塔的操作原理及产品质量控制ppt课件

1、塔的操作原理及产质量量控制炼油二车间龙先煌2021.10.19主要内容一、气液传质设备概述二、板式塔的类型三、板式塔的构造四、板式塔的流膂力学性能五、板式塔的操作特性六、重整安装控制的主要产质量量七、液态烃C5的影响要素及控制方法八、苯含量的影响要素及控制方法一、气液传质设备概述作为气液传质的主要设备之一，板式塔在工业上得到了广泛的运用。正常任务时，塔内流体在重力作用下由上层塔板的降液管流到下层塔板的受液盘。气体由塔底进入，在塔顶底的压力差推进下，穿过受液盘的液体。因此，塔板是气液两相进展质量和热量传送的主要部件，气液在塔板上的逐级接触，导致两相的组成沿塔高呈阶梯式变化。如以下图示二、板式塔的

2、类型对于一块塔板，气液间的相对流向有两种类型： 错流式 液体沿程度方向横过塔板，气体那么沿与塔板垂直方向由下而上穿过板上的孔经过塔板，气液呈错流。筛板塔、浮阀塔及泡罩塔等的操作均属此类型。这种类型塔的构造特点是具有降液管。降液管提供了液体从一块塔板流至其下一块塔板的通道。 逆流式 气液皆沿与程度塔板相垂直的方向穿过板上的孔经过塔板。气体由下而上，液体由上而下，气液呈逆流。淋降筛板塔即属此类型。此类型塔板没有降液管。 这两种类型的塔，就全塔而言，气液皆呈逆流。两种类型的塔在操作时板上都有积液，气体穿过板上小孔后在液层内生成气泡。板上泡沫层便是气液接触传质的区域。板式塔的塔板类型一、泡罩塔泡罩塔是

3、Cellier于1813年提出的最早工业规模运用的板式塔型式 。二、筛板塔筛板塔约于1832年开场用于工业消费筛板塔的主要构造及功能：筛孔 提供气体上升的通道；2. 溢流堰 维持塔板上一定高度的液层，以保证在 塔板上气液两相有足够的接触面积；3. 降液管 作为液体从上层塔板流至下层塔板的通道。消费实际阐明：1、只需筛板塔设计合理，操作得当，筛板塔不仅可稳定操作，而且操作弹性可达23，能满足消费要求。 2、筛板塔比起泡罩塔，消费才干可增大10%15%，板效率约提高15%，单板压降可降低30%左右，造价可降低20%50%。 三、浮阀塔：浮阀塔是廿世纪五十年代初开发的一 种新塔型。 阀片上各部件的作

4、用：阀脚：浮阀有三条带钩的腿。将浮阀放进筛孔后，将其腿上的钩扳转，可防止操作时气速过大将浮阀吹脱。 定距片：浮阀边沿冲压出三块向下微弯的“脚。当筛孔气速降低浮阀降至塔板时，靠这三只“脚使阀片与塔板间坚持2.5mm左右的间隙；在浮阀再次升起时，浮阀不会被粘住，可平稳上升。 才干比较：浮阀塔的消费才干比泡罩塔约大20%40%，操作弹性可达49，板效率比泡罩塔约高15%，制造费用为泡罩塔的60%80%，为筛板塔的120%130%。 三种常用浮阀的主要尺寸 阀型主要尺寸F1型重阀V-4型T型筛孔直径，mm阀片直径，mm阀片厚度，mm最大开度，mm静止开度，mm阀片质量，g394828.52.53234

5、39481.58.52.525263950281.02.03032三种塔板的比较:1. 消费才干： 筛板 浮阀 泡罩；2. 压降： 泡罩 浮阀 筛板；3. 操作弹性： 浮阀 泡罩 筛板；4. 造价： 泡罩 浮阀 筛板；5. 板效率： 浮阀、筛板相当 泡罩。 四、其他类型塔板1. 舌形塔板与浮动舌形塔板2. 导向筛板气液传质设备逐级接触式微分接触式板式塔填料塔三、板式塔的构造1、板式塔的构造1塔板的构造筛孔降液管溢流堰剖面图降液管受液区溢流堰安定区开孔区俯视图开孔区有效传质区：塔板上布置有筛孔的区域，提供主要汽液传质区域。降液区：每根降液管所占用的塔板区域，液体自上一层塔板流至其下一层塔板的通道

6、。安定区 ：此区域不开孔是为了防止因这部位液层较厚而呵斥倾向性漏液，同时也防止气泡窜入降液管。边缘固定区：在塔板边缘有宽度为Wc的区域不开孔，这部分用于塔板固定。 2塔板类型a泡罩塔板b筛孔塔板c浮阀塔板d舌型塔板 e斜孔塔板 3塔板的比较 塔板性能比较 塔板类型 相对消费才干 相 对板效率 操作范围 压强 降 构造本钱 泡罩板 1.0 1.0 10100 高 复杂 1.0 筛板 1.21.4 1.1 35100 低 简单 0.40.5 浮阀板 1.21.3 1.11.2 10100 中 普通 0.70.8 舌型塔板 1.31.5 01.1 50100 低 最简单 0.50.6 斜孔板 1.5

7、1.8 1.1 30100 低 简单 0.5 各种塔板的优点及适用范围 优 点 缺 点 适用范围 塔板类型 泡罩板 较成熟，操 作范围宽 构造复杂，阻力大，消费才干低 某些要求弹性好 的特殊塔 浮阀板 效率高，操 作范围宽 采用不锈钢，浮阀易零落 分别要求高,负荷变化大;原油常压分馏塔 筛板 效率较高， 本钱低 安装要求程度,易堵,操作范围窄 分别要求高,塔板较多;化工中丙烯塔 舌型板 构造简单,消费才干大 操作范围窄，效率较低 分别要求较低的闪蒸塔 斜孔板 消费才干大,效率高 操作范围比浮阀塔和泡罩塔窄 分别要求高，消费才干大 1、塔板上气液两相的接触形状 两相接触面积为气泡外表 1鼓泡接触

8、形状四、板式塔的流膂力学性能2泡沫接触形状 传质外表面积很大的液膜 3放射接触形状 两相传质面积是液滴的外外表 2、气体经过塔板的压降塔板压降干板压降液层阻力压降增大接触时间板效率板数设备费塔釜温度能耗操作费 保证较高效率的前提下，力求减小塔板压降，以降低能耗和改善塔的操作。抑制板上泡沫层的静压构成气液界面的能量耗费经过液层的摩擦阻力损失3、塔板上的液面落差液面落差：塔板进、出口侧的清液高度差液面落差气流的不均匀分布严重漏液板效率下降与塔板构造、塔径、流量有关。液面落差h：1、塔板上的异常操作景象1漏液漏液两相在塔板上的接触时间板效率控制：漏液量不大于液体流量的10%。漏液气速：漏液量到达10

9、%的气体速度。板式塔操作的气速下限缘由：气速太小、板面上液面落差引起的气流分布不均匀安定区五、板式塔的操作特性2液沫夹带影响要素空塔气速：空塔气速减小，液沫夹带量减小塔板间距：板间距增大，液沫夹带量减小景象：液滴随气体进入上层塔板。后果：过量液沫夹带，呵斥液相在板间的返混，板效率下降控制：液沫夹带量eV0.1kg(液)/kg(气)。3液泛液泛夹带液泛降液管液泛缘由：气液两相流速过大影响要素：流量、塔板构造板间距大液泛速度高2、塔板的负荷性能图V雾沫夹带线气体流量上限线线1 液泛线线2 液相负荷上限线线3 漏液线气体流量下限线，线4 液相负荷下限线线5 1负荷性能图中各线的意义 1，2，3，4，

10、5五条线所包围的区域，既是一定物系在一定的构造尺寸塔板上正常操作区。 操作弹性: 两极限的气体流量之比 操作点位于操作区内的适中位置,可获得稳定良好的操作效果 同一层塔板，操作情况不同，控制负荷上下限的要素也不同 物系一定时，负荷性能图中各线的相对位置随塔板尺寸而变例：加大板间距或增大塔径可使液泛线上移， 添加降液管截面积可使液相上限线右移， 减少塔板开孔率可使漏液线下移。 消费上对塔器的要求消费上对塔器在工艺上及构造上提出的要求有以下几方面： 1 分别效率高-到达一定分别程度所需塔的高度低。 2 消费才干大-单位塔截面积处置量大。3 操作弹性flexibility大-对一定的塔器，操作时气液

11、流量亦称气液负荷的变化会影响分别效率。假设分别效率最高时的气液负荷作为最正确负荷点，可把分别效率比最高效率下降15%的最大负荷与最小负荷之比称为操作弹性。工程上常用的是液、气负荷比, 作为气相与液相的操作弹性。操作弹性大的塔必然顺应性强，易于稳定操作。 4 气体阻力小-气体阻力小可使气体保送的功率耗费小。对真空精馏来说，降低塔器对气流的阻力可减小塔顶，底间的压差，降低塔的操作压强，从而可降低塔底溶液泡点，降低对塔釜加热剂的要求，还可防止塔底物料的分解。 5 构造简单，设备取材面广-便于加工制造与维修，价钱低廉，运用面广。 1、精馏塔的控制目的六、重整安装控制的主要产质量量操作目的：经过反复的部

12、分汽化与部分冷凝，将混合液中沸点不同的各组分分别成产品。操作代价：耗费能量，塔底需求加热使塔底液部分汽化；塔底需求冷却使塔顶组分冷凝；1、精馏塔的控制目的质量目的对于仅有塔顶、塔底出料的简单精馏塔，其质量目的可用塔顶与塔底料中关键组分的纯度来表示。产品产量和能量耗费在保证产质量量的前提下，尽能够提高产品的产品并设法降低安装的能耗。精馏塔产品纯度、产品回收率和能耗之间的相互关系产品回收率：进料中每单位产品组分所能得到的可售产品的数量；能耗目的：用单位进料的塔底上升蒸气量V/F来表示；定性规律：假设能耗目的一定，产品纯度越高，其回收率越低；假设产品纯度一定，在一定范围内能耗目的越高，其回收率越高。

13、2、重整控制的主要产品目的-液态烃C5含量2、重整控制的主要产品目的-苯含量1、操作原那么三大平衡七、液态烃C5影响要素及控制方法温度：温度是系统热平衡和物料平衡的关键要素，要想坚持系统的平稳操作，就要严厉控制好各点的温度。液面：液面是系统物料平衡的集中表达，塔底液面的高低将不同程度的影响产质量量，收率及平稳操作，液面过高将会呵斥携带甚至冲塔景象，液面过低易呵斥串压，损坏设备。所以平衡好塔液位尤其重要，它是系统稳定操作的根底。压力：压力控制的平稳与否直接影响产质量量、系统的热平衡和物料平衡，甚至影响到安装的平安消费。在对塔压力进展调理时要进展全面分析，尽力找出影响塔压的主要要素，进展准确而合理

14、的调整使操作平稳下来。在进展压力调理时要缓慢，不要过猛，不要随意改动给定值，防止大幅度动摇呵斥冲塔事故。稳定塔是催化重整安装中的一个关键设备，它是一个有40层塔板的精馏塔，它的主要作用是来调理稳定汽油的饱和蒸汽压和液化汽中C5的含量，而对于这两个产质量量的控制，我们主要是经过调理稳定塔的底温暖顶温来控制的，稳定塔压力虽然影响产质量量，但是不作为调理调理手段。 2、调整方法温度是调理产质量量、系统热量平衡的关键要素，要想坚持系统的平稳操作，就要严厉控制好各点的温度。普通稳定塔的底温控制在160190 ，。底温过低，轻组分汽化不出去稳定汽油的饱和蒸汽压过高，容易呵斥超标；底温过高，重组分汽化率添加

15、容易呵斥液化汽C5的超标，同时又影响稳定汽油的收率。稳定塔的顶温主要是经过稳定塔回流量调理控制顶温的，塔顶温度过高拔出物偏重，液化汽C5含量超标，温度过低，拔出物偏轻，容易呵斥稳定汽油的饱和蒸汽压不合格。 特别指出，当原料油偏轻时，由于塔1101和塔1102减油量很大，稳定塔的负荷非常大，这时塔盘上的液层比较高，压降大，气速高，假设此时还要加大回流量控制C5含量，很容易呵斥液泛，塔板效率低，能够会导致饱和蒸汽压和C5含量都超标。遇到这种情况，应该稍降底温暖回流，减轻塔内负荷，反而可以把产质量量控制好。当原料油偏重时，预加氢两塔减油量为零，由于轻组分过少而使气速小，精馏段负荷小，顶温会逐渐上升，

16、降底温又会使回流罐液面缺乏，回流难以建立。遇到这种情况，除了提高加工负荷外，可以开大水冷适当降低回流罐温度，保证回流罐液面，以上操作无法满足正常消费时，可以联络调度相方法改换原料。 脱苯分馏塔操作的主要参数有塔顶压力、塔顶温度、塔底温度、回流比、进料温度及进料量等，无论哪个参数发生动摇，都会影响到塔的热量平衡、物料平衡和汽液平衡，从而影响轻、重汽油的苯含量。假设苯含量不能控制，将影响全厂产品的出厂。而与其它塔不同的是，脱苯分馏塔既要控制塔顶轻汽油苯含量，又要控制塔底重汽油苯含量，还要控制好侧线温度，使含苯汽油富集在侧线馏分中，控制难度相对其它塔而言非常大。八、苯含量的影响要素及控制方法1、影响

17、要素-塔顶压力 在其它参数不变的情况下，塔的操作压力低，组分的相对挥发度会变大，汽油中的较重组分因挥发度会变大而从塔顶馏出，汽油中的苯也会随之向塔顶方向挪动，使轻汽油苯含量超标；相反，塔的操作压力高，组分的相对挥发度会变小，使轻、重组分分别变得困难，更多的苯将从塔底馏出，使重汽油苯含量超标。 2、影响要素-塔顶温度 塔顶温度是影响塔热量平衡的关键要素，在塔底温不变情况下，塔顶温上升，塔板上的温度梯度会势必向塔顶挪动，从而导致轻汽油苯含量升高，相反那么轻汽油苯含量下降，塔顶温度主要由塔顶回流控制，从某种意义上讲，在热量平衡起主要作用时，降低塔顶冷后温度和提高回流等效。3、影响要素-塔底温度 塔底

18、温度是控制塔底油初馏点的主要参数，也是控制塔底重汽油苯含量的重要参数，塔底温度过低，塔底提供的热动力缺乏，从而使苯在塔底积累，导致重汽油苯含量超标；反之，塔底温度过高，会使塔底上升的气速过大，不但会把汽油中的苯蒸至塔顶使轻汽油苯含量超标，还会把汽油中的高辛烷值组分从侧线携带出去，呵斥辛烷值的损失。4、影响要素-回流 回流是保证精馏塔延续稳定操作的重要条件之一。回流比小，缺乏以使轻重组分较好的别分开来，呵斥塔顶产品和塔底产品的“重叠，影响到轻、重汽油苯含量，从而引起侧线甲苯含量大，损失汽油辛烷值，严重时会使轻、重汽油苯含量都不合格；提高回流比，在一定程度上可以提高塔的分别精度，但是，回流比过大，回流量及上升蒸气量均随之增大，塔顶冷凝器和塔底再沸器负荷随之增大，这就添加了操作费用，严重时会使塔的精馏段负荷过大，反而容易使苯携带到塔顶，导致轻汽油超标。5、影响要素-进料温度 我车间脱苯分馏塔进料温度由进料换热器E1302和进料加热器E1301共同控制，而E1301的热源是来自汽包D1302自产的蒸汽，其蒸汽温度又会遭到脱苯反响器R1301反响热的影响，因此，脱苯分馏塔进料温度常在128到之间动摇。塔进料温度的动摇，会改动塔的泡点进料，塔的提馏段或精馏段负荷也随之变大或变小