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规整填料塔在蒸馏工业中的节能意义
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规整填料塔在蒸馏工业中的节能意义

2019-09-14      阅读:
1、前言
蒸馏是当代应用最广的一种工业分离混台物的方法,同时也是用能多,热效率低(仅5)的耗能大户。美国蒸馏用能约占化工行业的17.6,有些国家高达z5—40曾有人估算,我国化工蒸馏耗能若降低10,则每年可节省标准煤153万吨,相当于107万吨石油,所以蒸馏节能一直是国内外普遍关注的重要课题。
规整填料塔是由规整填料与特殊塔内件系列(收集器,分布器等),降膜再弗器,冷凝器与无泄漏泵相匹配.构成一种完整的塔器装置。这种新型塔器的大规模应用是九十年代国际上塔器进步的一个重要突破。与传统的散堆填料塔及鄢分板式塔相比较,具有分离效率高,压降小,生产能力大,放大效应不明显等优点。已广泛地应用于炼油,石油化工,精细化工,化肥.桉工业墁环保等领域。通过二十多年的工业应用实践说明,规整填料塔应用于蒸馏过程时,不但能提高产品的质量和产量,而且能取得可观的节能效果。
2、节能原理
蒸馏操作时,塔内气,液两相逆流接触,为r加强其传质性能,将部分的塔顶馏出液返回到填料塔中去,形成回流液。塔顶回流量L与塔顶产品量D之比称为回流比R,即R—L/D,蒸馏所需的能量是由装在塔底部的再沸器加热液体产生蒸汽来提供的。在传统的蒸馏操作中,通过再沸器输入到塔中的全部能量实际上又回到塔顶冷凝器中,并散失到周匿环境内而损耗掉了。
再沸器的能耗可用下式表示t
Q。一△Hv(R+1)D
式中,Qs一再沸器的能耗量(KJ/hr)
△Hv一塔顶产品的汽化热(KJ/kg) 
R-一阐流比(无量纲)
一塔顶产品量(kg/hr)
如上式所示,若给定了塔顶组成与塔顶产品流率,再拂器的能耗量(Os)与回流比(R)之间存在着一定的线性关系,由此可见,降低回流比是节约蒸馏能耗的有效方法之一。
规整填料塔在蒸馏工业中的节能意义
由表1可以看出,规整填料塔的分离效率明显优于板式塔或散堆填料塔。分离要求相同时,单位塔高的规整填料塔提供更多的理论板数。另外,蒸馏过程中理论板敬与回流比存在着囹1所示的关系。这样,规整填科塔中理论板的增加,可以使整个蒸馏过程在较低的回流比下进行操作,而回流比的降低意睐着塔釜能耗的减少。
同样由表1可以看出,由于高效规接填料塔的压降只有传统板式塔压降的约十分之一,所以,规整填料塔的塔釜压力可大幅度降低,扶丽也降低了塔釜溶液的温度.这样,塔釜的热源可以采用低压蒸汽或废热蒸汽。
3、应用实例
例1丁烯一2分离、
700型盘羁丝网波纹填料应用于抽余碳四馏份的分离,取得良好效果。产品己烯一2质量达到要求,与浮阀塔相比,压降降低0.6kg/cm ,釜温降低36℃,节约塔釜加热蒸汽约10,通量增加1倍,节电3o~40。倒230万吨乙烯装性改造采用孔板波纹填料改造浮阀塔,改造后生产能力选32万吨/年,生产每吨乙烯比改造前节能14.36万丈卡.全塔压力降由过去的0O15兆帕下降到0.008兆帕,
仅第一段压缩机的能耗减少10.塔琅汽油回流量比改造前降低了2o~25吨/时,每年可获得经济效益512万元。
倒3低温空分精馏
在生产气氧的空分设备中,窜分塔和粗氲塔中由于采用规整填料.可使进料宅气压力降低0.07MPa,空气压缩机动力消耗减少6.5左右.对于一个3万m O /hr的空分设备。可节约电耗1416KW/hr,获得经济效益300万元/年。
例4乙苯/苯乙烯精馏塔的改造 
用孔板波纹填料改造一座筛板塔,在相同的塔顶73毫巴操作压力下,孔板波纹填料塔塔釜压力由320毫巴降封135毫巴.压力降由247毫巴降到62毫巴,塔釜温度由104C降到83C,理论板数增加
规整填料塔在蒸馏工业中的节能意义
25,分离效率明显提高,在最终浓度相同的情况下,回流比可以从9减少到6.5,处理能力提高70.每吨产品所需的蒸汽下降25.取得增产节能的显著效果。
例5环氧丙烷的分离
采用孔板波纹填料对一套6500吨/年
环氧丙烷常压蒸馏装置进行技术改造后,将三座浮阔塔改造成一座直径相当的填料塔,实现了单塔流程,塔顶直接得到环氧丙烷产品.质量达部颁优缴品,生产能力提高25—4o,能耗显著下降,蒸汽单耗量是原装置的三分之一,每年为企业增加经济效益230万元.并取得显著社会效益
例6三聚甲醛、甲醛蒸馏塔的改造 
因物质中含有甲酸.腐蚀性强,过去用钼二钛浮阀塔板时产生腐蚀.一座新塔通常使用半年左右就损坏,塔内浮阀半年内减重5o,使分离效率又显著降低.严重影响生产,一年更换一次.投资增大。采用直径800mm_陶瓷波纹填料后,运行正常.效率提高,降低了回流比,塔顶甲醛及甲酸含量降低.减缓了对设备的腐蚀.由于填料阻力小使塔釜压力明显降低.减少了蒸汽消耗,应用陶瓷波纹填料无腐蚀问题,综台起来,每年增产节支达40万元。
相对于传统的板式塔和散堆填料塔.规整填料塔由于效率高有利于减少回流比;压降小有利于降低热源的质量要求,所以.规整填料塔是一种能满足节能要求的新型塔器,许多的工业应用实例也证实了这一点。

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