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    新型規整填料及塔內件在潤滑油減壓塔中的應用
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    新型規整填料及塔內件在潤滑油減壓塔中的應用

    2019-08-13      閱讀:
    列舉了常減壓蒸餾裝置潤滑油型減壓塔的實際操作、標定及原始設計等方面的詳實數據,并通過工業時間進行了較為系統、科學地對比分析和次研究。同時,重點介紹了新型規整填料塔內件在大型潤滑油減壓塔中的實際應用。

    1總體結構
    常減壓蒸餾裝置減壓塔塔體切線高約65 m,分為頂段、減二線分餾段、減一中段、減三線分餾段、減四線分餾段、減二中段、減五線分餾段、洗滌段、進料汽化段及塔底汽提段。塔徑由上至下分為叫8開、輛8開和巾8400一 段。汽提段塔徑為8開。

    2規整填料的化設計
    潤滑油型減壓塔的設計要符合其高真空、低爐溫、淺顏色、窄餾分的特點,因此要嚴格按工藝模擬數據進行詳細流體力學核算。先選擇合適的填料型號,使填料床層通量、壓降適中,且全塔負荷分布均勻,消除瓶頸;然后按計算理論板數確定各段床層高度,確保分離效率0為地滿足工藝要求,該塔一共采用了4種類型的規整填料,即:單向斜波填料Mel-lapak、雙向斜波填料zupak(天久公司技術)、雙向曲波填料Chaopak和格柵填料Zugrid(專有技術)。
     
    2 • 1取熱段
    考慮要確保減二線的產量,操作的穩定性,適當增加了頂段的理論板數,采用大比表面積的250Y填料與125Y填料組成符合床層,床層高度22m mm 
    2 • 2分餾段
    分餾段通常選用通量、壓降適中、效率較高的250Y填料,床層高度一般為18傭、28 mmo該塔各分餾段依據不同的氣液負荷,分別采用了三種類型的250Y填料。減二、四線分餾段負荷減小,采用常規的單向斜波填料Mellapak 250Y,床層高度26開mm;減三線分餾段負荷略大,采用雙向斜波填料zu一pak 250Y,床層高度2600 mm;減五線分餾段負荷大,采用雙向曲波填料Chaopak 250Y,床層高度28 mmo
     
    2.3洗滌段
    洗滌段(減六線分流段)是潤滑油型減壓塔的關鍵部位,該段溫度較高,油品較重,且液體噴淋密度又很小,若設計不當,將直接影響減五、減四線產量,嚴重時還可能造成該段填料床層結焦、堵塞。工藝模擬計算顯示,要確保減五、減四線產品的餾分寬度不大于90 ℃、80 ℃,洗滌段的理論板數應在4、6之間?紤]到該段填料床層下端液體噴淋密度較。s0• 6 m3/m2h),為減少填料床層下端結焦、堵塞傾向,采用雙向斜波填料zupak 250Y(2 (m)和zupak 125Y(600 [灬)組成復合填料床層

    2 • 4格柵填料
    填料Zugnd 64x用于新型雙切向環流式進氣初始分布器下面的捕液吸能器,其捕集油滴、減緩氣體動能,下部液層受高速氣流直接沖擊而飛濺的效果非常明顯。
    2 • 5汽提段
    工藝模擬計算顯示,汽提段的氣相負荷沿塔高變化非常大,若采用塔盤,無法完全滿足近7:1的氣相負荷彈性。根據以往設計經驗,汽提段采用塔盤結構,減渣中500 ℃含量大約在7%左右;而采用規整填料后,可確保減渣中5開℃含量不大于5%。該汽提段采用雙向斜波填料zupak 125Y,床層高度3開0 mmo
    3塔內件的化設計
    3 • 1氣液分布器的化設計
    天久公司設計出潤滑油型減壓塔氣液分布器設計的化模型:塔頂取熱段采用兩級懸槽式液體分布器;中間取熱段選用兩懸槽式液體分布器或盤槽式氣液分布器;所有分餾段〈含洗滌段和汽提段)選槽盤式氣液分布器。
    3.1,1槽式液體分布器
    該減壓塔三個取熱段均采用了垂直布液板的兩懸槽式液體分布器。該分布器是一種具有先進水平的線分布型液體分布器,其大特點是水平度容易調整,而且不易受到填料層變化的影響。
    3.1.2槽盤式氣液分布器
    該減壓塔六個分餾段均采用了預變形槽盤式氣液分布器和槽盤式集油箱,預變形槽盤式氣液分布器是通過撓性預變形限位技術,在常溫下調整好槽盤式氣液分布器的水平度,以確保其在熱運行狀態下的水平度合乎要求。槽盤式氣液分布器具有如下良的綜合性能:低占位、多功能、抗堵塞、帶液停、升液位、高彈性、宜采處、適閃蒸、利傳熱、抗變形、盛漏液、耐擺動、混合良、水平恒、氣液勻、液均衡、壓降低、通量增、用途廣、投資省。其中突出的性能是抗堵塞、低占位和利傳熱  
    3.2進氣初始分布器的化設計
    20世紀90年代至今,雙切向環流式進氣初始分布器在國內減壓塔中得到了較廣泛地應用。經清華大學和天津大學化學工程研究所測試表明,其氣體分布的不均勻度小于0.40,液沫挾帶率小于0.6%,壓力降小于150 Pa,具有良的綜合性能。
    常規的雙切向環流式進氣初始分布器美中不足之處有三占.
    o)上部塔截面中心區氣流偏多,環塔壁區氣流偏少;
    (2) 軸向高速返轉氣流易將其下部液層沖擊卷起,產生嚴重的二次帶液現象;
    (3) 轉油線與塔體相貫線處壓力降較大。
    為此,許多公司研發出多種新型雙切向環流式進氣初始分布器,帶棱錐臺形導流器和捕液吸能器的雙切向環流式進氣初始分布器是其中之一。元寶形接管大大降低了該分布器的壓降;環形氣道中改進型導流板使軸向氣流更加均勻;多層棱錐臺形導流器進一步提高氣體分布的均勻度;由格柵zu d x 所組成的捕液吸能器,捕集了油氣混合物中大量的油滴,使其充分閃蒸,并部分吸收氣體的動能;Zugrid64X格柵的結構使液滴不容易濺起形成挾帶,保護了其下部的液層不再受高
    3 • 3其它內件的化設計
    3.3• 1高效防壁流圈
    規整填料塔現有的防壁流圈有三種基本形式:
    (1) 防壁流箍圈,箍在填料盤的外緣,適于小塔;
    (2) 包頭箍圈,適用于大中型塔的規整填料塊中靠近塔壁的填料塊的弧形端;
    (3) 防壁流帶,適用于大中型規整填料塔,塞放于填料外緣與內壁之間。
    該減壓塔除捕液吸能器段填料外,其它各段填料都設置高效防壁流圈,F有的防壁流圈(或帶)都存在著貼不緊、導不凈的共性問題。我們新研制的高效防壁流圈則從根本上解決了貼不緊、導不凈的問題[ 2〕。它適用于規整填料、格柵填料和散裝填料,是規整填料防壁流技術進步之一 
    3• 3.2穿流式柵梁
    大型塔的傳統鋼梁有工字鋼梁和桁架梁兩種。工字鋼梁剛度好,型鋼易得,但上下橫翅的存在容易形成渦流,加大了填料層下段氣體分布的端效應。桁架梁一般占位高度較高,桿件間焊縫較多,一旦個別焊縫出現問題將危及整個梁的剛度,且焊后易變形,、更換困難,不宜用于高溫狀太該減壓塔各段填料層的支承梁均采用穿流式柵梁;所有槽盤式氣液分布器的支承梁和槽式液體分布器的吊梁則都采用工字鋼梁。
    穿流式柵梁是桁架梁的變形,是由2、3塊平行立板與若干塊筋板焊制而成的云梯形鋼梁。半埋藏式柵梁則由3塊平行立板與筋板焊制而成,中間的立板較高,兩側的立板較低,填料支承柵板架在兩側立板上,中間主板半埋于填料層中,故稱之為半埋藏式柵梁。半埋藏式柵梁剛度大,占位高度低,不產生氣體渦流,一“牢"永宜。
    3,3• 3剛性限位器
    眾所周知,大型規整填料塔大多采用軸向壓緊螺柱來固定填料壓圈,但對于該減壓塔進料下端,其整體壓緊強度卻遠遠不夠。為高氣相負荷使填料凸起變形而影響傳熱(質)效果,采用了剛性限位器  
    剛性限位器是兩端帶連接板的鋼管,均布于填料壓圈的中心區內,其上接鋼梁下接填料壓圈,投資省、限位效果好
     
    4標定數據與設計值的比較
    4• 1操作條件
    表1實際操作、標定數據與設計值的對比
    新型規整填料及塔內件在潤滑油減壓塔中的應用
    新型規整填料及塔內件在潤滑油減壓塔中的應用
    新型規整填料及塔內件在潤滑油減壓塔中的應用
    新型規整填料及塔內件在潤滑油減壓塔中的應用
     
    4 • 2產量
    下面將1月9日、2月24日各側線產量實測數據與設計指標進行比較。
     
    5分析及結論
    2月24日標定數據顯示減三、減四線餾程寬度超出設計值,分析原因如下:考慮重催裝置對原料的要求(減渣中℃ 含量小于5%時操作難度較大),操作上大幅度降低了減壓爐出口溫度(368 ℃,低于設計值10 ℃以上),使減三、四線分餾段相對內回流大幅下降(耗能不足),影響了該填料床層的分離效果。將2月24日與1月9壓塔進料、全塔壓降、 二中取量進行對比,可以發現2月24日在減壓塔進料量增加7%的條件下,全塔壓降卻同比減少了9• 5%,減 二中的相對取熱量分別同比減少了10• 8%和16• 1%。而減 、減二線產品餾程寬度仍能合格,原因是頂循取熱比例一直遠大于設計值,填料床層實際內回流量可以滿足分離要求。
    由以上對比可以清楚地看出,在沒有按原油組成詳細化操作的前提下,減壓塔四個側線產品及塔底渣油,無論是物性數據還是餾程寬度,已全部達到或超過了設計指標要求,而且還有很大潛力。如操作上進一步化,則會達到同類潤滑油減壓塔的國內水平。
     
     
     
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