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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(5)的耗能大户。美国蒸馏用能约占化工行业的17.6,有些高达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,放大效应不明显等点。已广泛地应用于炼油,石油化工,精细化工,化肥.桉工业墁等领域。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,
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。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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