , 點 分布轉化為線分布后 , d p d 可減小 。每個 噴淋點液體流率要均勻 , 各點 與平均流率的大誤差不應超過 6 % 。通常 , 相當于 15 一 20 塊理論級的填料層高度要設置液體收集與再分布裝置 , 以保證填料性能的充分發揮 。 從下圖可以看 出 , 填料層中理論級數越多, 則液體分布質量對填料層 效率的影響越大。 對于直徑小于 30 0 m m 的塔可以不考慮填料層分段。
     
    對填料塔 內氣體分布的研究遠不如對液體分布的研究透徹 。 氣體流動性能遠好于液體 , 氣相的橫 向混合速率至少三倍 于液相[j. 。 隨著大空隙率、低壓降填料的開發以及大直徑 、 淺床層填料塔的推廣應用 , 氣體分布間題 已 日益受到重視 . 據文獻10[ 〕報道 , 通過在直徑 4 . 5 , 高 Z m 的填料吸收塔中用 乙醇胺 吸收二氧化碳的實驗發現 , 由于側向進氣引起塔內氣體橫 向流動的不均勻性 , 使得整個填料床層中氣體分布不均勻 , 進氣 口 半邊塔的傳質效率較另半邊高 03 % 。 由而可見 , 氣體分布不均勻會造成填料層 內氣液相分流 , 使分離效率嚴重下降。

    對 直徑大 于 Z m 的塔 ,  必須考 慮氣體分 布裝置, 氣體在塔 內一旦均勻分布 , 就能一直維持均勻狀態 , 無須設置氣體再分布器。 上有關大公司的氣體分布裝置均有 自己 的結構 , 但設計方法多數還是依賴經驗 。
     
    天津大學 、 浙江工學院等就進氣結構和 氣體初始分布狀態對填料塔性能的影響作了實驗研究 。
     
     
    3 蒸餾塔性能的評估
     
    近 K i: et r 等對塔板 、 散堆填料和 規整填料作了科學的比較 a1[ , , 比較 了流動參數 F P 在不 同范圍時的情況 。 流動參數用下式表示 :流動參數的物理意 義是液相與氣相動能之 比的根號 ,  常用 來作為液量或壓力影響的參數 。當 F P <0 .       03  時 ,  是處 于 真 空 或低液量操作 ;  當 F P >  。.       3
     
    時 ,  是處于高壓或高液量操作 。
     
    iK s te r 等人對塔板、 散堆填料和 規整填料三 者比較均在佳設 計條件下進行實測 , 被 比較塔板的
     
    間距是 6 1 0 m m , 散堆填料 的名義尺寸為 s o m m 和 6 5m m , 規整填料的比表面積為 2 0 m 名 / m “ 。 對處理能力和分離效率的比較結果如下 :
    F P 為 0 .       0 2 ~  0 .      1 時• 塔板和 散堆填料具有相同的分離效率和 處理 能力 。
     
    規整填料分離效率高出前兩 者約 05  % 。• 當 F P 從 0 . 20 到 0 . 1 增長 時 , 規整填料與塔板和 散堆填料相 比 , 處理能力的越性 從高 出03 一 4 0 % 降到 相同程度 。
     
    當 F P  為 0 .       1 ~  0 .       3 時
     
    塔板和 散堆填料有相同效率和處理能力。
     
    規整填料處理能力與塔板和 散堆填料相同。
     
    當 F P 從 0 .      1 到 0 .      3 增長時 ,  規整填料與塔板和散堆相 比 ,  效率從高 出 05% 下降到高出 02 % 。
     
    當 F P 為 0 .        3一 0 .        5 時
     
    塔板 、 散堆填料、 規整填料的效率和 處理能力均隨 F P 值增加而降低 。
     
    規整填料處理能力和效率下降速度快 ,  而散堆填料則緩慢 。
     
    F P 為 0 . 5 及壓力為絕壓 2 . 67 M P a 時 , 散堆填料的效率和 處理能力高 , 而規整填料則 低 。
     
    上 述情況的 產 生 , 是 由于填料塔在加 壓蒸餾下 , 容易 產生返混現象。 加 壓下操作溫度要升高 , 使液相粘度減小 , 液體擴散性能 。 相反 , 氣相粘度隨溫 度升高而 , 其擴散性能減弱 , 所以 加壓下往往氣相是傳質的控制因素。 烴類物系在加壓蒸餾溫度下 , 其表面 張力很小 。 加壓下 , 高密度氣相容 易分散到表面張力小的液相中。 壓力越高 , 氣相分散到液相中的量越大 , 且分散的氣泡越小 , 充了氣的液相密度要下降 , 一定質量的液體 , 其體積則越大 。對填料塔 而言 , 高的氣液相密度 比 , 高的氣液相粘度 比 , 都會使氣液相軸向返混加劇 。 高液量下 , 填料對液體 的自分布性能減弱 , 液體易產生偏流、 溝流等不均勻 流動 , 這些都會導致塔效率降低 , 并會使填料層的持液量加大 , 空隙率降低 , 其結果是壓降 , 處理能力受到制約。 填料塔用于加壓燕餾時要特別慎重 。 國內外有很多成功的實例 , 但也有失敗的例子。 這方面有待進一步探索 。
     
     
     
    4 規整填料塔在國內的工業應用實例
     
    4 .1 汽油分餾塔的技術改造
     
    烯裝置汽 油分餾塔是裂解氣進入分 離工段的一個塔 , 是 乙烯的咽喉部位。 我國引進的五套3 0 萬噸/ 年 乙烯裝置 , 該塔都是卡脖子設備 . 用新型高效填料替換原有塔盤 , 可提高處理能力和減小壓降 , 獲得下列 操作上的點: ①在相同的裂解爐操作壓力下 , 可提高裂解氣壓縮機的吸入壓力 , 從而 可 降低 一 段 壓縮 機 的 壓縮 比 ,  通 常 可節 能1 0 % 以 上。    ②在相同的稀釋蒸汽與烴的比率下 ,  降低裂解壓力 可增加 乙烯收率。 ③在相 同的烴分壓下 , 降低裂解壓力 , 通?晒澥 5 % 稀釋蒸汽。
     
    我國的五套 03 萬噸 / 年乙烯裝置 , 北京燕 山、南京揚子、 山東齊魯、 上海金山四套裝置是從美 國 fu m m u s 公司引進 , 東北大慶是從美國 S 一 W 公司引進。 除上 海金 山外 , 其它四套的汽油分餾塔都 由天津大學參與過全部或部分改造 。 改造后增加了 乙烯生產能力 , 經濟效益十分顯著。
     
    以燕 山為例 , 該塔塔徑 6 . s m 上段原有 61 塊浮閥塔板 , 下段有 7 塊折流板。 上段 16 塊板改為二層填料 , 上層 3. 4 m 高 2 5 o y 型板波紋填料 , 下層 2. s m 高 1 52 Y 型 板波紋填料 . 下層是泵熱量回收段 , 兩個填料床層上方均有三級管槽式液體分布器 。 另把上層折流板更換為大孔導向篩板 , 作為進入填料層 的氣體分布板。
     
    燕山汽油分餾塔經過技術改造后 , 乙烯生 產能力得 到了提高 , 回 收熱量可達 9 . 93 萬千 卡 / 噸 乙烯 。 全塔壓降從改造前 0 . 1 5 K g / e m , 降至 o • 0 7 K g /c m Z  左右 ,   一段 壓縮機功率消耗 下降 ,  每噸 乙烯可 節能 10 . 76 萬 K ca l 。 改造后綜合經濟效益每年達 2 3 8 5 萬元 [ 川 。
     
    4 .2    乙 苯 /苯乙烯精餾塔的技術改造乙苯 / 苯 乙烯的分離難度較大 ,  常壓下兩者沸點差 9 ℃ , 且屬熱敏性物料 。 一般采用真空精餾 , 需要近 07 塊理論板數。 采用板式塔 , 則需兩塔串聯操作 , 為避免塔阻力 過大 , 塔釜溫度過高 , 兩個塔頂部都 須單獨抽真 空 , 底部需要再 沸器 , 因 此 , 能耗很大 。 采用 規整填料 , 只需一個 塔即可 , 且高度不超過50 米 。 天津大學曾對岳 陽石 化總廠絳綸廠 、 上海高橋化工 廠 、 吉化 1 40 廠等十幾 座苯 乙烯塔進行過改造。
     
    上;ぱ芯吭涸鴮μm化 苯乙 烯塔進行過改造。
     
    以吉化 10 4 廠苯乙烯塔為例 , 該塔塔徑 3 . Z m , 原先為導向篩板 , 后廠方改為金屬矩鞍環填料塔 , 苯乙 烯年生 產能力為 2 . 5 萬 t , 塔頂蒸 出乙苯中含苯乙烯量高達 5 % 以上 。 1 9 92 年天津大學協助進行了改造 , 采用 25 o y 型板波紋填料及部分 21 5 Y 型板波紋填料和 B X 型絲網波紋填料 , 改造后苯 乙烯產量提高到 6 萬 t/ 年 , 塔頂苯 乙烯含量為 0 . 5 % ~
     
     
    l % ,   塔底 苯 乙 烯純 度在 9 9 .      8 % 以 上 ,  全塔壓 降5 5m m H g  柱 ,  塔釜 溫度從 1 0 4 ℃ 降到 8 3 C, , 并由于填料塔持液量小 , 物料停 留 時間短 , 使物系聚 合度大大 降低 , 該廠 獲年經濟效益 1 2 0 0 萬元 。 常州化工廠年產 3 0 0 0 噸苯 乙烯 規模的苯 乙烯塔 , 原為浮閥塔 , 后 改造為 2 05 Y 型 板波紋填料塔 , 產量提高一倍 , 每 噸苯 乙烯 消耗 由 1. 1 8t 降 到 1 . 1 t3 , 年節 電61 . 2 萬度 , 節水 8 0t , 節蒸汽 1 . 8 萬噸 , 還因減少生產過程中副產焦油所帶苯乙烯 1 . 5 % , 全年可降耗苯 乙烯 9 t0  ,  年經濟效益達 人 民幣 2 03 .       95  萬 元 ,   39天即 可回收全部改造投資哪〕 。
     
    4. 3 潤滑油型減壓塔改造
     
    山東濟南煉油廠塔徑 4 . 2 米潤滑油型減壓塔 , 基本上是散堆填料型減壓塔 , 但難度大的減三 / 減 四線之間分餾段仍采用四 層網孔塔板 . 1 9 90 年天津大學、 石化北京設計院和 濟南煉油廠對該網孔塔板進行改造 , 采用天津大學填料塔新技術公司的產 品碳鋼滲鋁板波紋填料及新型液體分布器。 改造后該塔 已成為一座全填料型減壓塔 , 原油處理能力 由每年 1 02 萬噸提高到 1 53 萬噸 , 濕法達到 1 42 萬 噸。 減 四 線 壓 降 由 7 m m H g 柱 降 到3. s m m H g  柱 ,  減 四 線油質量 改善 ,  餾 程范 圍降至08 ℃ 以下 , 殘炭和色度都有改善。 減三 、 減四線油的重 疊 度降 至 73 ℃ 以 下。 常 減 壓 總 拔 出率增加 2 . 82 % 。 改造投資 49 . 9 萬元人 民幣 , 年凈增效益07 萬元。 投資回收期為 26 天.1[ 〕 。 此后 , 安慶石化總廠煉油廠、 撫順石油三廠、 新疆克拉瑪依煉油廠等也與天津大學合作對這些廠 的減壓塔進行 了改造 , 均取得了明顯的經濟效益 . 安慶煉油廠燃料型減壓塔的塔徑 6 . 4 米 , 改造后拔出 率增加 2 . 38 % , 年經濟效益可達人 民幣 2 0 0 0 萬元 以上 , 由于原料和開工不足 , 實際效益 1 0 0 0 多萬元。
     
    .4 4 催裂化吸 收穩定系統的技術改造
     
    催裂化是煉油廠重要的原油二次加工過程 . 催裂化吸收穩定系統目前普遍存在五個間題 : ①吸收效果不好 , 干氣不干 , 干氣中含有大量 C : 以 上成分 , 造成液化氣大量損失。 ②液化氣中 C 。 含量較高 , 不但使汽油收率下降 , 而且影響后部氣分裝置運行 。 ③汽油中 C ` 含量較高 , 當氣溫較高時 , C . 揮發造成損失 , 且蒸汽壓偏高 , 質量不合格 . ④再吸收塔液泛沖塔 , 造成干氣帶液 。 ⑤解吸塔過解吸 , 導致吸收塔和解吸塔之間的大量 C 。 、  C ;  組分循 環 , 了過程的能耗。
     
    1 9 8 7 年 以來 , 天津大學陸續對安慶石化總廠煉油廠、 九江煉油廠、 石家莊煉油廠等的吸收穩定裝置四個塔進行改造 , 提高了分離效果和處理量。
    如安慶石化總廠煉油廠 , 通過把穩定 塔 一 F 半段更換為規整填料 , 使該塔處 理量由 8 5 t/ h 提 高到
    1 32  噸 / 時 。   黑龍江石 化廠吸收穩定系統三個塔 ( 無
     
    再吸收 塔) 全部改造成規整填料塔 , 使處理量 由每年 15 萬噸提高到 52 萬噸 , 分 離精度也得到提 高 , 丙烯吸收率由改 造前的 95 % 提高到 89 % 。 九江 煉
     
    油廠吸收穩 定 四 個塔全部改為規整填料塔 , 旨在 回收干氣中的 C 3 、 C ; 以及 使汽油深 度穩定 。 改造后 ,
     
    于氣中 C 3 以上含量 由原來的 01 % ( V ) 左右下降到 2 % ( V ) 左 右 , 汽油 中 C ; 含 量 由原來的 5 % ( m ) 下
     
    降到 1 % ( m ) 左 右。 該裝置改造投 資 3 02 萬元。 以干氣 中多 回收 的液化氣計 , 每年 凈增 效益 1 2 7 。
     
    萬元 。 1 9 9 2 年石家莊煉油廠吸收穩定系統采用高效規整填料 進行 了改 造 , 使催 化加工 量 由每年 90 萬 噸提高 到 1 10 萬噸 。 改造后吸收效果大為改進 , 干氣中 C 3 以 上含 量從改造前的 1 0 . 34 9 % ( V ) 下降到 .2 6 8 9 % ( V ) 。 以 由干氣中多 回收的液化氣計 , 年凈增經濟效益就達 2 0 9 3 . 31 萬元 「川 。
     
    .4  5    季戊 四醇脫醛塔和脫醉塔新技術
     
    季戊四醇是 由甲醛和乙 醛縮合反應而生成。 為過量未反應的甲醛 , 過去采 用高溫酪化 法 , 此法 不但浪費 大量 甲醛和 堿 , 且后處理復雜 , 產 品 質量也受影 響 ` 1 9 8 4 年湖南衡 陽三 化工 廠與天津大學合作采 用新工藝 , 在生產流程中增加了脫醛和回收 甲醇的精餾塔 。 該兩塔均采 用 B X 型 絲網型波紋 填料 。 國 內同類裝置板式脫醛塔高度為 28 m 舊本廣榮公司同類塔高為 1 9 . Z m , 而該廠的脫醛塔12  m  高 ,  全 塔壓 降為同類板式塔裝置的 /1 8 。 同樣 1. l m 塔 徑 , 生 產能力 比 同類板式塔高出 73 腸。脫 醇 塔塔徑 。. g m , 采 用 高 效規整填料 后 , 全塔15 m  就 達到工藝 要求 ,  而同類板式塔裝置 ,  高度一般 需 4 o m 。   脫醇 塔由于塔壓降減小 ,  塔釜溫度降低到 9 6 ℃ , 可直接利用脫醇塔頂 1 0] ℃ 含 甲醇的稀甲醛物料蒸氣作為脫醇塔再沸器加熱源 ,. 實現了雙效蒸餾 , 節能顯 著。脫醇塔塔底得到的稀甲醛溶液可回到原料中參 加 縮合反應 , 塔頂 回收的濃 甲醇再反應生成 甲醛 ,  仍可作為縮合反應的原料。
     
    采用低溫脫醛工藝后 , 甲醛單耗從 4 .       0 5 t 八降
     
    3 .       s t 八 ,  蒸汽 單耗從 24 t / t  降到 1 3 .       s t / t ,  并增產
     
    64 •    5 % 。   平均年經濟效益 3 26  萬元 ,  整個改造投資
     
    1 7 。 萬 元 ,  半年即可回收投資〔l8]。
     
    4.  6    丁辛醇分批蒸餾塔改造
     
    魯石化公司二化肥廠丁 辛醇分批蒸餾塔 ,原為 引進英國 D av  y  公 司裝置 ,  塔徑 2 .       6 米 ,  共有3塊浮閥塔板。 由于該塔是一個多用 途塔 , 要求在不同進料狀況 下 , 都能達到各 自的分離要求。 操作條件變化幅度很大 ,  如回 流量變化為4 一 64 m 3 h/  。
     
    要求盡量減少物料在塔 內持液量 , 以提高回收率及產品的切割清晰度。 該塔 1 9 8 7 年投產后 , 始終不能達 到設計要求。 1 9 8 9 年該廠與天津大學合作 , 將該塔改造為 規整填料塔 , 采用 2 50 Y 型板波紋填料和
     
    B X 型 金屬 絲 網波紋填料兩者結合床層 , 特殊設 計了高彈性液體分布裝置 。 改造后完全滿足分批蒸餾多用途塔的要求 。 對辛醇重組分的蒸餾: 辛醇純度
     
    由 9 0 % 一 9 5 % 提高到 9 9.       4 % 一 9 9.       7 % ; 加熱蒸汽( 1 3 K g / e m Z ) 由每小時 g t  降到 5.       3 t ; 操作周期從 4 8小時降到 32 小 時。 對辛醇輕組分的蒸餾 : 辛醇回收純度達 59 % 以上 ; 原來不 能回收的正丁醇 、 辛烯醛可 以 回收了 , 其純度可分別 達到 69 % 和 09 % 以上 ;加熱蒸汽由每小時 9t 降到 t6 ; 操作周 期從 84 小 時降至 2 4 小時〔` 8〕 。
    后 , 大慶石化總廠 的丁辛 醇塔也請天津大學合 作進行 了 改造 , 取得相 同 效果 , 年節資增效達2 9 3 .      4 5 萬 元。
     
    .4 7 規整填料在異丙醇脫水裝置上的應用異丙醇脫水是錦西煉油廠異丙醇一步法合成甲基異丁基酮工藝中的配套裝置。 脫水工藝采用精餾技術 。 塔徑 0 . 4 m 的異丙醇精餾塔和 塔徑 0. 5 m 的 乙 二醇干燥塔采用 天津大學填料塔新技術公司的 C Y 型絲網波紋填料及新型塔內件。試 車考核表明 ,  完全達到 設計要求 ,  各項指標

    由表2看出 , 脫水異丙醇純度達 ” . 7 % , 越于碳四異丙醇脫水工藝。 干燥后的溶劑乙 二醇含水量 0 . 2 腸 , 完 全滿足異 丙醇塔對 乙二醉含水量的要求。 該裝置取得年經濟效益 2 0 萬元〔` 幻 。
     
    4 .      8甲醛吸收塔改造
     
    天津石化公司化工二廠 甲醛吸收裝置 , 一 塔塔徑 1.       s m 、 高 1 2 .       i s m , 二塔塔徑 1.       7 m 、  高 1 0 .      7 2 m ,原先均為篩板塔 , 后與天津大學合作 , 將兩塔改造為規整填料塔 。 表 3 列出改造前后情況。

    按當時價格計算 , 投入改造資金 18 萬元 , 取得年經濟效益 18 1 . 34 萬元 , 投資回收期一 個月左右 L` 8」。
     
    4. , 維生素 E 精制裝置
     
    維生素 E 是一種熱敏性物料 , 按美 國藥典 X X 版規定 , 產品維生素 E 含量應在 96 % 以上。 以往采用高真空下 分子蒸餾法進行產品精制 , 但分子蒸餾目前 只適宜于實驗室規;蛐∨可a 。 隨著高效、 低壓 降填料開發 , 維生素 E 產品 完全可以在填料塔中以普通真空精餾形式進行精 制。
     
    北京二制藥廠 從瑞士 S lu ez r 公司引進了精餾裝置和 技術 。 精餾裝置 中初餾塔和精餾塔是主要設備 。 該兩塔塔徑相同 , 均為 0 . 53 m , 內裝低壓 降的
    B X 型 絲網波紋填料 , 每塔分兩段填裝。 采用 降膜式加熱釜 , 可縮短物料在釜 中停留 時間 , 并可避免由于 靜液柱而引起的沸點( 升高 。 塔頂操7作壓力控制
     
    . ( 00   3在。 s m b a  r 。 兩個塔底泵也是生產 中關鍵設3備 , 其工作條件(惡劣。 處于 高溫高真空7下操作。 機械密封 必須可靠 , 密( 封部位應處于 氮氣氣70 氛下 ,  即使存在微量漏 ,  漏入( 系統的也將0是3 氮氣0 20[ 〕0。
     
    4 .       1 0    規整填料在空氣分離裝置中的應用 填料塔應用 的一個嶄新領域是空氣分離裝置 . 由于現代鋼鐵、 氮肥 、 化工、 火箭等技術的發展 , 氧、氮及稀有氣體的使用迅速增 加。 目前德國 Li n de 公司 、 美 國 rP ax ia r 公 司 、 美 國 空氣制 品及 化學品 公司 ( A P c D 、  英國氧氣公司 ( B O C ) 、 法國空氣液化公司 等 , 均 已開始把規整填料塔應用于空分裝置的主精 餾塔和 氫塔中 , 一般可節能 8 % 左右2[o 〕 .
     
    津大學填料塔新技術公司 已與開封 空分設備廠 合作 , 把鋁質規整填料用于空分裝置的主精餾塔 , 該空分裝置于 91 59 年 01 月在福建三明鋼鐵廠一次開車成功 , 各 項指標均達到設計指標 , 壓力降小于原板式塔的十分之一 。 目前天津大學填料塔新技術公司已 與開封空分設備廠簽訂了進一步合作的協議 , 將規整填料塔技術用于氮塔 中, 以省去加氫除氧系 統 , 這 對我國空分裝置將是一次重大革新。
     
    際上填料塔在石油煉制 、 石油化工 、 氣處理、 化肥、 化工 、 制藥、 香料、 食品 、 同位素、 等領域已得到廣泛應用 , 天津大學推廣應用的 已有1 7 0 0 多座 , 涉及物系上百種 , 都取得明顯的經濟效益。 為此 , 計委 已把化學工程聯合重點實驗室蒸餾分實驗室以及蒸餾工程研究中心設置在天津大學 , 科委也把級化工填料塔及內件技術研究推廣中心設置在天津大學。
     
     
    5 結束語
     
    蒸餾和吸收技術有為廣闊的市場 , 它們 目前是并將繼續是重要的工業分離方法 , 特別是填料塔在增產、  節能、  降耗 、 提高產 量方面具有很大勢 , 隨著塔器 大型化 , 要開發研制 新型填料及新型塔內件 , 尤其要加 強氣體和 液體分布裝置的研究。目前填料塔的造價一般高于板式塔 , 因此對填料塔的理論研究要不斷深人 , 避免設取過大的系數。 要 研究新材質及表面處理 ,  以提高效率 ,降低 造價。   要進一步探索填料塔用于 高壓 精餾場,使其應用范圍越來越廣闊。
     
     
     
     

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