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从设计到开停车操作,如何搞清板式塔与填料塔有哪些不同!

2018年09月09日 热度:873 ℃

板式塔精馏原理

填料塔精馏原理

搞不清的板式塔与填料塔的区别!

项目

板式塔

填料塔

生产能力

塔板的开孔率一般占塔截面积的7%~13%;单位塔截面积上的生产能力低

塔内件的开孔率通常在50%以上,而填料层的孔隙率则超过90%,一般液泛点较高,单位塔截面积上的生产能力高

分离效率

一般情况下,常用板式塔每米理论级最多不超过2级。在减压、常压和低压下,效率明显不及填料塔,在高压操作下,板式塔的分离效率优于填料塔

一般情况下,工业上常用填料塔每米理论级为2~8级。在减压、常压和低压下(压力小于0.3 MPa),填料塔的分离效率明显优于板式塔,在高压下,板式塔的分离效率优于填料塔

塔压降

一般情况下,板式塔的每个理论级压降约为0.4~1.1kPa,板式塔的压降高于填料塔5倍左右

填料塔优于孔隙率高,每个理论级压降约为0.01~0.3kPa,远远小于板式塔。通常,压降低不仅能降低操作费用,节约能耗,对于精馏过程,可使塔釜温度降低,有利于热敏性物料的分离

操作弹性

板式塔因受到塔板液泛和液漏的限制而又一定的操作弹性,但设计良好的板式塔其操作弹性比填料塔大得多

填料塔的操作弹性取决于填料的润湿性能和塔内件的设计,当液相负荷较小时,即便液体分布器的设计很合理,也难以确保填料表面得到充分润湿,故填料塔的操作弹性比板式塔小

持液量

约为塔体积的8%~12%

约为塔体积的1%~6%

液气比

液气比适应范围相对较宽。小液气比时因可能造成填料润湿不良,故多采用板式塔

液气比适应范围相对较窄,大液气比时因为填料塔汽液通过能力高而多采用填料塔

材质要求

一般用金属材料制作

可用非金属耐腐蚀材料制作

结构与制造

结构比填料塔复杂,制造相对不便

结构比板式塔简单,制造相对容易

安装、维修与清洗

较方便

较不便

造价

直径大于800mm时一般比填料塔造价低

直径小于800mm时一般比板式塔造价低

塔重

较轻

较重

板式塔与填料塔的操作、调节是哪样?

板式塔与填料塔正常的操作、调节应该是一样,但是填料塔应当注意以下几点:

  • 填料塔操作范围较小,特别是对于液体负荷的变化更为敏感。液体负荷较小时,填料表面不能很好的润湿,使传质效果急剧下降,反之,容易发生液泛。

  • 填料塔不宜与处理易聚合或含有固体悬浮物的物料。

  • 对于容易起泡物系,填料塔更适合,因为对泡沫有限制和破碎作用。

  • 热敏性物系易采用填料塔,由于持液量比板式塔少,物料在塔内停留时间短。

  • 填料塔更适合负压塔操作,压降比板式塔小,能耗损耗少。

  • 从设备安装及检修方面来说,填料比塔板成本高,安装周期短,检修不如塔板方便。而且安装比塔板要求高。尤其是分布器的水平度,可以说一个填料塔是否能够成功开车很大程度上取决于其分布器的设计和安装好坏。

  • 精馏塔原始开车操作技术

    检查

    按安装工艺流程图逐一进行核对检查。

    吹除和清除

    在新建或大修后的塔系统所属设备和管道内,往往存在有安装过程中的灰尘、焊条铁屑等杂物。为了避免这些杂物在开车时堵塞管路或卡坏阀门,必须用压缩空气进行吹除或清扫。

    吹除前应按气液流程,依次拆开与设备、阀门连接的法兰,吹除物由此排放。吹洗时用高速压缩空气分段吹尽并用木锤轻击外壁。每吹尽一段,立即装好法兰。吹洗流程应该是从设备的高处往低处吹。

    系统水压试验和气密性试验

    为了检查设备焊缝的致密性和机械强度,在使用前要进行水压试验。水压试验一般按设计图纸上的要求进行。水压试验要用常温下的清水,并要从设备的最低点注入,使设备内的气体由上面放尽。

    为了保证开车时气体不从法兰及焊缝处泄露出来,使塔操作连续稳定,必须进行系统气密性试验。试验方法是用压缩机向系统内送入空气,并逐渐将压力提高到操作压力的1.05倍。

    然后对所有设备、管线上的焊缝和法兰逐个涂抹肥皂水进行查漏。发现漏处,做好标记或记录,泄压后进行处理。如无泄漏,保压30min,压力不降为合格,最后将气体放空

    单机试车和联动试车

    单机试车是为了确认转动和待转动设备(如空压机和离心泵等)是否好用,是否负荷有关技术规范。单机试车是在不带物料和无负载的情况下进行的。首先断开联轴节,单独开动电动机,运转48h,观察电机是否发热,震动,有无杂音,转动方向是否正确等。

    联动试车是用水或生产物料类似的其他物料,代替生产物料所进行的一种模拟生产状态的试车。目的是为了检验生产装置连续通过物料的能力。联动试车时给水加热,观察仪表是否准确地指示所通过的流量、温度和压力等数据,以及设备的运转是否正常等情况。

    系统的置换

    在工业生产中,被分离的物质绝大部分为有机物,它们具有易燃、易爆的性质,在设备投产前,如果不驱出设备内的空气,就很容易与有机物形成爆炸混合物。因此在向系统送入混合物前,应先用惰性气体(氮气)将其中的空气置换,使置换气中含氧量不大于0.5%。

    系统开车

    系统置换合格后,即可进行系统开车。

    精馏塔原始开车操作视频


    精馏塔正常开、停车操作技术

    正常开车

    系统装置置换合格后,即可进行生产的正常开车。精馏操作的正常开车分为短期停车后开车和长期停车后开车。

    a.短期停车后的开车

    检查原料库存情况,选定加料量,向塔釜加料。当看见液面后,缓慢升温,在此过程中,随着塔压的升高,塔内的惰性气体逐渐被排出,此时冷凝液应相应逐渐加大,并进行全回流操作。

    当塔釜液面控制在1/2~2/3时,即可开始加料,当塔随升温过程已转为正常后,停止加料,让塔内自身循环,待回流液分析合格后,开始采出产品,并继续投料生产。

    在自身循环过程,是全回流操作,当达到连续加料,并连续采出时,即为开车成功。

    在空塔投料刚升温时,升温速度要缓慢,因为这时没有液体回流,塔板上还没有进行气液接触和物质交换,因而气体上升速度比正常操作速度快。

    随着温度的升高,塔顶蒸出的气体被冷凝后,回流到塔顶并沿塔板流下,在塔板上逐渐形成液体层,塔内便将进行传质和传热过程。如不按此操作,难挥发组分就会被带到塔顶,生产出的产品就会不合格。

    b.长期停车后的开车

    长期停车后的开车,一般是指检修后的开车。首先检查各设备、管道、阀门、各取样点、电气及仪表等是否完好正常;然后对系统进行吹净、清洗、强度和气密性试验,以及对系统置换,一切正常合格后,按短期停车后的开车操作步骤进行。

    停车

    在化工生产中停车方法与停车前的状态有关,一般有以下三种方式:

    a.正常停车

    生产进行一段时间后,设备需要进行检查或检修而有计划的停车称为正常停车。这种停车是逐渐减少物料的加入,直到完全停止加入。

    待物料蒸完后,停止供气加热、降温并卸掉系统压力,然后停止供水,将系统中的溶液排放(排到溶液贮槽)干净。

    打开系统放空阀,并对系统进行清洗。若原料气中含有易燃、易爆气体,要用惰性气体对系统进行置换。

     停车后,对于某些需要进行检修的设备,必须要用盲板切断设备上的物料管线,以避免可燃物漏出而造成事故。

     b.紧急停车

    生产中一些想象不到的特殊情况下的停车称为紧急停车。如某些设备损坏,某部分电气设备的电源发生故障,某一个或多个仪表失灵等,都会造成生产装置的紧急停车。

    发生紧急停车时,首先停止加料,调节塔釜加热蒸汽和凝液采出量,使设备处于待生产的状态,此时,应积极抢修,排除故障,待停车原因消除后,应按开车的程序恢复生产。

    c.全面紧急停车

    当生产过程中突然发生停电、停水、停气或发生重大事故时,则要全面紧急停车。

     为了防止全面紧急停车,一般的化工厂均有备用电源,当第一电源断电时,第二电源应立即送电。

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