塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件

塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制煉油二車間龍先煌2011.10.19塔的操作原理及煉油二車間主要內(nèi)容一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述二、板式塔的類型三、板式塔的構(gòu)造四、板式塔的流體力學(xué)性能五、板式塔的操作特性六、重整裝置控制的主要產(chǎn)品質(zhì)量七、液態(tài)烴C5的影響因素及控制方法八、苯含量的影響因素及控制方法主要內(nèi)容一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述作為氣液傳質(zhì)的主要設(shè)備之一，板式塔在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。正常工作時，塔內(nèi)流體在重力作用下由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤。氣體由塔底進入，在塔頂?shù)椎膲毫Σ钔苿酉?，穿過受液盤的液體。因此，塔板是氣液兩相進行質(zhì)量和熱量傳遞的主要部件，氣液在塔板上的逐級接觸，導(dǎo)致兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。如下圖示一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述作為氣液傳質(zhì)的主要設(shè)備之一，板式塔在工業(yè)塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件二、板式塔的類型對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型：①

錯流式

液體沿水平方向橫過塔板，氣體則沿與塔板垂直方向由下而上穿過板上的孔通過塔板，氣液呈錯流。篩板塔、浮閥塔及泡罩塔等的操作均屬此類型。這種類型塔的結(jié)構(gòu)特點是具有降液管。降液管提供了液體從一塊塔板流至其下一塊塔板的通道。②

逆流式

氣液皆沿與水平塔板相垂直的方向穿過板上的孔通過塔板。氣體由下而上，液體由上而下，氣液呈逆流。淋降篩板塔即屬此類型。此類型塔板沒有降液管。

二、板式塔的類型對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型：這兩種類型的塔，就全塔而言，氣液皆呈逆流。兩種類型的塔在操作時板上都有積液，氣體穿過板上小孔后在液層內(nèi)生成氣泡。板上泡沫層便是氣液接觸傳質(zhì)的區(qū)域。這兩種類型的塔，就全塔而言，氣液皆呈逆流。兩種類型的板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年提出的最早工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的板式塔型式。板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年二、篩板塔（篩板塔約于1832年開始用于工業(yè)生產(chǎn)）篩板塔的主要結(jié)構(gòu)及功能：篩孔——提供氣體上升的通道；2.溢流堰——維持塔板上一定高度的液層，以保證在塔板上氣液兩相有足夠的接觸面積；3.降液管——作為液體從上層塔板流至下層塔板的通道。二、篩板塔（篩板塔約于1832年開始用于工業(yè)生產(chǎn)）篩板塔的主塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件生產(chǎn)實踐說明：1、只要篩板塔設(shè)計合理，操作得當，篩板塔不僅可穩(wěn)定操作，而且操作彈性可達2～3，能滿足生產(chǎn)要求。2、篩板塔比起泡罩塔，生產(chǎn)能力可增大10%～15%，板效率約提高15%，單板壓降可降低30%左右，造價可降低20%～50%。

生產(chǎn)實踐說明：三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀五十年代初開發(fā)的一種新塔型。三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀五十年代初開發(fā)的一閥片上各部件的作用：閥腳：浮閥有三條帶鉤的腿。將浮閥放進篩孔后，將其腿上的鉤扳轉(zhuǎn)，可防止操作時氣速過大將浮閥吹脫。定距片：浮閥邊沿沖壓出三塊向下微彎的“腳”。當篩孔氣速降低浮閥降至塔板時，靠這三只“腳”使閥片與塔板間保持2.5mm左右的間隙；在浮閥再次升起時，浮閥不會被粘住，可平穩(wěn)上升。

能力比較：浮閥塔的生產(chǎn)能力比泡罩塔約大20%～40%，操作彈性可達4～9，板效率比泡罩塔約高15%，制造費用為泡罩塔的60%～80%，為篩板塔的120%～130%。閥片上各部件的作用：閥腳：浮閥有三條帶鉤的腿。將浮閥放進篩孔三種常用浮閥的主要尺寸

閥型主要尺寸F1型（重閥）V-4型T型篩孔直徑，mm閥片直徑，mm閥片厚度，mm最大開度，mm靜止開度，mm閥片質(zhì)量，g394828.52.532～3439481.58.52.525～263950281.0～2.030～32三種常用浮閥的主要尺寸F1型（重閥）V-4型T型39393三種塔板的比較:1.生產(chǎn)能力：篩板>浮閥>泡罩；2.壓降：泡罩>浮閥>篩板；3.操作彈性：浮閥>泡罩>篩板；4.造價：泡罩>浮閥>篩板；5.板效率：浮閥、篩板相當>泡罩。三種塔板的比較:1.生產(chǎn)能力：篩板>浮閥>泡罩；四、其他類型塔板1.舌形塔板與浮動舌形塔板四、其他類型塔板1.舌形塔板與浮動舌形塔板2.導(dǎo)向篩板2.導(dǎo)向篩板氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔三、板式塔的構(gòu)造氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔三、板式塔的構(gòu)造1、板式塔的結(jié)構(gòu)1）塔板的構(gòu)造篩孔降液管溢流堰（剖面圖）1、板式塔的結(jié)構(gòu)1）塔板的構(gòu)造篩孔（剖面圖）塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖開孔區(qū)（有效傳質(zhì)區(qū)）：塔板上布置有篩孔的區(qū)域，提供主要汽液傳質(zhì)區(qū)域。降液區(qū)：每根降液管所占用的塔板區(qū)域，液體自上一層塔板流至其下一層塔板的通道。安定區(qū)：此區(qū)域不開孔是為了防止因這部位液層較厚而造成傾向性漏液，同時也防止氣泡竄入降液管。邊緣固定區(qū)：在塔板邊緣有寬度為Wc的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。開孔區(qū)（有效傳質(zhì)區(qū)）：塔板上布置有篩孔的區(qū)域，提供主要汽液傳塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件2）塔板類型a）泡罩塔板2）塔板類型塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件b）篩孔塔板b）篩孔塔板塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件c）浮閥塔板c）浮閥塔板塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件d）舌型塔板

d）舌型塔板塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件e）斜孔塔板

e）斜孔塔板3）塔板的比較

塔板性能比較

塔板類型

相對生產(chǎn)能力

相

對板效率

操作范圍

壓強降

結(jié)構(gòu)成本

泡罩板

1.0

1.0

10～100

高

復(fù)雜

1.0

篩板

1.2～1.4

1.1

35～100

低

簡單

0.4～0.5

浮閥板

1.2～1.3

1.1～1.2

10～100

中

一般

0.7～0.8

舌型塔板

1.3～1.5

01.1

50～100

低

最簡單

0.5~0.6

斜孔板

1.5～1.8

1.1

30～100

低

簡單

0.5

3）塔板的比較塔板性能比較塔板類型相對生產(chǎn)能力相對各種塔板的優(yōu)點及適用范圍

優(yōu)點

缺點

適用范圍

塔板類型

泡罩板

較成熟，操作范圍寬

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻力大，生產(chǎn)能力低

某些要求彈性好的特殊塔

浮閥板

效率高，操作范圍寬

采用不銹鋼，浮閥易脫落

分離要求高,負荷變化大;原油常壓分餾塔

篩板

效率較高，成本低

安裝要求水平,易堵,操作范圍窄

分離要求高,塔板較多;化工中丙烯塔

舌型板

結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)能力大

操作范圍窄，效率較低

分離要求較低的閃蒸塔

斜孔板

生產(chǎn)能力大,效率高

操作范圍比浮閥塔和泡罩塔窄

分離要求高，生產(chǎn)能力大

各種塔板的優(yōu)點及適用范圍優(yōu)點缺1、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)

兩相接觸面積為氣泡表面

1）鼓泡接觸狀態(tài)四、板式塔的流體力學(xué)性能1、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)兩相接觸面積為氣泡表面1）鼓2）泡沫接觸狀態(tài)

傳質(zhì)表面面積很大的液膜

2）泡沫接觸狀態(tài)傳質(zhì)表面面積很大的液膜3）噴射接觸狀態(tài)

兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面

3）噴射接觸狀態(tài)兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面2、氣體通過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時間↑板效率↑板數(shù)↓設(shè)備費↓塔釜溫度↑能耗↑操作費↑

保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作?？朔迳吓菽瓕拥撵o壓形成氣液界面的能量消耗通過液層的摩擦阻力損失2、氣體通過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時3、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴重漏液板效率下降與塔板結(jié)構(gòu)、塔徑、流量有關(guān)。液面落差△h：3、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進、出口側(cè)的清液高度差液塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件1、塔板上的異常操作現(xiàn)象1）漏液漏液兩相在塔板上的接觸時間↓板效率↓控制：漏液量不大于液體流量的10%。漏液氣速：漏液量達到10%的氣體速度?！迨剿僮鞯臍馑傧孪拊颍簹馑偬?、板面上液面落差引起的氣流分布不均勻安定區(qū)五、板式塔的操作特性1、塔板上的異常操作現(xiàn)象1）漏液漏液兩相在塔板上的接觸時間↓塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件2）液沫夾帶影響因素空塔氣速：空塔氣速減小，液沫夾帶量減小塔板間距：板間距增大，液沫夾帶量減小現(xiàn)象：液滴隨氣體進入上層塔板。后果：過量液沫夾帶，造成液相在板間的返混，板效率下降控制：液沫夾帶量eV＜0.1kg(液)/kg(氣)。2）液沫夾帶影響因素現(xiàn)象：液滴隨氣體進入上層塔板。后果：過量塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件3）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過大影響因素：流量、塔板結(jié)構(gòu)板間距大液泛速度高3）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過大影響因素塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件2、塔板的負荷性能圖V2、塔板的負荷性能圖V霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線1

液泛線（線2）

液相負荷上限線（線3）

漏液線（氣體流量下限線，線4）

液相負荷下限線（線5）

1）負荷性能圖中各線的意義1，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。

霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線11）負荷性能圖中各線的意義塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點位于操作區(qū)內(nèi)的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果

同一層塔板，操作情況不同，控制負荷上下限的因素也不同

物系一定時，負荷性能圖中各線的相對位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移，

增加降液管截面積可使液相上限線右移，

減少塔板開孔率可使漏液線下移。操作彈性:兩極限的氣體流量之比操作點位于操作區(qū)內(nèi)的適中位生產(chǎn)上對塔器的要求生產(chǎn)上對塔器在工藝上及結(jié)構(gòu)上提出的要求有下列幾方面：

1．分離效率高------達到一定分離程度所需塔的高度低。2．生產(chǎn)能力大------單位塔截面積處理量大。3．操作彈性（flexibility）大------對一定的塔器，操作時氣液流量（亦稱氣液負荷）的變化會影響分離效率。若分離效率最高時的氣液負荷作為最佳負荷點，可把分離效率比最高效率下降15%的最大負荷與最小負荷之比稱為操作彈性。工程上常用的是液、氣負荷比,作為氣相與液相的操作彈性。操作彈性大的塔必然適應(yīng)性強，易于穩(wěn)定操作。生產(chǎn)上對塔器的要求4．氣體阻力小------氣體阻力小可使氣體輸送的功率消耗小。對真空精餾來說，降低塔器對氣流的阻力可減小塔頂，底間的壓差，降低塔的操作壓強，從而可降低塔底溶液泡點，降低對塔釜加熱劑的要求，還可防止塔底物料的分解。5．結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備取材面廣------便于加工制造與維修，價格低廉，使用面廣。4．氣體阻力小------氣體阻力小可使氣體輸送的功率消耗1、精餾塔的控制目標六、重整裝置控制的主要產(chǎn)品質(zhì)量操作目的：通過反復(fù)的部分汽化與部分冷凝，將混合液中沸點不同的各組分分離成產(chǎn)品。操作代價：消耗能量，塔底需要加熱使塔底液部分汽化；塔底需要冷卻使塔頂組分冷凝；1、精餾塔的控制目標六、重整裝置控制的主要產(chǎn)品質(zhì)量操作目的：1、精餾塔的控制目標質(zhì)量指標對于僅有塔頂、塔底出料的簡單精餾塔，其質(zhì)量指標可用塔頂與塔底料中關(guān)鍵組分的純度來表示。產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高產(chǎn)品的產(chǎn)品并設(shè)法降低裝置的能耗。1、精餾塔的控制目標質(zhì)量指標精餾塔產(chǎn)品純度、產(chǎn)品回收率

和能耗之間的相互關(guān)系產(chǎn)品回收率：進料中每單位產(chǎn)品組分所能得到的可售產(chǎn)品的數(shù)量；能耗指標：用單位進料的塔底上升蒸氣量V/F來表示；定性規(guī)律：若能耗指標一定，產(chǎn)品純度越高，其回收率越低；若產(chǎn)品純度一定，在一定范圍內(nèi)能耗指標越高，其回收率越高。精餾塔產(chǎn)品純度、產(chǎn)品回收率

和能耗之間的相互關(guān)系產(chǎn)品回收率：2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-液態(tài)烴C5含量2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-液態(tài)烴C5含量2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-苯含量2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-苯含量1、操作原則—三大平衡七、液態(tài)烴C5影響因素及控制方法溫度：溫度是系統(tǒng)熱平衡和物料平衡的關(guān)鍵因素，要想保持系統(tǒng)的平穩(wěn)操作，就要嚴格控制好各點的溫度。液面：液面是系統(tǒng)物料平衡的集中體現(xiàn)，塔底液面的高低將不同程度的影響產(chǎn)品質(zhì)量，收率及平穩(wěn)操作，液面過高將會造成攜帶甚至沖塔現(xiàn)象，液面過低易造成串壓，損壞設(shè)備。所以平衡好塔液位尤其重要，它是系統(tǒng)穩(wěn)定操作的基礎(chǔ)。1、操作原則—三大平衡七、液態(tài)烴C5影響因素及控制方法溫度：壓力：壓力控制的平穩(wěn)與否直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的熱平衡和物料平衡，甚至影響到裝置的安全生產(chǎn)。在對塔壓力進行調(diào)節(jié)時要進行全面分析，盡力找出影響塔壓的主要因素，進行準確而合理的調(diào)整使操作平穩(wěn)下來。在進行壓力調(diào)節(jié)時要緩慢，不要過猛，不要隨便改變給定值，防止大幅度波動造成沖塔事故。壓力：壓力控制的平穩(wěn)與否直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的熱平衡和物料穩(wěn)定塔是催化重整裝置中的一個關(guān)鍵設(shè)備，它是一個有40層塔板的精餾塔，它的主要作用是來調(diào)節(jié)穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓和液化汽中C5的含量，而對于這兩個產(chǎn)品質(zhì)量的控制，我們主要是通過調(diào)節(jié)穩(wěn)定塔的底溫和頂溫來控制的，穩(wěn)定塔壓力雖然影響產(chǎn)品質(zhì)量，但是不作為調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)手段。2、調(diào)整方法穩(wěn)定塔是催化重整裝置中的一個關(guān)鍵設(shè)備，它是一個有40層塔板的溫度是調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)熱量平衡的關(guān)鍵因素，要想保持系統(tǒng)的平穩(wěn)操作，就要嚴格控制好各點的溫度。一般穩(wěn)定塔的底溫控制在160~190℃，。底溫過低，輕組分汽化不出去穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓過高，容易造成超標；底溫過高，重組分汽化率增加容易造成液化汽C5的超標，同時又影響穩(wěn)定汽油的收率。穩(wěn)定塔的頂溫主要是通過穩(wěn)定塔回流量調(diào)節(jié)控制頂溫的，塔頂溫度過高拔出物偏重，液化汽C5含量超標，溫度過低，拔出物偏輕，容易造成穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓不合格。溫度是調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)熱量平衡的關(guān)鍵因素，要想保持系統(tǒng)的平特別指出，當原料油偏輕時，由于塔1101和塔1102減油量很大，穩(wěn)定塔的負荷非常大，這時塔盤上的液層比較高，壓降大，氣速高，如果此時還要加大回流量控制C5含量，很容易造成液泛，塔板效率低，可能會導(dǎo)致飽和蒸汽壓和C5含量都超標。遇到這種情況，應(yīng)該稍降底溫和回流，減輕塔內(nèi)負荷，反而能夠把產(chǎn)品質(zhì)量控制好。當原料油偏重時，預(yù)加氫兩塔減油量為零，由于輕組分過少而使氣速小，精餾段負荷小，頂溫會逐漸上升，降底溫又會使回流罐液面不足，回流難以建立。遇到這種情況，除了提高加工負荷外，可以開大水冷適當降低回流罐溫度，保證回流罐液面，以上操作無法滿足正常生產(chǎn)時，可以聯(lián)系調(diào)度相辦法更換原料。特別指出，當原料油偏輕時，由于塔1101和塔1102減油量很脫苯分餾塔操作的主要參數(shù)有塔頂壓力、塔頂溫度、塔底溫度、回流比、進料溫度及進料量等，無論哪個參數(shù)發(fā)生波動，都會影響到塔的熱量平衡、物料平衡和汽液平衡，從而影響輕、重汽油的苯含量。如果苯含量不能控制，將影響全廠產(chǎn)品的出廠。而與其它塔不同的是，脫苯分餾塔既要控制塔頂輕汽油苯含量，又要控制塔底重汽油苯含量，還要控制好側(cè)線溫度，使含苯汽油富集在側(cè)線餾分中，控制難度相對其它塔而言非常大。八、苯含量的影響因素及控制方法脫苯分餾塔操作的主要參數(shù)有塔頂壓力、塔頂溫度、塔1、影響因素-塔頂壓力在其它參數(shù)不變的情況下，塔的操作壓力低，組分的相對揮發(fā)度會變大，汽油中的較重組分因揮發(fā)度會變大而從塔頂餾出，汽油中的苯也會隨之向塔頂方向移動，使輕汽油苯含量超標；相反，塔的操作壓力高，組分的相對揮發(fā)度會變小，使輕、重組分分離變得困難，更多的苯將從塔底餾出，使重汽油苯含量超標。1、影響因素-塔頂壓力在其它參數(shù)不變的情況下，塔的2、影響因素-塔頂溫度塔頂溫度是影響塔熱量平衡的關(guān)鍵因素，在塔底溫不變情況下，塔頂溫上升，塔板上的溫度梯度會勢必向塔頂移動，從而導(dǎo)致輕汽油苯含量升高，相反則輕汽油苯含量下降，塔頂溫度主要由塔頂回流控制，從某種意義上講，在熱量平衡起主要作用時，降低塔頂冷后溫度和提高回流等效。2、影響因素-塔頂溫度塔頂溫度是影響塔熱量平衡的關(guān)3、影響因素-塔底溫度塔底溫度是控制塔底油初餾點的主要參數(shù)，也是控制塔底重汽油苯含量的重要參數(shù)，塔底溫度過低，塔底提供的熱動力不足，從而使苯在塔底積累，導(dǎo)致重汽油苯含量超標；反之，塔底溫度過高，會使塔底上升的氣速過大，不但會把汽油中的苯蒸至塔頂使輕汽油苯含量超標，還會把汽油中的高辛烷值組分從側(cè)線攜帶出去，造成辛烷值的損失。3、影響因素-塔底溫度塔底溫度是控制塔底油初餾4、影響因素-回流回流是保證精餾塔連續(xù)穩(wěn)定操作的重要條件之一?；亓鞅刃。蛔阋允馆p重組分較好的分離開來，造成塔頂產(chǎn)品和塔底產(chǎn)品的“重疊”，影響到輕、重汽油苯含量，從而引起側(cè)線甲苯含量大，損失汽油辛烷值，嚴重時會使輕、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離精度，但是，回流比過大，回流量及上升蒸氣量均隨之增大，塔頂冷凝器和塔底再沸器負荷隨之增大，這就增加了操作費用，嚴重時會使塔的精餾段負荷過大，反而容易使苯攜帶到塔頂，導(dǎo)致輕汽油超標。4、影響因素-回流回流是保證精餾塔連續(xù)穩(wěn)定操作的5、影響因素-進料溫度我車間脫苯分餾塔進料溫度由進料換熱器E1302和進料加熱器E1301共同控制，而E1301的熱源是來自汽包D1302自產(chǎn)的蒸汽，其蒸汽溫度又會受到脫苯反應(yīng)器R1301反應(yīng)熱的影響，因此，脫苯分餾塔進料溫度常在128℃到139℃之間波動。塔進料溫度的波動，會改變塔的泡點進料，塔的提餾段或精餾段負荷也隨之變大或變小，影響到全塔的熱量平衡和汽液平衡，從而影響到輕、重汽油的苯含量。5、影響因素-進料溫度我車間脫苯分餾塔進料溫度6、影響因素-其它因素在生產(chǎn)實際中，我們發(fā)現(xiàn)，原料性質(zhì)的變化、塔進料量的變化和脫苯加氫進料量的變化也會影響脫苯分餾塔的苯分布情況。6、影響因素-其它因素在生產(chǎn)實際中，我們發(fā)現(xiàn)，控制脫苯輕、重汽油苯含量的幾個途徑1、平穩(wěn)脫苯分餾塔的壓力。2、根據(jù)分析控制適當?shù)幕亓鞅取?、平穩(wěn)熱載體溫度。4、平穩(wěn)塔進料溫度。5、加強內(nèi)外操溝通。調(diào)節(jié)操作時要抓住主要矛盾，才能及時恢復(fù)平穩(wěn)操作；其次，操作時，要根據(jù)變化情況及時分析，使塔保證良好的熱量平衡，從而平穩(wěn)物料平衡，最終達到汽液平衡；最后，還要求內(nèi)操和外操在操作時都要加強責(zé)任心，保證多次少量調(diào)節(jié)，避免發(fā)生不必要的波動?？刂泼摫捷p、重汽油苯含量的幾個途徑1、平穩(wěn)脫苯分餾塔的壓力。謝謝大家！謝謝大家！塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制煉油二車間龍先煌2011.10.19塔的操作原理及煉油二車間主要內(nèi)容一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述二、板式塔的類型三、板式塔的構(gòu)造四、板式塔的流體力學(xué)性能五、板式塔的操作特性六、重整裝置控制的主要產(chǎn)品質(zhì)量七、液態(tài)烴C5的影響因素及控制方法八、苯含量的影響因素及控制方法主要內(nèi)容一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述作為氣液傳質(zhì)的主要設(shè)備之一，板式塔在工業(yè)上得到了廣泛的應(yīng)用。正常工作時，塔內(nèi)流體在重力作用下由上層塔板的降液管流到下層塔板的受液盤。氣體由塔底進入，在塔頂?shù)椎膲毫Σ钔苿酉?，穿過受液盤的液體。因此，塔板是氣液兩相進行質(zhì)量和熱量傳遞的主要部件，氣液在塔板上的逐級接觸，導(dǎo)致兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。如下圖示一、氣液傳質(zhì)設(shè)備概述作為氣液傳質(zhì)的主要設(shè)備之一，板式塔在工業(yè)塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件二、板式塔的類型對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型：①

錯流式

液體沿水平方向橫過塔板，氣體則沿與塔板垂直方向由下而上穿過板上的孔通過塔板，氣液呈錯流。篩板塔、浮閥塔及泡罩塔等的操作均屬此類型。這種類型塔的結(jié)構(gòu)特點是具有降液管。降液管提供了液體從一塊塔板流至其下一塊塔板的通道。②

逆流式

氣液皆沿與水平塔板相垂直的方向穿過板上的孔通過塔板。氣體由下而上，液體由上而下，氣液呈逆流。淋降篩板塔即屬此類型。此類型塔板沒有降液管。

二、板式塔的類型對于一塊塔板，氣液間的相對流向有兩種類型：這兩種類型的塔，就全塔而言，氣液皆呈逆流。兩種類型的塔在操作時板上都有積液，氣體穿過板上小孔后在液層內(nèi)生成氣泡。板上泡沫層便是氣液接觸傳質(zhì)的區(qū)域。這兩種類型的塔，就全塔而言，氣液皆呈逆流。兩種類型的板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年提出的最早工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的板式塔型式。板式塔的塔板類型一、泡罩塔泡罩塔是Cellier于1813年二、篩板塔（篩板塔約于1832年開始用于工業(yè)生產(chǎn)）篩板塔的主要結(jié)構(gòu)及功能：篩孔——提供氣體上升的通道；2.溢流堰——維持塔板上一定高度的液層，以保證在塔板上氣液兩相有足夠的接觸面積；3.降液管——作為液體從上層塔板流至下層塔板的通道。二、篩板塔（篩板塔約于1832年開始用于工業(yè)生產(chǎn)）篩板塔的主塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件生產(chǎn)實踐說明：1、只要篩板塔設(shè)計合理，操作得當，篩板塔不僅可穩(wěn)定操作，而且操作彈性可達2～3，能滿足生產(chǎn)要求。2、篩板塔比起泡罩塔，生產(chǎn)能力可增大10%～15%，板效率約提高15%，單板壓降可降低30%左右，造價可降低20%～50%。

生產(chǎn)實踐說明：三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀五十年代初開發(fā)的一種新塔型。三、浮閥塔：浮閥塔是廿世紀五十年代初開發(fā)的一閥片上各部件的作用：閥腳：浮閥有三條帶鉤的腿。將浮閥放進篩孔后，將其腿上的鉤扳轉(zhuǎn)，可防止操作時氣速過大將浮閥吹脫。定距片：浮閥邊沿沖壓出三塊向下微彎的“腳”。當篩孔氣速降低浮閥降至塔板時，靠這三只“腳”使閥片與塔板間保持2.5mm左右的間隙；在浮閥再次升起時，浮閥不會被粘住，可平穩(wěn)上升。

能力比較：浮閥塔的生產(chǎn)能力比泡罩塔約大20%～40%，操作彈性可達4～9，板效率比泡罩塔約高15%，制造費用為泡罩塔的60%～80%，為篩板塔的120%～130%。閥片上各部件的作用：閥腳：浮閥有三條帶鉤的腿。將浮閥放進篩孔三種常用浮閥的主要尺寸

閥型主要尺寸F1型（重閥）V-4型T型篩孔直徑，mm閥片直徑，mm閥片厚度，mm最大開度，mm靜止開度，mm閥片質(zhì)量，g394828.52.532～3439481.58.52.525～263950281.0～2.030～32三種常用浮閥的主要尺寸F1型（重閥）V-4型T型39393三種塔板的比較:1.生產(chǎn)能力：篩板>浮閥>泡罩；2.壓降：泡罩>浮閥>篩板；3.操作彈性：浮閥>泡罩>篩板；4.造價：泡罩>浮閥>篩板；5.板效率：浮閥、篩板相當>泡罩。三種塔板的比較:1.生產(chǎn)能力：篩板>浮閥>泡罩；四、其他類型塔板1.舌形塔板與浮動舌形塔板四、其他類型塔板1.舌形塔板與浮動舌形塔板2.導(dǎo)向篩板2.導(dǎo)向篩板氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔三、板式塔的構(gòu)造氣液傳質(zhì)設(shè)備逐級接觸式微分接觸式板式塔填料塔三、板式塔的構(gòu)造1、板式塔的結(jié)構(gòu)1）塔板的構(gòu)造篩孔降液管溢流堰（剖面圖）1、板式塔的結(jié)構(gòu)1）塔板的構(gòu)造篩孔（剖面圖）塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖降液管受液區(qū)溢流堰安定區(qū)開孔區(qū)俯視圖開孔區(qū)（有效傳質(zhì)區(qū)）：塔板上布置有篩孔的區(qū)域，提供主要汽液傳質(zhì)區(qū)域。降液區(qū)：每根降液管所占用的塔板區(qū)域，液體自上一層塔板流至其下一層塔板的通道。安定區(qū)：此區(qū)域不開孔是為了防止因這部位液層較厚而造成傾向性漏液，同時也防止氣泡竄入降液管。邊緣固定區(qū)：在塔板邊緣有寬度為Wc的區(qū)域不開孔，這部分用于塔板固定。開孔區(qū)（有效傳質(zhì)區(qū)）：塔板上布置有篩孔的區(qū)域，提供主要汽液傳塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件2）塔板類型a）泡罩塔板2）塔板類型塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件b）篩孔塔板b）篩孔塔板塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件c）浮閥塔板c）浮閥塔板塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件d）舌型塔板

d）舌型塔板塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件e）斜孔塔板

e）斜孔塔板3）塔板的比較

塔板性能比較

塔板類型

相對生產(chǎn)能力

相

對板效率

操作范圍

壓強降

結(jié)構(gòu)成本

泡罩板

1.0

1.0

10～100

高

復(fù)雜

1.0

篩板

1.2～1.4

1.1

35～100

低

簡單

0.4～0.5

浮閥板

1.2～1.3

1.1～1.2

10～100

中

一般

0.7～0.8

舌型塔板

1.3～1.5

01.1

50～100

低

最簡單

0.5~0.6

斜孔板

1.5～1.8

1.1

30～100

低

簡單

0.5

3）塔板的比較塔板性能比較塔板類型相對生產(chǎn)能力相對各種塔板的優(yōu)點及適用范圍

優(yōu)點

缺點

適用范圍

塔板類型

泡罩板

較成熟，操作范圍寬

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，阻力大，生產(chǎn)能力低

某些要求彈性好的特殊塔

浮閥板

效率高，操作范圍寬

采用不銹鋼，浮閥易脫落

分離要求高,負荷變化大;原油常壓分餾塔

篩板

效率較高，成本低

安裝要求水平,易堵,操作范圍窄

分離要求高,塔板較多;化工中丙烯塔

舌型板

結(jié)構(gòu)簡單,生產(chǎn)能力大

操作范圍窄，效率較低

分離要求較低的閃蒸塔

斜孔板

生產(chǎn)能力大,效率高

操作范圍比浮閥塔和泡罩塔窄

分離要求高，生產(chǎn)能力大

各種塔板的優(yōu)點及適用范圍優(yōu)點缺1、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)

兩相接觸面積為氣泡表面

1）鼓泡接觸狀態(tài)四、板式塔的流體力學(xué)性能1、塔板上氣液兩相的接觸狀態(tài)兩相接觸面積為氣泡表面1）鼓2）泡沫接觸狀態(tài)

傳質(zhì)表面面積很大的液膜

2）泡沫接觸狀態(tài)傳質(zhì)表面面積很大的液膜3）噴射接觸狀態(tài)

兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面

3）噴射接觸狀態(tài)兩相傳質(zhì)面積是液滴的外表面2、氣體通過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時間↑板效率↑板數(shù)↓設(shè)備費↓塔釜溫度↑能耗↑操作費↑

保證較高效率的前提下，力求減小塔板壓降，以降低能耗和改善塔的操作。克服板上泡沫層的靜壓形成氣液界面的能量消耗通過液層的摩擦阻力損失2、氣體通過塔板的壓降塔板壓降干板壓降液層阻力壓降增大接觸時3、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進、出口側(cè)的清液高度差液面落差氣流的不均勻分布嚴重漏液板效率下降與塔板結(jié)構(gòu)、塔徑、流量有關(guān)。液面落差△h：3、塔板上的液面落差液面落差△：塔板進、出口側(cè)的清液高度差液塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件1、塔板上的異常操作現(xiàn)象1）漏液漏液兩相在塔板上的接觸時間↓板效率↓控制：漏液量不大于液體流量的10%。漏液氣速：漏液量達到10%的氣體速度?！迨剿僮鞯臍馑傧孪拊颍簹馑偬　迕嫔弦好媛洳钜鸬臍饬鞣植疾痪鶆虬捕▍^(qū)五、板式塔的操作特性1、塔板上的異常操作現(xiàn)象1）漏液漏液兩相在塔板上的接觸時間↓塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件2）液沫夾帶影響因素空塔氣速：空塔氣速減小，液沫夾帶量減小塔板間距：板間距增大，液沫夾帶量減小現(xiàn)象：液滴隨氣體進入上層塔板。后果：過量液沫夾帶，造成液相在板間的返混，板效率下降控制：液沫夾帶量eV＜0.1kg(液)/kg(氣)。2）液沫夾帶影響因素現(xiàn)象：液滴隨氣體進入上層塔板。后果：過量塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件3）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過大影響因素：流量、塔板結(jié)構(gòu)板間距大液泛速度高3）液泛液泛夾帶液泛降液管液泛原因：氣液兩相流速過大影響因素塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件2、塔板的負荷性能圖V2、塔板的負荷性能圖V霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線1

液泛線（線2）

液相負荷上限線（線3）

漏液線（氣體流量下限線，線4）

液相負荷下限線（線5）

1）負荷性能圖中各線的意義1，2，3，4，5五條線所包圍的區(qū)域，既是一定物系在一定的結(jié)構(gòu)尺寸塔板上正常操作區(qū)。

霧沫夾帶線（氣體流量上限線）線11）負荷性能圖中各線的意義塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件塔的操作原理及產(chǎn)品質(zhì)量控制課件操作彈性:

兩極限的氣體流量之比

操作點位于操作區(qū)內(nèi)的適中位置,可獲得穩(wěn)定良好的操作效果

同一層塔板，操作情況不同，控制負荷上下限的因素也不同

物系一定時，負荷性能圖中各線的相對位置隨塔板尺寸而變例：加大板間距或增大塔徑可使液泛線上移，

增加降液管截面積可使液相上限線右移，

減少塔板開孔率可使漏液線下移。操作彈性:兩極限的氣體流量之比操作點位于操作區(qū)內(nèi)的適中位生產(chǎn)上對塔器的要求生產(chǎn)上對塔器在工藝上及結(jié)構(gòu)上提出的要求有下列幾方面：

1．分離效率高------達到一定分離程度所需塔的高度低。2．生產(chǎn)能力大------單位塔截面積處理量大。3．操作彈性（flexibility）大------對一定的塔器，操作時氣液流量（亦稱氣液負荷）的變化會影響分離效率。若分離效率最高時的氣液負荷作為最佳負荷點，可把分離效率比最高效率下降15%的最大負荷與最小負荷之比稱為操作彈性。工程上常用的是液、氣負荷比,作為氣相與液相的操作彈性。操作彈性大的塔必然適應(yīng)性強，易于穩(wěn)定操作。生產(chǎn)上對塔器的要求4．氣體阻力小------氣體阻力小可使氣體輸送的功率消耗小。對真空精餾來說，降低塔器對氣流的阻力可減小塔頂，底間的壓差，降低塔的操作壓強，從而可降低塔底溶液泡點，降低對塔釜加熱劑的要求，還可防止塔底物料的分解。5．結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備取材面廣------便于加工制造與維修，價格低廉，使用面廣。4．氣體阻力小------氣體阻力小可使氣體輸送的功率消耗1、精餾塔的控制目標六、重整裝置控制的主要產(chǎn)品質(zhì)量操作目的：通過反復(fù)的部分汽化與部分冷凝，將混合液中沸點不同的各組分分離成產(chǎn)品。操作代價：消耗能量，塔底需要加熱使塔底液部分汽化；塔底需要冷卻使塔頂組分冷凝；1、精餾塔的控制目標六、重整裝置控制的主要產(chǎn)品質(zhì)量操作目的：1、精餾塔的控制目標質(zhì)量指標對于僅有塔頂、塔底出料的簡單精餾塔，其質(zhì)量指標可用塔頂與塔底料中關(guān)鍵組分的純度來表示。產(chǎn)品產(chǎn)量和能量消耗在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高產(chǎn)品的產(chǎn)品并設(shè)法降低裝置的能耗。1、精餾塔的控制目標質(zhì)量指標精餾塔產(chǎn)品純度、產(chǎn)品回收率

和能耗之間的相互關(guān)系產(chǎn)品回收率：進料中每單位產(chǎn)品組分所能得到的可售產(chǎn)品的數(shù)量；能耗指標：用單位進料的塔底上升蒸氣量V/F來表示；定性規(guī)律：若能耗指標一定，產(chǎn)品純度越高，其回收率越低；若產(chǎn)品純度一定，在一定范圍內(nèi)能耗指標越高，其回收率越高。精餾塔產(chǎn)品純度、產(chǎn)品回收率

和能耗之間的相互關(guān)系產(chǎn)品回收率：2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-液態(tài)烴C5含量2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-液態(tài)烴C5含量2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-苯含量2、重整控制的主要產(chǎn)品指標-苯含量1、操作原則—三大平衡七、液態(tài)烴C5影響因素及控制方法溫度：溫度是系統(tǒng)熱平衡和物料平衡的關(guān)鍵因素，要想保持系統(tǒng)的平穩(wěn)操作，就要嚴格控制好各點的溫度。液面：液面是系統(tǒng)物料平衡的集中體現(xiàn)，塔底液面的高低將不同程度的影響產(chǎn)品質(zhì)量，收率及平穩(wěn)操作，液面過高將會造成攜帶甚至沖塔現(xiàn)象，液面過低易造成串壓，損壞設(shè)備。所以平衡好塔液位尤其重要，它是系統(tǒng)穩(wěn)定操作的基礎(chǔ)。1、操作原則—三大平衡七、液態(tài)烴C5影響因素及控制方法溫度：壓力：壓力控制的平穩(wěn)與否直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的熱平衡和物料平衡，甚至影響到裝置的安全生產(chǎn)。在對塔壓力進行調(diào)節(jié)時要進行全面分析，盡力找出影響塔壓的主要因素，進行準確而合理的調(diào)整使操作平穩(wěn)下來。在進行壓力調(diào)節(jié)時要緩慢，不要過猛，不要隨便改變給定值，防止大幅度波動造成沖塔事故。壓力：壓力控制的平穩(wěn)與否直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的熱平衡和物料穩(wěn)定塔是催化重整裝置中的一個關(guān)鍵設(shè)備，它是一個有40層塔板的精餾塔，它的主要作用是來調(diào)節(jié)穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓和液化汽中C5的含量，而對于這兩個產(chǎn)品質(zhì)量的控制，我們主要是通過調(diào)節(jié)穩(wěn)定塔的底溫和頂溫來控制的，穩(wěn)定塔壓力雖然影響產(chǎn)品質(zhì)量，但是不作為調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)手段。2、調(diào)整方法穩(wěn)定塔是催化重整裝置中的一個關(guān)鍵設(shè)備，它是一個有40層塔板的溫度是調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)熱量平衡的關(guān)鍵因素，要想保持系統(tǒng)的平穩(wěn)操作，就要嚴格控制好各點的溫度。一般穩(wěn)定塔的底溫控制在160~190℃，。底溫過低，輕組分汽化不出去穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓過高，容易造成超標；底溫過高，重組分汽化率增加容易造成液化汽C5的超標，同時又影響穩(wěn)定汽油的收率。穩(wěn)定塔的頂溫主要是通過穩(wěn)定塔回流量調(diào)節(jié)控制頂溫的，塔頂溫度過高拔出物偏重，液化汽C5含量超標，溫度過低，拔出物偏輕，容易造成穩(wěn)定汽油的飽和蒸汽壓不合格。溫度是調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)熱量平衡的關(guān)鍵因素，要想保持系統(tǒng)的平特別指出，當原料油偏輕時，由于塔1101和塔1102減油量很大，穩(wěn)定塔的負荷非常大，這時塔盤上的液層比較高，壓降大，氣速高，如果此時還要加大回流量控制C5含量，很容易造成液泛，塔板效率低，可能會導(dǎo)致飽和蒸汽壓和C5含量都超標。遇到這種情況，應(yīng)該稍降底溫和回流，減輕塔內(nèi)負荷，反而能夠把產(chǎn)品質(zhì)量控制好。當原料油偏重時，預(yù)加氫兩塔減油量為零，由于輕組分過少而使氣速小，精餾段負荷小，頂溫會逐漸上升，降底溫又會使回流罐液面不足，回流難以建立。遇到這種情況，除了提高加工負荷外，可以開大水冷適當降低回流罐溫度，保證回流罐液面，以上操作無法滿足正常