轻烃回收讲稿ppt课件

1、天然气凝液回收讲稿胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司SHENGLI ENGINEERING & CONSULTING CO.,LTD1轻烃回收根本知识2主要单元过程3轻烃回收流程三号联轻烃回收安装1轻烃回收根本知识1. 天然气用途天然气用途1原料天然气2主要产品干气、LPG、轻烃3天然气凝液回收4重要技术和操作本卷须知52.原料天然气气田气油田气 天然气伴生气在采油过程中原油内溶解的天然气。气井气气田开采出的天然气。湿气未经任何处置的天然气，普通含有饱和水和一些比较重的组分。干气经过凝液回收处置的天然气，主要成分是甲烷。民用气适用于居民、宾馆、饭店运用的天然气。工业气适用于工厂加热、加工、工

2、业锅炉等运用的天然气。2.原料天然气1.乙烷2.液化气丙烷、丁烷3.稳定轻烃戊烷1.脱硫；2.脱碳；3.降低水烃露点。1.经济价值；2.用气要求；3.长输需求。 3.主要产品干气、LPG、轻烃为什么处置？处置什么？回收什么？为什么处置？Add Your TextAdd Your Text典型的天然气消费流程油气集输天然气净化处置天然气外输用户1天然气凝液：由于条件的改动使天然气发生相态的变化，由气相变成液相的部分。2天然气凝液回收安装：采用特定的工艺方法从天然气中回收凝液的安装，普通包括：原料气预处置、紧缩、脱水、冷凝分别、凝液分馏等四个单元组成。3冷凝分别：采用某种制冷工艺使天然气部分冷凝并

3、将凝液分别的过程。4冷剂制冷：利用液态冷剂相变时的吸热效应产生冷量，从而使天然气降温的工艺。5膨胀制冷：具有一定压力的天然气作绝热膨胀使天然气降温。6收率：回收凝液中的某组分的数量与原料气中该组分的数量之比。4.天然气凝液回收几个概念工艺过程脱水、脱硫、脱碳、紧缩浅冷、深冷、分馏等工艺过程原料预处置 原料气预处置的目的是脱除原料气中携带的油、游离水和泥沙等杂质，以及脱除原料气中的水蒸气和酸性硫化氢、二氧化碳等组分等。目的维护紧缩机、后续设备不被腐蚀和损伤。天然气紧缩 对于高压天然气气井气，进入安装后即可直接进展预处置及冷凝分别等后续工段。但当原料气伴生气为低压时，由于压力较低，为了提高天然气的

4、冷凝率及获得较高的膨胀比从而获得较低的冷凝温度，以及干气要求在较高的压力下外输时，同时也为了抑制工艺流程的阻力，通常都要将原料气增压至适宜的冷凝分别压力后再进展冷凝分别。当采用膨胀机制冷时，为了到达所要求的制冷深度，膨胀机进，出口压力必需有一定的膨胀比，因此也保证膨胀机入口气流的压力。脱水 脱水顾名思义就是脱出天然气中的水分，其目的就是后续冷凝分别工段不要结冰，冻堵设备呵斥事故。普通的采用分子筛脱水利用分子筛的吸附特性，脱除天然气中的水。 三个循环过程：吸附、再生和冷吹：吸附分子筛吸附天然气中的水分；再生分子筛再生，就是用280度左右的热天然气再将分子筛吸附的水分带走；冷吹用低温的天然气将再生

5、后分子筛冷却下来，这三个过程顺序循环往复。 分子筛脱水安装有两塔流程和三塔流程两种。 脱水后的天然气可以去辅助制冷，主要利用制冷剂的汽化潜热，汽化时带走大量热量从而到达使天然气降低温度的目的。 通常的制冷剂：氨、氟利昂、丙烷等，汽化潜热比较大；与冰箱实践上是一个原理。天然气经过辅助制冷后的温度普通可已到达-35度左右。 辅助制冷 经过辅助制冷后的天然气分别后，进入膨胀机的膨胀端，温度进一步降低普通可到达-80度左右。膨胀制冷 在某一压力下经过一系列的冷却与冷动设备，不断降温与部分冷凝，并在气液分别器中进展气、液分别。由各级分别器分出的凝液，通常是按其组成，温度，压力和流量等，分别送至凝液分馏系

6、统的不同部位进展分馏，也可直接作为产品出安装。 冷凝分别系统中普通都有很多换热设备，这些换热设备除了采用管壳式，换热器外，在低温运转时大多采用板翅式换热器和绕管式换热器。板翅式换热器可作为气/气，气/液，液/液换热器，也可用作冷凝器或蒸发器，可用于逆流，并流和错流的情况，而且在同一设备内可允许29股物流之间的换热。 由于低温设备温度低，极易散冷，故通常均把板翅式换热器包装在矩形箱子里，然后再箱内壁及低温设备外壁之间填充如珍珠岩等绝热资料，普通称之为冷箱。冷凝分别 由冷凝分别系统获得的天然气液送至凝液分馏系统进一步加工成乙烷，丙烷，丁烷或丙，丁烷混合物，天然汽油等产品。凝液分馏系统的作用就是按照

7、上述各种产品的质量要求，利用精馏方法对天然气液进展分别。因此，凝液分馏系统的主要设备就是分馏塔，以及相应的冷凝器，重沸器和其他配套设备等。 通常，天然气液回收安装的凝液分馏系统大多采用按烃类相对分子质量从小到大逐塔分别的顺序流程，依次分出乙烷，丙烷，丁烷或丙，丁烷混合物，稳定轻烃等。对于回收C3+的安装，应先从凝液中脱除甲烷和乙烷。剩余的凝液需求进一步分别时，可根据产品要求，凝液组成进展技术经济比后确定分别流程。 普通来讲：有脱乙烷塔和液化气塔两塔，假设需求回收丙烷的话中间再加一个脱丙烷塔。凝液分馏5.重要技术和操作本卷须知Add Your TextAdd Your Text一、C3+收率控制

8、对轻烃回收安装最中心的问题是C3+收率。 普通来讲，影响C3+收率最关键的要素是膨胀机制冷量大小，其次是分馏系统的控制，操作人员的程度等。 二、 分子筛的吸附和再生 本卷须知：在分子筛运用的过程中要留意防止被污染，以及在吸附和再生时要控制好各循环，特别是吸附操作周期的控制。 三、 透平膨胀机缺点预防与排出 透平膨胀机是天然气深冷处置安装的关键制冷设备。频繁的开机与停机，工艺气带液和光滑油受污染等，都会使膨胀机的动平衡出现缺点，呵斥轴承推力面，主轴推力方面和密封组件的严重损坏，影响机组的正常运转。5.重要技术和操作本卷须知Add Your TextAdd Your Text 经过近几年天然气处置

9、站膨胀机出现的几起缺点缘由分析，为保证机组平安平稳运转，减少或防止某些事故的发生，提出了防止固体杂质，水和重烃进入增压机，凝液进入滑油罐和改善材质以维护主轴推力面等多项措施。 呵斥膨胀机缺点的主要缘由普通有以下几个方面： a) 由于分子筛再生效果不好，脱水效果不佳，在线水露点超标，因此容易在膨胀叶轮片上能够构成水化物，堵塞叶轮上的平衡孔，呵斥膨胀端轮背压力升高，使轴向力不平衡值指向膨胀端； b) 膨胀机轴向推力平衡器调理阀门封锁不严，平衡作用失效，内漏呵斥增压端轮背压力降低，使轴向力不平衡值指向膨胀端； c) 膨胀端轮背密封梳齿损坏，导致高压气入口气体窜到叶轮背向，呵斥轮背压力升高，使推力不平

10、衡值增大，且指向膨胀端； d) 膨胀端密封梳齿损坏，密封气大量进入叶轮背后，呵斥轮背压力升高，使推力不平衡值增大，且指向膨胀端； e) 膨胀机轴承任务面磨损严重，间隙增大，呵斥转子振动值升高和光滑油用量增多，使主，副油泵同时任务。 本卷须知： 首先是减少水化物构成的机率。 加强机组运转管理，按时巡回检查。尽量减少机组停机，开机次数。 增压机入口两个并联的过滤器要加强清理。防止固体杂质进入增压机，减少在叶轮和导向盖上的结垢。 定期检查膨胀端入口过滤器，防止过滤器损坏时固体杂质冲击喷咀和叶轮片。2主要单元过程原理膨胀4脱硫、脱碳1脱水2 紧缩3换热5塔6酸气处置根本方法干法氧化铁脱硫活性炭脱硫分子

11、筛脱硫、脱碳氧化锌精脱硫膜分别法脱硫、脱碳湿法化学溶剂法醇胺法物理溶剂，化学物理溶剂法砜胺法氧化复原法蒽醌法，砷碱法脱硫、脱碳1干法脱硫工艺采用多塔串并联操作，确保净化气质量；由于脱硫剂硫容较低15%)，脱硫剂装填量大，改换比较费事；适用于总硫300kg/d的情况，要根据经济比较确定；脱硫剂普通不再生，由消费厂家回收或就地掩埋；氧化铁类脱硫剂在饱和后易结块，卸料比较费事，反响生成的FeS遇空气易燃，卸料时必需喷水。注水氧化铁注空气分子筛/碱/Ni,Fe)天然气净化气分子筛吸附脱硫分子筛可以同时脱硫脱水，而且水较各种硫化物更优先地剧烈吸附在分子筛上。假设要到达较高的净化度，需求在高温下再生。再生

12、气中的H2S浓度随时间变化大，对下游工艺单元的影响较大。氧化锌脱硫氧化锌脱硫普通用需求于精脱硫的场所：消费合成氨、甲醇的原料气脱硫，要求将硫化物含量降低到10-6甚至10-7级；液化天然气的原料气脱硫，要求H2S及CO2的含量低于100 x10-6氧化锌脱硫的反响式如下： ZnO+H2S=ZnS+H2O ZnO+COS+ZnS+CO2 2ZnO+CS2=2ZnS+CO2 ZnO+C2H5SH=ZnS+C2H5OH 氧化锌脱硫剂的硫容可达25左右，实际上饱和的氧化锌可以通入空气再生，但因其硫容高，运用寿命长，工业上普通不再生。膜分别法 膜分别的根本原理是利用天然气中各种组份在压力下经过分别膜的相

13、对速率不同而实现分别的。 常用的膜有醋酸纤维膜和聚砜膜。 根据美国GRI公式的实验，单级膜分别的CO2脱除率可到达72.9%，烃损失率约为10.脱硫安装流程图天然气脱硫工艺选择原那么 处置量大的安装优先思索醇胺法及砜胺法; 当天然气中含有较多的有机硫时,宜选优砜胺法; 当CO2/H2S比例高，要选择性脱出H2S时，应运用NDEA或配方型MDEA ; 在脱硫的同时要脱出大量的CO2，可选用混合醇胺法; 当天然气压力较低，净化器H2S含量要求高时，可选用MEA、DEA或混合胺法; 主要脱出大量CO2时，可选用活化MDEA法、物理溶剂法等； 当处置天然气量少，总硫量500kg/d时，可采用固体氧化铁

14、法等； 当处置H2S含量不高，总硫0.51t/d时，可选用直接转化法、钒法、PDS法等； 高寒及沙漠缺水地域可思索采用二甘醇胺法。硫磺回收与尾气处置 硫磺回收主要是把脱硫安装脱出的酸气中的H2S等硫化物转化为单质硫的过程； 通常指配以当量的空气熄灭H2S，然后在催化剂的作用下进展转化的克劳斯工艺； 由于受热力学及动力学的限制，常规克劳斯的硫回收率只需9295，即使把催化转化段添加到34级，也很难超越97。剩余部分H2S就要熄灭后排入大气。LO-CAT 工艺 由U.S Filter/Lo-Cat公司开发的Lo-Cat法，在国外开展得比较快，运用得较多，至今已有101套在操作，4套在建立，127套

15、正在恳求同意。它可用于处置含硫天然气、酸性气、Claus尾气等，它处置的原料气压力可以从真空到6.3MPa，原料气温度可以从4.460，原料气中H2S含量可以从几个ppm到100，原料气潜在硫量可以从几kg/d到25.4t/d，处置后的天然气能满足管输要求，处置后的Claus尾气不经熄灭即可排放。LO-CAT 工艺 Lo-Cat法是用脱硫溶液选择性地吸收原料气中的H2S，并将溶液中的H2S直接氧化成元素硫后分别出来，该法脱硫剂稳定，硫容量较高，生成的细粒状硫可以直接在氧化塔内沉降分别，工艺过程简单。但Lo-Cat法存在的问题是螯合剂需引进且价钱昂贵，操作费用高，硫容量高时副反响加剧，产品硫质量

16、较差。LO-CAT 工艺尾气处置工艺 尾气处置的工艺大体上分为三类:低温克劳斯 是在低于硫露点的温度下继续进展克劳斯反响，使中硫回收率接近99。复原类 将尾气中的各种方式的硫加氢复原为H2S，然后通适当的途径把这部分H2S氧化为单质硫； 总硫收率可达99.5%以上。氧化类 把尾气中的各种方式的硫全部氧化为SO2，再加以回收处置； 总硫回收率可达99.5599.8%脱水22主要单元过程原理脱水2甘醇化合物溶剂吸收脱水法 湿天然气由吸收塔塔底进入与塔顶流下的贫三甘醇逆流交换，脱除湿天然气中的水分，使露点温度到达-13以下，从塔顶流出进入输气管网。 富三甘醇由塔底流出进入换热罐加热，再经过闪蒸罐闪蒸

17、分别出溶解天然气后，经活性炭过滤器、滤布过滤器去除机械杂质、降解产物及凝析油，进入富液精馏柱盘管换热，经重沸器加热、气提柱加热精馏，脱除所吸收水分完成再生，最后加压，再次进入吸收塔循环运用。TEG脱水安装流程图脱水2固体枯燥剂脱水 利用固体吸附剂来提取天然气中的水蒸气，同样是一个常用方法。其方法要求采用与水有很强亲合力的固体物质使其与湿饱合天然气相接触。这样的物质有： 硅胶分子筛 这些固体化合物加工为圆形或微椭圆形珠，每一种化合物有它本人独特的吸水性，设计者在设计时一定要根据目的选择最适宜的化合物。 硅胶是SiO2，加工为小的圆珠，外表有很多的细孔，经过这些外表，在相对低温下吸附水。其对水的吸

18、收才干依温度而定，在高温下(200时)，对水的吸附性被破坏。 分子筛是被加工出来的人造沸石，以便具有大小一致的孔，对水有很好的亲合性，分子筛的运用通常要求有非常低的剩余水含量，如用于低温碳氢化合物提取处置之前。 吸附脱水安装流程图吸附脱水安装流程图 紧缩32主要单元过程原理 紧缩机3按其原理可分为：往复式紧缩机、离心回转式紧缩机，轴流式紧缩机，放射式紧缩机及螺杆紧缩机等各种型式。按紧缩机的气缸位置气缸中心线可分为：1卧式紧缩机，气缸均为横卧的气缸中心线成程度方向。2立式紧缩机气缸均为竖立布置的直立紧缩机。3角式紧缩机，气缸布置成L型、V型、W型和星型等不同角度的。按气缸的陈列方法可分为：1串联

19、式紧缩机：几个气缸依次陈列于同一根轴上的多段紧缩机，又称单列紧缩机。2并列式紧缩机：几个气缸平行陈列于数根轴上的多级紧缩机，又称双列紧缩机或多列紧缩机。3复式紧缩机：由串联和并联式共同组成多段紧缩机。4对称平衡式紧缩机：气缸横卧陈列在曲轴轴颈互成180度的曲轴两侧，布置成H型，其惯性力根天性平衡。大型紧缩机都朝这方向开展。按其原理可分为：1单作用紧缩机：气体只在活塞的一侧进展紧缩又称单动紧缩机。2双作用紧缩机：气体在活塞的两侧均能进展紧缩又称复动或多动紧缩机。 (3 )多缸单作用紧缩机：利用活塞的一面进展紧缩，而有多个气缸的紧缩机。4多缸双作用紧缩机：利用活塞的两面进展紧缩，而有多个气缸的紧缩

20、机。按紧缩机的排气终压力可分为：1低压紧缩机：排气终了压力在310表压。2中压紧缩机：排气终了压力在10100表压。3高压紧缩机：排气终了压力在1001000表压。4超高压紧缩机：排气终了压力在1000表压以上。 紧缩机3一、离心式紧缩机的原理 离心式制冷紧缩机有单级、双级和多级等多种构外型式。单级紧缩机主要由吸气室、叶轮、扩压器、蜗壳等组成.对于多级紧缩机，还设有弯道和回流器等部件。多级离心式制冷紧缩机的中间级.级数较多的离心式制冷紧缩机中可分为几段，每段包括一到几级。离心式制冷紧缩机的任务原理如下：经过叶轮对气体做功，使其动能和压力能添加，气体的压力和流速得到提高。然后大部分气体动能转变为

21、压力能，压力进一步提高。对于多级离心式制冷紧缩机，那么利用弯道和回流器再将气体引入下一级叶轮进展紧缩。离心式紧缩机二、往复式紧缩机的原理 在原动机的带动下，曲轴的旋转运动转变为活塞的往复直线运动，在气缸内相继出现膨胀、进气、紧缩、排气的循环过程，从而提高被紧缩介质的压力。 适用场所： 低流量、高压比、低轴功率，对气体组分不敏感 。往复式紧缩机三、螺杆式紧缩机原理 螺旋转子的一对相互啮合齿随着转子旋转，完成吸气、紧缩、排气三个过程。每一对相互啮合齿相继完成一样的任务循环。 螺旋转子旋转任务容积作回转运动 ，气体的紧缩依托容积的变化来实现 。 无脉动，不喘振。兼有往复机和离心机的特点。 优点 ：

22、可靠性高，操作维护方便。动力平衡性；好机器可平稳地高速任务，可实现无根底运转。 顺应性强；排气量几乎不受排气压力的影响，在广大的范围内能维护较高的效率 。 多相混输；耐液体冲击，可压送含液气体、含粉尘气体、易聚合气体等 。 缺陷 ：1.造价高。2.不能用于高压场所。 阴转子 圆柱滚子轴承 螺杆式紧缩机膨胀42主要单元过程原理原理 膨胀端：任务介质由进口管进入蜗壳，经可调喷咀再进入任务轮作功，然后经扩压室、排气管排出。 膨胀机气量调理是依托的气动薄膜执行机构带动喷咀叶片转动，从而改动其通道截面积来实现的，执行机构的阀杆行程反映了喷咀通道宽度的变化。 增压端制动端：1.紧缩气体同离心紧缩机。2.发

23、电电磁感应发电法拉第。膨胀紧缩机换热52主要单元过程原理 消费需求大规模地改动物质的化学性质和物理性质，而这些性质的变化都涉及热能的传送，主要运用在：1化学反响：向反响器提供热量或从反响器移走热量；2蒸发、蒸馏、枯燥：按一定的速率向这些设备输入热量；3高温或低温设备：隔热保温，减少热损失；4热能的合理利用和废热回收。热量传送的方式1热传导：依托物体中微观粒子的热运动，如固体中的传热；2热对流：流体质点微团发生宏观相对位移而引起的传热景象，对流传热只能发生在流体中，通常把传热外表与接触流体的传热也称为对流传热；3热辐射：高温物体以电磁波的方式进展的一种传热景象，热辐射不需求任何介质做媒介；在高温

24、情况下，辐射传热成为主要传热方式。换热器的分类换热器的种类很多，就换热原理来分，可以分为三大类间壁式换热器：冷、热流体被固体传热外表隔开，而热量的传送经过固体传送面而进展。直接接触式换热器：冷、热流体直接接触进展热量交换。蓄热式换热器：冷、热流体交替经过传热外表，冷流体经过时储存冷量，热流体经过时取走冷量。按工艺功能分类1冷却器：冷却工艺物流的设备。 冷却剂有水、氨、氟利昂等。2加热器：加热工艺物流的设备。 加热介质有水蒸汽、导热油、熔盐等。3再沸器：用于蒸发蒸馏塔底部的物料设备； 分热吸式和动力循环式再沸器。4冷凝器：蒸馏塔顶物流的冷凝或者反响器冷凝循环回流的设备。5蒸发器：专门用于蒸发溶液

25、中水分或者溶剂的设备。6过热器：对饱和蒸汽再加热升温的设备。7废热锅炉：由工艺的高温物流或者废气中回收其热量而产生蒸汽的设备。8换热器：两种不同温位的工艺物流相互进展热交换能量的设备。按传热方式的构造分类 管壳式 ：固定管板式、浮头式、填料函式、U 形管式 板式 ：波纹板式、板翅式、螺旋板式、伞板式管式：空冷器、套管式、喷淋管式、箱管式直接接触传送热量式套管式换热器 冷溶液进 冷溶液出 热溶液进热溶液出常用换热器的各种型式固定管式换热器 常用换热器的各种型式浮头式换热器 常用换热器的各种型式U形管式换热器 常用换热器的各种型式波纹板式换热器 1.固定压紧板 2.夹紧螺栓 3.前端板 4.换热板

26、片 5.密封垫片 6.后端板 7.下导板 8.后支柱 9.活动压紧板 10.上导板常用换热器的各种型式波纹板式换热器常用换热器的各种型式钎焊板式换热器 常用换热器的各种型式螺旋板式换热器 常用换热器的各种型式螺旋板式换热器型不可拆 常用换热器的各种型式螺旋板式换热器型一端可拆 型两端可拆 常用换热器的各种型式浸没式蛇管换热器 常用换热器的各种型式常用换热器的各种型式套管式换热器板翅式换热器 常用换热器的各种型式板翅式换热器：常用换热器的各种型式换热器的热量传导计算 Q=KAt式中： Q传热热量 K导热系数 A传热面积 t传热温差传热原理图温度变化曲线热流体冷流体流体传热温差 t的概念： 在实践

27、换热器的传热过程中，冷热流体的温度沿换热面普通都是变化的，温差不是一个常数，因此在运用传热计算时，引入平均温差t的概念。 流体温度变化规律 顺流：两股流体平行同向流动。逆流：两股流体平行逆向流动。叉流：两股流体流动方向垂直。流体温度变化规律逆 流顺 流K的取值流体种类总传热系数K W/(m2K)水气体1260水水8001800水煤油350左右水有机溶剂280850气体气体1235饱和水蒸气水14004700饱和水蒸气气体30300饱和水蒸气油60350饱和水蒸气沸腾油290870结垢的危害 换热器在运转一段时间后，流体介质中的可堆积物会在换热外表上生成垢层，有时换热面还会被流体腐蚀而构成垢层，

28、垢层产生附加热阻，使总传热系数减小，传热速率显著下降，因垢层导热系数很小，即使厚度不大，垢层热阻也很大，往往会成为主要热阻，必需给予足够注重。换热器的运用再沸器 再沸器 、冷却器 塔62主要单元过程原理塔 第一节：概述一、塔设备在轻烃回收安装中的作用 气、液两相直接接触进展传质传热的过程是很多的，如精馏、吸收、解吸、萃取等。这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下，在一定的设备内完成的。由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换，所以也将实现这些过程的设备叫传质设备；从外形上看这些设备都是竖直安装的圆桶描画器，形如“塔，故习惯上称其为塔设备。 塔设备可以为气、液或液、液两相进展充分接触提

29、供适宜的条件，即充分的接触时间、分别空间和传质传热的面积，从而起到相际间质量和热量交换的目的，实现工艺 所要求的消费过程，消费出合格产品。所以塔设备的性能对整个安装的产品产量、质量、消费才干和耗费定额，以及三废处置和环境维护等方面都有艰苦的影响。二、塔设备的分类及普通构造 随着消费工艺的不断改良和开展，与之相顺应的塔设备也构成了方式繁多的构造和类型，以满足各种特定的工艺要求。为了便于研讨和比较，人们从不同的角度对塔设备进展分类。如按工艺用途分类，按操作压力分类，也可按其内部构造进展分类。 一按用途分类 1.精馏塔 利用液体混和物中各组分挥发度的不同来分别其各液体组分的操作称为蒸馏，反复多次蒸馏

30、的过程称为精馏，实现精馏操作的塔设备称为精馏塔。脱乙烷塔、液化气塔脱丁烷塔。 2.吸收塔、解吸塔 利用混合气中各组分在溶液中溶解度的不同，经过吸收液体来分别气体的工艺操作称为吸收；将吸收液经过加热等方法使溶解于其中的气体释放出来的过程称为解吸。实现吸收和解吸操作过程的塔设备称为吸收塔、解吸塔。如脱硫安装中的吸收塔、再生塔，YT1乙二醇再生塔. 3.萃取塔 对于各组分间沸点相差很小的液体混和物，利用普通的分别方法难以奏效，这时可在液体混和物参与某种沸点较高的溶剂称为萃取剂；利用混合液中各组分在萃取剂中溶解度的不同，将它们分别，这种方法称为萃取也称为抽提。实现萃取操作的塔设备称为萃取塔。 4.洗涤

31、塔 用水除去气体中无用的成分或固体尘粒的过程称为水洗，所用的塔设备称为洗涤塔。 二按操作压力分类 塔设备根据其完成的工艺操作不同，其压力和温度也 不一样。但当到达相平衡时，压力、温度、气相组成和液相组成之间存在着一定的函数关系。在实践消费中，原料和产品的成分和要求是工艺确定的，不能随意改动，压力和温度有选择的余地，但二者之间是相互关联的，如一项先确定了，另一项那么只能由相平衡关系求出。从操作方便和设备简单的角度来说，选常压操作最好，从冷却剂的来源角度看，普通宜将塔顶冷凝温度控制在3040以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔设备根据详细工艺要求，设备及操作本钱综合思索，有时可以在常压下操作、

32、有时需求在加压下操作,有时还需求减压操作。相应的塔设备分别称为常压塔、加压塔和减压塔。 三按构造方式分类 塔设备虽然其用途各异，操作条件也各不一样，但就其构造而言都大同小异，主要由塔体、支座、内部构件及附件组成。根据塔内部构件的构造可以将其分为板式塔和填料塔两大类。塔体是塔设备的外壳，由圆筒和两封头组成，封头可以是半球形、椭圆形、碟形等。支座是将塔体安装在根底上的衔接部分，普通采用裙式支座，有圆筒形和圆锥形两种，常采用圆筒形。裙座与塔体采用对接銲接或搭接焊接衔接，裙座的高度由工艺要求的附属设备如再沸器、泵及管线的布置情况而定。 板式塔中装有一定数量的塔盘，液体借本身的分量自上而下流向塔底在塔盘

33、板上沿塔径横向流动，气体靠压差自下而上以鼓泡的方式穿过塔盘上的液层升向塔顶。在每层塔盘上气、液两相亲密接触，进展传质，使两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。填料塔中那么装填一定高度的填料，液体自塔顶沿填料外表向下流动，作为延续相的气体自塔底向上流动，与液体进展逆流传质，两相组分浓度沿塔高呈延续变化。板式塔： 1-裙座 ；2-蒸汽入口管；3-壳体；4-人孔； 5-扶梯平台；6-出沫器；7-吊柱；8-蒸汽出口；9-回流管；10-进料管；11-塔盘；12-保温圈；13-出料管；14-液流；15-蒸汽；16-塔盘板；17-受液盘；18-降液管；19-溢流堰 填料塔： 1-裙座 ；2-筒体；3-液体再分布

34、安装；4-卸料口； 5-喷淋安装；6-液体进口；7-除沫器；8-气体出口；9-人孔；10-填料；11-填料支撑；12-气体进口；13-液体出口三、对塔设备的根本要求 塔设备除了应满足工艺条件，如压力、温度及耐腐蚀性等外，还应满足如下根本要求。 1消费才干要大。即单位塔截面上单位时间内物料的处置量要大。 2分别效率高。即气、液相能充分接触且分别效果好。 3操作弹性大。即有较强的顺应性和宽的操作范围。能顺应不同性质的物料且在负荷动摇时能维持操作稳定，仍有较高的分别效率。 4压降小。即流体经过时阻力小，这样可大大节约消费的动力耗费，降低本钱。 5构造简单、耗材少，易于制造和安装，这样可以减少基建投资

35、，降低本钱。 6耐腐蚀不易堵塞，便于操作、调理和检修。 注：一个塔设备要同时满足以上各项要求是困难的，而且实践消费中各项目的的重要性因详细情况而异，不可一概而论。所以应从消费需求及经济合理性思索，正确处置以上各项要求。 第二节：板式塔一、塔盘的方式及特点 板式塔的塔盘常用的有泡罩形、浮阀形、筛板形、舌形及浮动舌形等。各种塔盘都有其本身的特点和适用场所，现分述如下。 一泡罩塔盘 泡罩塔盘是工业上运用最早的一种塔盘，它是在塔盘板上开许多圆孔，每个孔上焊接一个短管，称为升气管， 管上再罩一个“帽子，称为泡罩，泡罩周围开有许多条形孔，其构造如图5-3所示。任务时，液体由上层塔盘经降液管流入下层塔盘，然

36、后横向流过塔盘板，流入再下一层塔盘；气体从下层塔盘上升进入升气管，经过环形通道再经泡罩的条形孔流散到泡罩间的液层中。气、液接触情况如图5-4所示。 泡罩塔盘具有如下优点： 1气、液两相接触充分，传质面积大，因此塔盘效率高。 2操作弹性大，在负荷变动范围较大时，仍能坚持较高的效率。 3具有较高的消费才干，适宜大型消费。 4不易堵塞，介质顺应范围广，操作稳定可靠。 泡罩塔盘的缺乏之处是构造复杂、造价高，安装维护费事；气相压降较大，但在常压或加压下操作时并不是主要问题。 二筛板塔盘 筛板塔盘是在塔盘板上钻许多小孔，任务时液体从上层塔盘经降液管流下，横向流过塔盘进入本层塔盘降液管流入下一层塔盘；气体那

37、么自下而上穿过筛孔，分散成气泡，穿过筛板上的液层，在此过程中进展相际间传质、传热。筛板塔盘的构造及气、液接触情况如图5-5所示。 筛板塔盘具有如下优点：构造简单、制造维护方便。消费才干大，比泡罩塔盘高2040。压降小，适用于减压操作。比泡罩塔盘效率高，但不及浮阀塔盘。假设设计合理其操作弹性也较高，但不如泡罩塔盘。筛孔塔盘的缺陷时小孔径筛孔易堵塞，故不宜处置脏、粘性大及带固体颗粒的料液。 三浮阀塔盘 浮阀塔盘是在塔盘板上开许多圆孔，对常用的F型浮阀孔径为39mm，每一孔上都装有一带三条腿的可上下浮动的阀。浮阀的构造方式很多，有F型、V型、十字架型及A型等，最常用的是F-1型，其构造如图5-6所示

38、。任务时，气、液流程与泡罩塔盘类似。气体经过阀孔将浮阀向上顶起，穿过环形间隙以程度方向吹入液层，气、液两相呈泡沫状进展传质传热。浮阀可随气速的增减在较宽的气速范围内自在调理升降，以坚持稳定操作。浮阀塔盘上气、液两相接触情况如图5-7所示： 浮阀塔盘具有如下优点： 1消费才干大，因浮阀在塔盘板上陈列比泡罩更紧凑，故消费才干比泡罩提高2040，与筛板塔盘差不多。 2操作弹性大，因浮阀可在一定范围内自在升降以顺应气量的变化，所以能在较宽的气流范围内坚持高的效率。浮阀塔盘操作弹性比泡罩和筛板都要大得多。 3效率高。由于气液接触充分，且蒸汽以程度方向吹入液层，故雾沫夹带较少，因此分别效果好，普通效率比泡

39、罩塔盘高15%左右。 4压降小。气流经过浮阀时只需一次收缩、扩展及转弯，故压降比泡罩塔盘低。 5与泡罩塔盘相比，构造简单、制造安装液较方便，制造安装也较方便，制造费用仅为泡罩的6080。浮阀塔盘由于其性能优良，又无特别明显的缺乏，因此在塔设备中得到了广泛的运用。 四舌形及浮动舌形塔盘 舌形塔盘是在塔盘板上冲制许多舌形孔，如图5-8所示。任务时，液体在塔盘上的流动方向与舌孔的倾斜方向一致，气体从舌孔中放射而出，由于气、液两相并流流动，故雾沫夹带较少，当舌孔气速到达一定数值时，将塔盘上的液体放射成滴状，从而加大了气、液接触面积。 舌形塔盘与泡罩塔盘相比具有塔盘上液层薄，持液量少，压力降小约为泡罩的

40、3350，消费才干大，构造简单，可节约金属用量1245，制造、安装、维修方便等优点。但因舌孔开度是固定的，在低负荷下操作易产生漏液景象，故其操作弹性较小。 浮动舌形塔盘是综合了舌形和浮阀得优点而研制出的一种塔盘，其构造如图5-9所示。浮动舌形塔盘既有舌形塔盘消费才干大、压降小、雾沫夹带少的优点，又有浮阀塔盘的操作弹性大、塔盘效率高、稳定性能好等优点，其缺陷是舌片易损坏。 二、板式塔的适宜任务区 各种构造方式的塔盘都有一个最适宜的任务区域，可用操作负荷性能图来表示。浮阀塔的操作负荷性能图见右。图中各曲线所包围的区域即为最适宜任务区，假设塔盘上气、液负荷配合得恰当，落在图上几条曲线包围得范围内，塔

41、就可以正常良好的操作，否那么就属于不正常操作，塔的效率下降，甚至完全不能任务。操作负荷图中各曲线的外形和相对位置与塔盘方式、详细构造及操作条件等有关。 一雾沫夹带 气、液两相在塔盘上以鼓泡方式接触后，气体穿出液层时总难免带有许多细微的液滴，有的来不及分别出来就被带到了上一层的塔盘液体中，这种景象称为雾沫夹带。被带上去的少量液滴所含的重组分比上一层塔盘上液体所含的重组分要多，降低了塔盘的分馏效率。极少量的雾沫夹带是防止不了的，也是允许的，但当气相负荷添加，塔内气速添加，雾沫夹带量就添加。普通以为当气体中夹带液体的质量超越上升气体的10时为严重雾沫夹带，此时的气相负荷定位塔的气相负荷上限，在操作负

42、荷性能图上对应的曲线称为雾沫夹带线。产生严重雾沫夹带，破坏了塔的正常操作，塔盘效率大大降低，这是不允许的。减少雾沫夹带的主要措施是控制气相负荷，使其在允许范围内，另外，增大塔盘间距普通须在300mm以上，改良塔盘构造也可起到一定的效果。 二气泡夹带 液体横向流过塔盘，与气体接触后由降液管流到下层塔盘。液体流入降液管时常有大量的气泡，在降液管中停留足够的时间，使泡沫分别成气体和清液，气体上升回到上层塔盘。假设液相负荷添加，液体在降液管中流速添加，停留时间很短，液体中夹带的气泡来不及分别就被带入下一层塔盘，这种景象称为气泡夹带。此时的液体负荷定为液相上限，在操作负荷性能图上对应的曲线称为气泡夹带线

43、。严重气泡夹带同样会降低塔盘的分别效率，所以也是不允许的。防止气泡夹带的主要措施是控制回流量。 三漏液 液体在塔盘上横向流动并经降液管流入下一层塔盘。假设气相负荷过小，塔内气速很低，大量的液体由于重力的作用，从阀孔，或舌形塔盘的舌孔直接漏到下一层塔盘，这种景象称为漏液。产生漏液时的气体负荷定为气相下限，在操作负荷性能图上对应的曲线称为漏液线。由于漏液使气、液两相没有充分接触，降低了塔盘的效率，所以处置量应控制在允许范围内，不可随意减小。 四液泛 在实践操作中，假设气、液负荷都过大，降液管面积不够用，而气速又大使液体也不能从阀孔或舌孔中漏下，致使液体流动发生堵塞，使几层塔盘上的液体连成一体，这种

44、景象称为液泛。发生液泛时气、液相流速的关系线称为液泛线。液泛严重时，流体可从塔顶冒出。可经过加大降液管的截面积但这使塔盘上陈列的阀孔或舌孔、泡罩的数量减少，减小了气体的经过才干，控制回流量，改良塔盘构造等方法来防止液泛的发生。三、塔设备的检修 一运转中检查 为确保塔设备平安稳定运转，必需做好日常检查，并记录检查结果，以作为定期停车检查、检修的历史资料。日常检查工程如下。 原料、废品及回流液的流量、温度、纯度，公用工程流体，如水蒸气、冷却水等的流量、温度及压力。 塔底、塔顶的压力以及塔的压力降。塔底的温度。假设低于正常温度，及时排水、并彻底排净。平安安装、压力表、温度计、液面计等仪表能否正常，动

45、作能否灵敏可靠。保温、保冷资料能否完好，并根据详细情况及时进展修复。 二停车检查 塔设备在普通情况下，每年定期停车检修12次，将设备翻开，对其内部构件及壳体上大的损坏进展检查、检修。停车检查的主要工程如下。检查塔盘程度度，支持件、衔接件的腐蚀、松动等情况，必要时取出塔外进展清洗或改换。检查塔体腐蚀、变形及各部位焊缝的情况，对塔壁、封头、进料口处筒体、出入口接纳等处进展超声波测厚，判别设备的运用寿命。全面检查平安阀、压力表、液面计有无发生堵塞景象，能否在规定的压力下等作，必要时重新进展调整和校验。 如在运转中发现异常振动景象，停车检查时一定要查明缘由、并妥善处置。 三塔设备常见缺点及排除方法 第

46、三节：填料塔 填料塔也是炼油化工消费中较常用的一种气、液传质设备。与板式塔相比，填料塔具有构造简单、压降小、填料易用耐腐蚀性资料制造等优点。填料塔常用于吸收、真空蒸馏等操作，特别是当处置量小、采用小塔径对板式塔在构造上有困难时，或处置的是在板式塔中难以操作的高粘度或易发泡物料时，常采用填料塔。但填料塔清洗、检修都较费事，对含固体杂质、易结焦、易聚合的物料顺应才干较差。填料塔是一种延续式传质设备。任务时，液体自塔上部进入，经过液体分布安装均匀淋洒在填料层上，继而沿填料外表缓慢下流；气体自塔下部进入，穿过栅板沿填料间隙上升。这样气、液两相沿着塔高在填料外表及填料自在空间延续逆流接触，进展传质传热。

47、一、填料及支承构造 一对填料的根本要求 填料是一种固体填充物，其作用是为气、液两相提供充分的接触面，并为强化其湍流程度发明条件，以利于传质。所以填料塔效率的高低与其所运用的填料关系很大，普通对填料有如下几方面的要求。空隙率也称自在体积要大。即单位体积填料层中的空隙体积要大。比外表要大。即单位体积填料层的外表积要大。填料外表润湿性能要好，并在构造上有利于两相亲密接触，促进湍动。对所处置的物料具有良好的耐腐蚀性。填料本身的密度要小，具有足够的机械强度取材容易、制造方便、价钱廉价。 二填料的总类 填料的总类很多，按其堆砌方式大体可分为颗粒填料和规整填料两大类。颗粒填料由于其构造上的特点，不能按某种规

48、律安放只能自在堆砌，因此也称为“乱堆填料。常见的颗粒填料有拉西环、鲍尔环、十字环、弧形鞍、矩形鞍等，这种填料气、液两相分布不够均匀，故塔的分别效率不够理想。为此产生了规整填料，这种填料分别效果好、压降低，适用于在较高的气速或较小的回流比下操作，目前运用的主要是波纹网填料和波纹板填料。填料塔常用填料以下图：示。 三填料支承构造 填料支承构造对填料塔的操作性能影响很大，要求其有足够大的自在截面应大于填料的空隙截面，有足够强度和刚度，以支承填料的分量，要利于液体再分布且便于制造、安装和装配。常用的填料支承构造是栅板，如图。为了限定填料在塔中的相对位置，不致于在气、液冲击下发生挪动、腾跃或撞击，填料塔

49、还应安装填料压板或床层限制板，普通是对陶瓷填料安装填料压板，对金属或塑料填料安装床层限制板。二、液体分布安装 为了使液体能均匀的分布在填料上，以利于气、液两相的均匀接触，所以在最上层填料的上部设置液体分布安装。由于气体填料层上升速度在塔截面上分布是不均匀的，中央气速大，接近塔壁气速小，这样对下流的液体的作用也就不一样，使得液体流经填料层时有向塔壁倾斜流动的景象，这种景象称为“壁流，这样在一定高度的填料层内，中心部分填料便不能被润湿，构成了所谓的“干锥，使气、液两相不能充分的接触，降低了塔的效率。为了减少和消除壁流，防止干锥景象发生，所以在经一定高度填料层时，还应设置液体分布安装，使液体再一次被均匀分布在整个塔截面的填料上。以上不同部位设置的液