梯形立体喷射塔板在环氧乙烷精制塔中的应用_吕建华

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梯矩形立体连续传质塔板在氯丁二烯精馏塔中的应用

梯矩形立体连续传质塔板在氯丁二烯精馏塔中的应用丁少峰;陆丁丁;张红卫;杜佩衡【摘要】氯丁橡胶生产中氯丁二烯(CP)单体的纯度直接影响产品质量,且氯丁二烯在精馏过程中易自聚而堵塞塔盘,采用梯矩形立体连续传质塔板(LLC-Tray)对旧塔(穿流筛板塔)进行改造后性能优异,高沸物含量由1 000ppm降至200ppm以下,全塔压降约降低5kPa,处理量增加30%以上,且无自聚堵塞塔盘的现象.本文对LLC-Tray的结构、操作原理及在氯丁二烯精馏塔中应用进行了详细介绍,该技术在氯丁橡胶行业应用前景广阔.【期刊名称】《石油和化工设备》【年(卷),期】2010(013)001【总页数】3页(P9-10,23)【关键词】梯矩形立体连续传质塔板;氯丁二烯;精馏塔;应用【作者】丁少峰;陆丁丁;张红卫;杜佩衡【作者单位】天津衡创工大现代塔器技术有限公司,天津,300384;天津衡创工大现代塔器技术有限公司,天津,300384;天津衡创工大现代塔器技术有限公司,天津,300384;天津衡创工大现代塔器技术有限公司,天津,300384;河北工业大学,天津,300130【正文语种】中文氯丁橡胶生产中氯丁二烯（CP）单体纯度直接影响产品质量，因此国外氯丁橡胶生产商对CP的质量标准控制严格，如法国ditugil工厂规定指标（质量分数）是：2-氯丁二烯-1,3≥98.5%，1-氯丁二烯-1,3≤1.0%，醛类≤0.2%，3,4-二氯丁烯-1（高沸物）≤0.01%，二聚体≤0.01%，过氧化物≤10-6，无低沸物乙烯基乙炔（MVA），无聚合物和酮类。

为使我国氯丁二烯的产品质量达到国际先进标准，氯丁二烯的精馏塔曾历经拉西环，筛板塔等类型，但是单体中杂质含量仍较高，实际生产中低沸物乙烯基乙炔（MVA）和高沸物二氯丁烯（DCB）的含量高达1000～2000ppm，严重影响合成氯丁橡胶的质量。

由于CP属热敏性物料，需采用减压精馏降低沸点，且具有很强的自聚能力，易造成CP精馏塔严重堵塞，因此氯丁二烯的精馏工艺对于高效、防堵抗塞的新型塔盘技术有着迫切的需求。

一种流线型立体喷射塔板[发明专利]

专利名称：一种流线型立体喷射塔板专利类型：发明专利
发明人：康进科
申请号：CN201510462652.1
申请日：20150731
公开号：CN104971512A
公开日：
20151014
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种新型流线型立体喷射传质塔板，该塔板包括壳体、水平塔板和降液管，水平塔板上开有按规律排列的矩形升气孔升气孔对应位置的水平塔板上按有流线型帽罩，所述的流线型帽罩由流线型导流板、喷射板和侧挡板组成，在帽罩的导流板和水平塔板之间留有底隙，在喷射板上开有喷射孔和液体收集槽；其特征在于：导流板有主体部分、导流板沿横向延伸部分和导流板沿导流方向延伸部分组成，导流板与喷射板之间留有顶隙。

申请人：康进科
地址：054400 河北省邢台市南和县贾宋镇康屯村106号
国籍：CN
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毕业设计(论文)-7万吨年环氧乙烷精馏塔设计[管理资料]

7万吨/年环氧乙烷精馏塔设计摘要根据北京化工大学毕业设计要求,并结合生产实际，选择浮阀塔精馏分离环氧乙烷水溶液为设计课题。

选用F1型单溢流浮阀塔为分离设备，以质量守恒定律、物料衡算和热力学定律为依据，对精馏塔及其辅助设备进行了工艺和设备的设计参数计算，得出精馏塔采用F1型单溢流浮阀塔，溢流管为弓形降液管，设计确定全塔高度21m，塔板总数为31块，塔顶温度可设为45℃，塔釜温度可设为146℃，精馏段塔径为4m，，, 阀孔数为1403个，；，，, 阀孔数为809个，。

并通过塔板校核验算，认为设计的精馏塔符合要求；气液负荷性能图也说明该装置操作弹性合理。

关键词：环氧乙烷；精馏；回流比；工艺设计；校核目录第1章前言 (4)环氧乙烷概述 (4)环氧乙烷生产方法 (5)氯醇法 (5)直接氧化法 (5)设计任务及目标 (6)第2章设计内容框架 (7)第3章设计简介 (8)精馏原理 (8)装置流程的确定 (8)操作压力的选择 (8)浮阀标准 (9)第4章精馏塔设计参数确定 (10)物料衡算 (10)精馏塔的物料衡算 (10)精馏塔塔顶、塔釜、进料板温度的计算 (11)塔顶温度的求取 (12)塔釜温度的求取 (12)进料板温度的确定 (13)回流比、操作线方程、实际板数的确定 (13)相对挥发度 (14)最小回流比的求取 (14)适宜回流比 (14)操作线方程 (14)理论板的计算和实际塔板数的确定 (14)实际塔板数的确定 (16)塔径的计算 (16)精馏段 (16)提馏段 (17)塔高的计算 (18)塔板结构尺寸及溢流装置的确定 (19)堰长 (19)溢流堰高 (19)弓形降液管的宽度和面积：Wd 和Af (20)降液管底隙高度:ho (21)塔板的布置 (21)塔板分布 (21)浮阀的数目与排列 (22)鼓泡区面积 (22)阀孔分布 ......................................................... 22 孔速及动能因数：0u 和0F ............................ 错误!未定义书签。

梯形立体喷射塔板在聚合二塔中的应用

０．２％。０
由于塔板上气体、体经过拉膜、顶返回、液碰破碎、射、喷、离过程，喷互分接触非常充分，离分板的作用又使得雾沫夹带很少，以在很大的操可作范围内维持很高的分离效率；时梯形立体喷同
罩间的立体空间范围，使板式塔塔板间的空间得以充分利用。梯形立体喷射塔板的操作工况示意
图如图１示。所
烯送往精馏工段进行分离提纯，层水相同管廊上下
的水一起回到塔顶形成内回流，釜液为３塔５％左右
’
的甲醇水溶液，聚合三塔进行提纯分离。送往随着聚乙烯醇年生产量的不断增加，要求就相应设备的生产能力有所提高。采用梯形立体喷
２分离效率高，）操作弹性大
２聚合二塔的操作工艺条件
２１聚合二塔的质量指标．，
聚合二塔的进料组份为：醋酸乙烯６０％、水
２％一３％、甲醇３８％，外还含有的杂质。在一塔操作不稳定的情况下还可能会夹带一部份的树脂，夹带的树脂容易造成二塔塔板的堵塞，给二塔的操作带来很大的困难。塔顶馏出为：甲醇不大于００５％、酸乙烯不小．０醋于９８％；釜为：醇３塔甲５％、酸乙烯不大于醋
２李群生，张泽廷，赵宝山等．聚乙烯醇聚合二塔的技术
３结论

立体喷射型塔板的性能比较

立体喷射型塔板的性能比较
刘继东;田志亮;郭艾慷;苏佳林;李春利
【期刊名称】《现代化工》
【年(卷),期】2014()8
【摘要】介绍了立体喷射型塔板研究的进展情况,给出各个塔板结构示意图并分别指出其原理和特点,比较了不同结构塔板之间的优缺点,对其流体力学性能与传质效率进行了分析和比较。

【总页数】5页(P145-148)
【关键词】立体喷射塔板;传质;流体力学;发展;评述
【作者】刘继东;田志亮;郭艾慷;苏佳林;李春利
【作者单位】河北工业大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ053.5
【相关文献】
1.梯形立体喷射塔板在醋酸精馏塔技术改造中的应用 [J], 李柏春;李春利;于文奎;杨学英
2.双层喷射立体传质塔板在催化裂化分馏塔的应用 [J], 王瑞梅;李胜昌;吕建华
3.梯形立体喷射塔板在精馏三塔改造中的应用 [J], 徐成洪;吴晓海
4.新型双层喷射立体传质塔板在催化裂化装置各塔的应用 [J], 李春利;吕建华;刘景华;李柏春
5.喷射型立体传质塔板在饱和热水塔中的应用 [J], 杜佩衡;杜剑婷
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环氧乙烷反应器裙座与塔体连接结构设计

（见表４）。
１．２材料特性
制作简体、封头的材料为ＳＡ一５１６Ｇｒ．７０钢板，
表１反应器主要技术参数
１．３有限元计算模型
本文采用ＡＮＳＹＳ１１．０进行计算。模型结构为
本文所述反应器为某石化企业环氧乙烷反应器，属于换热式直立圆柱壳压力容器，反应器顶部
为椭圆形封头，中部是圆柱形简体，下部为锥形封头，整个反应器塔体由裙座支撑（见表１）。裙座与筒体连接结构中，整体锻件结构的上端与反应器筒体对接连接，过渡段锻件下端分成两部分，分别与锥形封头及裙座简体连接。而对接全焊透结构采用对接焊缝将裙座筒体与塔体下封头连
接，裙座壳外径与相连锥形封头外径相等（见表
２、表３）。
结构１中的过渡段采用ＳＡ一７６５一 Ⅱ锻件。有限元计算中模型各部分的材料数据取自ＡＳＭＥＢＰＶＣ２０１０ＳＥＣＴＩＯＮＩＩＭＡＴＥＲＩＡＬＳＰＡＲＴＤ及其他参考资料
一
重技术，
一
ｉ／＇＠ｉ／＇ｇ
（ａ１结构１（整体锻件结构）
（ｂ）结构２（对接全焊透结构）
图２结构简图表２整体锻件结构几何参数（１＇ＩｌｌＩ１）

采用立体传质塔板CTST技术改造催化裂化分馏塔

采用立体传质塔板CTST技术改造催化裂化分馏塔
贾少磊
【期刊名称】《长春工程学院学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2013(014)004
【摘要】介绍了立体传质塔板CTST的工作原理及性能特点,并将该技术成功应用于山东石大科技集团有限公司两段提升管催化裂化装置分馏塔.应用结果表明:在不改变塔体的情况下,采用CTST塔板技术能够大幅提高处理量,改善产品质量,操作弹性提高1倍,经济效益显著.
【总页数】4页(P122-124,128)
【作者】贾少磊
【作者单位】中国石油大学(华东)山东石大科技集团有限公司,山东东营257061【正文语种】中文
【中图分类】TQ053.5
【相关文献】
1.双层喷射立体传质塔板在催化裂化分馏塔的应用 [J], 王瑞梅;李胜昌;吕建华
2.采用组合塔板技术改造催化裂化主分馏塔 [J], 孙武;孙兰义;李军
3.立体传质塔板在催化裂化装置主分馏塔上的应用 [J], 薄慕涛;李书璞;等
4.采用立体传质塔板对催化分馏塔扩量改造 [J], 丁书兵;张云彬;等
5.立体传质塔板(CTST)高效分离塔板技术进展 [J], 李春利; 段丛
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高效喷射塔板技术以及典型工业应用技术交流分享会成功举办

高效喷射塔板技术以及典型工业应用技术交流分享会成功举办第四届全国工业废水零排放论坛点击图片，查看会议详情2018全国炼油石化技术与装备发展研讨会——创举专场此次由中国石油和石化工程研究会石油化工技术装备专业委员会主办，天津市创举科技股份有限公司、中石化胜利油田分公司石油化工总厂、北京清源洁华膜技术有限公司、麦王环境技术股份有限公司协办的2018全国炼油石化技术与装备发展研讨会于今天下午开幕。

创举科技广邀嘉宾带来了精彩的首场分享交流会，现场座无虚席，创举还为每位嘉宾准备了精美的礼品，以及现场抢红包等小游戏环节。

抽取幸运嘉宾介绍公司和技术。

环保在线水处理杂志、化工报、海川论坛对本场交流会进行专题报道，天化云对会议进行整场直播，近四千人在线观看，点赞人气过万。

左右滑动查看更多天津市创举科技股份有限公司董事长——王柱祥王董致开幕词，讲述创举逐步发展到上市的历程，创办创举的两个初心：一是通过产业报国，建业时就确立了“创造财富举业报国”的宗旨。

高度概括创举系列塔板技术，优点是节能和抗堵。

单一个膜喷塔板就可以为行业创造产值接近十亿，逆流系列塔板解决困扰行业诸多厂家的液泛问题，目前创举设计运行的已经有两千多座，较传统塔板处理能力提高一倍，稳定性更高，受到行业一致好评，与会嘉宾都为创举深厚的技术研发实力所折服。

天津市创举科技股份有限公司副总工程师——关健关总，带来企业介绍及CJ系列喷射型塔板研发历程以及抗堵型塔板技术介绍及应用。

中国石化大连石油化工研究院——高级工程师，薄德臣博士。

薄博士毕业于天津大学，在炼化企业节能与高效分离技术开发方面有非常丰富的经验。

讲述FRIPP节能领域的主要技术进展。

茶歇时间创举还为到场嘉宾准备了茶歇嘉宾们还观摩了创举带来的冷模实验塔，对逆流系列塔板的技术有了直观的认识。

左右滑动查看更多短暂茶歇之后天津市创举科技股份有限公司副总工程师——关健关总对创举的PFST塔板技术在C4萃取精馏中的应用进行深入讲解，宁波昊德叶宗君叶总在现场连线宁波昊德dcs，讲述开车情况。

立体传质塔板(CTST)在高桥石化蒸馏装置的应用

石油化工设计Petrochemical Design2017,34(4) 51 ~55 045用立体传质塔板（CTST)在高桥石化蒸馏装置的应用c琳3,e f早3,吕建华2,8中3(1.中国石化工程建设有限公司，北京100101 ;2.河北工业大学，天津300401;3.中国石油化工股份有限公司上海高桥分公司，上海200129)摘要：大通量立体传质塔板（CTST)因其独特的立体结构与空间范围的传质、传热特性，将传统的“板上液层传质”拓展为“立体空间传质”，大幅度提高了塔板空间的利用率。

在不改变塔径的前提下，扩大装置处理量是装置改造扩能的利器，可节省设备投资。

中国石化上海高桥石化分公司，由于原油中的轻质油比例增大，造成3号蒸馏装置的初馏塔与稳定塔超负荷运行，致使产品质量不合格，因此对这两个塔进行了改造，即在原有设备的基础上，将原有塔内件更换为CTST塔内件，装置处理量由19 500 $d增大至 22000t/d，使产品质量得到了显著提升。

改造费用约100多万元，与更换塔体相比，投资小施工期短，每年增产石脑油57 287 $增产液化气41 458 t。

关键词！立体传质塔板（CTST)空间范围的传质大通量初馏塔稳定塔doi：10. 3969/j.issn.1005 - 8168.2017.04.013中国石化上海高桥石化分公司3号蒸馏装置位于炼油“九五”新区，2001年之前的加工能力仅为250万t/a，于2002年5月对该装置进行扩能改造，装置设计能力大幅度调整为800万t/a(属于重计，仅旧部备），方案按料-型兼顾的常减压蒸馏计，设计油配比为：卡宾达、利比亚和阿曼原油，按照顺序原油混合比例为5:2: 3,原油密度d15. =0.858,原油比重指数为API=33.4。

尽管2003年9月22 ~ 23日进行了装置的标定，处理量为23 426 t/d(829 万t/a，年操作8 500 h)，但标定时的原油为卡宾达与马西拉混合原油，混合比例1:3,原油密度715. =0. 884，比原设计时的密度要高。

塔器分离技术最新进展_李好管

第 20 卷第 8 期 2000 年 8 月
现代化工 Modern Chemical Industry
Vol. 20 No. 8 Aug. 2000
塔器分离技术最新进展
李好管 ( 华泰工程公司 , 太原 030001)
摘要关键词介绍了近几年来大型填料塔用新型规整填料、塔内件 ( 气液分布器、进气初始分布器 ) 的开发设计和应用 ; 国内外新填料塔 , 板式塔 , 规整填料 , 塔内件 , 工业应用
开发的几种新型塔板的技术及工业应用。预计未来塔器分离技术将向行业化、复合化、节能化、大型化方向发展。
Latest progress in tower separation technique
LI Haoguan
( Huatai Eng ineering Corporation, Taiyuan 030001) Abstract The recent development, design and application of new regular packings and tower inner parts ( gas/ liquid dis tributor and inlet gas initial distributor) for large packing towers are introduced in this paper. The technology and industrial ap plication of several new tower trays developed in recent years at home and abroad are also summarized. It is predicated that the tower separation technique will develop towards industrialization, integration, energy conservation and scaling up in the future. Key words packing tower, tray tower, regular packing, tower inner parts, industrial application

梯形立体喷射塔板在环氧乙烷精制塔中的应用

示。ＣＳＴＴ塔板由矩形开孔塔板、有筛孔的梯形设喷射罩和分离板组成。ＣＳＴＴ塔板为气液并流喷射型塔板，体自板孑进入喷射罩中，气Ｌ液体由喷射罩底隙进人喷射罩内，整个板上气液经历拉膜破碎一在碰顶折返一喷射一对喷一分离５个过程。在这５个过程中气液两相的接触包括了塔板至喷射罩及分离板的整个空间，破了传统塔板传质区域为平面型打
２０年天津联合化学有限公司对环氧乙烷／０１乙二醇（ｏ／Ｇ）置分别进行了从２／１８ｋ／ＥＥ装２４．ｔａ提高到３／２ｋ／８６ｔａ的扩产改造，中生产负荷提高其
８％以上的环氧乙烷精制塔是Ｅ产品质量保证的０Ｏ关键分离设备，品纯度指标须达到９．９％，产９９６在提高负荷后，Ｆ原１浮阀塔板不能满足生产要求。因此，在塔外壳不变的基础上采用ＣＴ塔板改造ＴＳＥｏ精制塔。本工作采用计算机对环氧乙烷精制塔改造前后的工况进行了计算机模拟，ＣＳ塔板的全塔效对ＴＴ率和流体力学性能进行了核算。
维普资讯
石
油
化
工
・７９・４
２００２年第３卷第９期１

立体传质塔板在炼油装置上的应用

立体传质塔板在炼油装置上的应用
李林
【期刊名称】《炼油技术与工程》
【年(卷),期】2001(031)007
【摘要】中国石化股份有限公司洛阳分公司应用立体传质塔板对常压蒸馏装置初馏塔、污水汽提塔和催化裂化装置的干气再吸收塔进行了扩能改造.初馏塔生产能力提高80%以上;污水汽提塔处理能力提高1倍以上;再吸收塔吸收效果明显改善,于气中C3以上组分下降到2.6%.
【总页数】3页(P40-42)
【作者】李林
【作者单位】中国石化股份有限公司洛阳分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE624
【相关文献】
1.新型高效立体传质塔板在污水汽提装置上的应用 [J], 彭子杰;陈东玖;李超平
2.立体传质塔板在常压蒸馏装置扩能改造中的应用 [J], 刘升;杨积渊;吕建华
3.立体传质塔板CTST技术及其在炼油装置中的应用 [J], 吕建华;刘继东;张文林;李春利;李柏春
4.立体传质塔板(CTST)在高桥石化蒸馏装置的应用 [J], 冀琳;吴小平;吕建华;郑中
5.CTST立体传质塔板在分子筛脱蜡装置上的应用 [J], 崔宝静;王勇;贾宝军;刘春辉;张锐
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导向立体传质塔板在低温甲醇洗装置中开发应用

的流体力学性能研究表明，新塔板具有板压降低、气液二相通量大、抗堵塞、能消泡等技术特点。对扩产５％的低０
温甲醇洗脱硫塔内的水力学参数进行了核算，结果表明，扩产后的操作参数均处于导向立体传质塔板正常操作范围之内。将导向立体传质塔板应用于山西天脊集团变换气脱硫塔的扩产改造，到了扩产５％的要求，达０取得了良好的效果。塔顶出口气相中（Ｓ ≤２× ０（ＨＯ ≤３×１～，塔阻力小于００Ｐ。Ｈ２）１～，ＣＨ）０全．８Ｍａ关键词：导向立体传质塔板；流体力学；甲醇洗；脱硫
刘继东，张竞平，李春利，吕建华，王志英
（．河北工业大学化工学院，天津１３０３；２０１０．天津市普莱特科技发展有限公司，天津３０８）０３４
摘要：根据合成氨变换气脱硫塔扩产５％的要求，０开发出一种导向立体传质塔板（ＴＴ８。对导向立体传质塔板ＣＳ－）
Ｒｅｔｓｌｐｒｆｃｔｏｙｔｍ．Ｓｍｅｈｄｏｙａｃｆｔｅｎｗｒｙｗｅｅｃｎｅｅ．Ｔｈｅｒｓｌｈｗｈｔｔｅｎｗｃｉｏｕｉｉａｉｎｓｓｅｏｙｒｄｎｍｉｓｏｈｅｔａｒｏｃｍｄｅｕｔｓｏｔａｅｓｈｔａａｏａｖｔｇｓｓｃｏｒｐｒｓｕｅｄｏｒｙｈｓｍｅｄａａｅｕｈａｌｗｅｅｓｒｒｐ，ｈｇｒｆｕｓｎｓｉｈｅｘ，ａｔ— ｌｃｉｇａｄｅｔｒａｔ—ｏｍｉｇ，ｅｃｌｎｉｂｏｋｎｎｂｔｅｎｉｆａｕｆｒｚｔｎｏｕｅｐｎｅｂ５％ｄａｌａａｔｒｏｄｓｌｉａｉｃｌｍｎｘａｄｄｙ０ｃｓｈｕｏｗｅｅｓｍｕａｅ．Ｉｓｏｔａａｌｔｅｒｉｌｔｄｔｈｗｓｈｔｌｈ

环氧乙烷精制塔超压工况泄放动态模拟

环氧乙烷精制塔超压工况泄放动态模拟
张继敏
【期刊名称】《石油化工设计》
【年(卷),期】2023(40)1
【摘要】针对某EO/EG装置中环氧乙烷精制塔系统,采用Aspen HYSYS软件对环氧乙烷精制塔系统冷却水中断、停电工况、调节阀关闭等超压工况进行动态模拟,获得不同超压工况下塔内压力、温度、介质组成、再沸器热负荷等操作参数的变化情况和安全阀峰值泄放量。

以冷凝器冷却水故障工况为例,动态模拟的安全阀峰值排量215 t/h明显小于传统估算方法的313 t/h。

动态模拟能够为该系统的安全阀选型、安全阀排放扩散计算以及排放气处理方案等提供设计优化的依据。

【总页数】6页(P52-55)
【作者】张继敏
【作者单位】中国石化工程建设有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ2
【相关文献】
1.基于动态模拟的精馏塔安全阀泄放工况分析
2.碳四容器安全阀火灾工况泄放的动态模拟
3.脱丁烷塔超压泄放工况动态模拟
4.半动态模拟技术在海上平台火灾工况泄放计算中的应用
5.半动态模拟技术在海上平台火灾工况泄放计算中的应用
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调整产品结构增产环氧乙烷

调整产品结构增产环氧乙烷摘要针对抚顺石化环氧乙烷/乙二醇装置的扩能需要，采用河北工业大学的立体传质塔板技术（CTST）对精制塔进行扩能改造，详细论述了改造的方案，分析立体传质塔板CTST的性能，改造后将环氧乙烷产品产量由原设计的4.0吨/小时，提高到6.6-6.8吨/小时，达到了扩能改造的目标。

关键词环氧乙烷塔板精馏1.概况抚顺石化乙烯厂环氧乙烷/乙二醇装置采用荷兰壳牌（SHELL）公司的氧化法生产工艺，乙烯在银催化剂作用下直接氧化生产环氧乙烷（EO），其中部分EO 经精制后作产品采出，大部分EO在一定压力和温度下水合生产乙二醇（EG），装置设计生产环氧乙烷3968.3kg/h，按年操作7600小时计算，年产环氧乙烷3万吨。

为了满足市场需求的变化和效益最大化，抚顺乙烯提出对环氧乙烷精制塔进行改造，以便根据市场的需求情况调整环氧乙烷和乙二醇的生产比例。

EO精制系统流程示意图如图1所示图1 EO精制系统流程脱除了轻组分之后约含EO质量分数为58%的EO水溶液从第2块塔板进入EO 精馏塔C-302内，塔顶留出物主要由EO和微量的乙醛组成，经冷却和过冷后大部分冷凝液作为塔的回流，小部分送EG反应工段以排除微量的醛物质，约含45%的塔釜液送至EG反应工段作为生产EG的原料，高纯EO产品则从58块塔板侧线采出，经过冷后送至产品罐T-701A/B。

1.改造方案针对抚顺石化环氧乙烷/乙二醇装置的扩能需要，采用河北工业大学的立体传质塔板技术（CTST）对精制塔进行扩能改造，详细论述了改造的方案，分析立体传质塔板CTST的性能，改造后将环氧乙烷产品产量由原设计的4.0吨/小时，提高到 6.6-6.8吨/小时，为了尽可能减少改造量、节省投资，要求原塔直径保持1300mm不变，支撑圈、降液管、受液盘不变，抽出槽利旧，只将原F1浮阀塔板更换为CTST塔板，在进料流量：14384.41 KG/HR；塔釜再沸器及加热介质、产品冷却器不变；塔顶回流罐压力0.2MPaA,塔釜温度70℃，回流比≤4，塔压降≤40kPa。

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与F1 浮阀塔板相比, 气体由 CTST 塔板板孔直接进入帽罩而不通过板上液层 , 塔板上流动的液体为不含气泡的清液 , 流到降液管中的液体基本不含气泡 , 因而在进行精馏塔的设计时可降低液体在降液管内的停留时间。一般浮阀塔板设计时停留时间不小于 5 s , 而 CT ST 塔板最小可达 2.4 s , 因而同样截面积降液管的 C TST 塔板液体的通过能力可以比 F 1 浮阀塔板提高一倍。从以上分析得知 , C TST 塔板与 F1 浮阀塔板相比 , 无论是气相还是液相通量均可提高 80 % ～ 100 %。图 2 中 D =600 mm ,
[ 收稿日期] 2002 -01 -05 ;[ 修改稿日期] 2002 -04 -11 。 [ 作者简介] 吕建华(1973 -), 男 , 河北省丰润县人 , 硕士 , 电话 022
-26564473 , 电邮 hgyl @ 。 [ 基金项目] 国家科技重大攻关项目(2001BA32613)。
依据计算机模拟结果 , 采用 CT ST 塔板对精制塔进行水力学计算(见表 1), 结果表明空塔动能因子 FT 已部分达到或超过 3.0 kg1/2/(s·m1/2)。根据水力学计算结果 , 在原塔体及支承圈、降液管、受液盘均不变的条件下 , 只需更换塔板(第 58 层塔板不动), 并将溢流堰高度由 50 mm 降至 15 和 20 mm 。改造后全塔压力降小于34kPa , 生产过程中处理量
图 4 环氧乙烷精制塔示意图 Fig.4 Schemat ic diag ram of et hylene oxide t reat ing column.
第 9 期吕建华等 :梯形立体喷射塔板在环氧乙烷精制塔中的应用
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除了轻组分之后的 EO 质量分数为 37 %左右的水溶液由第 2 块塔板进入塔内。由于进料压力较高 , 所以在进料中仍残留有一部分轻组分 , 为了使 EO 产品中的轻组分含量尽可能的低 , 采用塔顶全回流放空不凝气 , 并在塔顶下 10 块板左右的位置侧采出产品的方法 , 这样基本脱除了轻组分 , 使 EO 产品质量大幅度提高 , 使其质量分数达到 99.996 %以上。而塔底釜液中 EO 的质量分数降低到 17 %左右 , 被送到乙二醇生产工段。 2.2 精制塔的模拟计算及分析获得 EO 精制塔全塔效率的最佳途径是对原操作工况进行计算机模拟 , 确定完成该精馏操作所需的最少理论板数 N T , 理论板数 N T 与实际板数 N P 之比即为全塔效率 E 。全塔效率的计算机程序框图如图 5 所示。全塔具有精馏作用的塔板共 68 块 , 设 N T 的初始值为 68 。该塔在改造前 EO 的设计生产能力为 2.75 t/ h , 由于浮阀塔板在超过最佳操作点时效率开始下降 , 所以采用最大生产负荷时的操作数据计算全塔效率 , 即 :进料量 9.32 t/h , 回流量 20.2 t/ h , 侧线采出量 3.1 t/ h , 塔釜采出量 5.72 t/ h , 进料中 EO 的质量分数为 37.27 %。计算机模拟结果为完成该操作所需要的最少理论板数 N T = 33 , 即此时 EO 精制塔的全塔效率 E =48.5 %。
2 环氧乙烷精制流程与精制塔的改造
2.1 精制塔基本结构与流程天津联合化学有限公司 EO 精制塔如图 4 所
示 , 塔径 300 mm , 69 块塔板 , 板间距 350 mm , 其中第 2 块塔板为进料板 , 第 58 块塔板为带有通气孔无精馏作用的液相产品采出板。该塔的作用是将 EO 和水分离 , 得到纯度大于99.996 %的EO 产品。脱
图 5 计算机模拟程序框图 Fig .5 Flow sheet of comput er simulation .
当 EO 生产负荷增加 80 %达到 5.0 t/h 时 , 由于精馏塔的塔板数不变 , 改造后全塔效率必须达到 48.5 %以上 , 才能使 EO 的产品达到质量要求 , 即理论板数最少为 33 块。
本工作采用计算机对环氧乙烷精制塔改造前后的工况进行了计算机模拟 , 对 C TST 塔板的全塔效率和流体力学性能进行了核算。
1 C TST 塔板的结构与性能
1.1 结构与操作工况 C TST 塔板的结构及其在塔内的排布如图 1 所
示。CT ST 塔板由矩形开孔塔板、设有筛孔的梯形喷射罩和分离板组成。CT ST 塔板为气液并流喷射型塔板 , 气体自板孔进入喷射罩中 , 液体由喷射罩底隙进入喷射罩内 , 在整个板上气液经历拉膜破碎 ※ 碰顶折返 ※喷射 ※对喷 ※分离 5 个过程。在这 5 个过程中气液两相的接触包括了塔板至喷射罩及分离板的整个空间 , 打破了传统塔板传质区域为平面型式的局限 , 对于塔板间距在 350 ～ 550 m m 的板式塔 , CT ST 塔板间的空间利用率可达到 20 %～ 60 %。 1.2 性能
梯形立体喷射(CT ST )塔板是一种新型高效喷射型塔板[ 1] , 已广泛应用于炼油、石油化工、维尼纶、化工、制药等行业 , 涉及精馏、吸收、解吸、气提等过程[ 2～ 7] 。
2001 年天津联合化学有限公司对环氧乙烷/ 乙二醇(EO/ EG)装置分别进行了从 22/ 41.8 kt/ a 提高到 38/ 62 kt/ a 的扩产改造 , 其中生产负荷提高 80 %以上的环氧乙烷精制塔是 EO 产品质量保证的关键分离设备 , 产品纯度指标须达到 99.996 %, 在提高负荷后 , 原 F1 浮阀塔板不能满足生产要求。因此 , 在塔外壳不变的基础上采用 CT ST 塔板改造 EO 精制塔。
表 1 EO 精制塔的水力学数据 Table 1 Hydraulics dat a of EO treating column
D esign paramet er
T ray number
T ray Diam eter/ mm T ray spacing/ mm Wei r height/ mm M ax vapor rat e/ m3·s -1 V apor densit y/ kg·m -3 T ray opening / % F T/ kg1/2(s·m1/2)-1 M ax liquid rat e/ m3·h -1 Wei r lengt h/ mm Floodi ng intensity/ m3(m·h)-1 Liquid density/ kg·m -3 Dow ncomer residue time/ s Column pressure drop/ P a Range of operati on/ %
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明 , 若以雾沫夹带 10 %作为操作上限 , F 1 浮阀塔板的板孔动能因子为 17 kg1/2/(s·m1/2), 而 CTS T 塔板可达 34 kg1/2/(s·m1/2), 即在相同的塔板开孔率时 , CT ST 塔板的操作上限比 F1 浮阀塔板高一倍。
由于 CT ST 塔板开孔大 , 一般大于 40 mm × 120 mm , 而气体、液体的喷射速率达 10 ～ 20 m/ s, 对喷射孔有自冲刷作用 , 塔板抗堵塞能力大幅度提高 , 能够处理含固体颗粒及易产生自聚的物料。并且塔
图 3 CTS T 塔板与 F1 浮阀塔板压降比较图 Fig.3 Pressure drop per t ray of CTS T and F1 float valve t ray.
板上无活动部件 , 可以延长塔的维修周期。 CT ST 塔板特殊的喷射型操作工况 , 使得塔板
上液体为清液 , 因此无发泡机制 ;另外高速喷射的液滴回落到塔板时又具有破沫作用 , 所以 C TST 塔板能够处理常规塔板难以处理的易发泡物料。 1.2.4 板上液面梯度对操作的影响小
对于 CT ST 塔板 , 由于液体进入罩内除靠液层高度的静压强外 , 还靠气体缩孔引流的作用 , 即气体进入板孔和帽罩后 , 静压能转化为动能 , 气速增加 , 压强降低 , 而板间压强不变 , 板上液体在内外压强差的作用下被压入帽罩内。这种缩孔引流的作用大于板上液层高度静压强的作用 , 因此板上液层高度对 CT ST 塔板的操作工况影响不显著。
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梯形立体喷射塔板在环氧乙烷精制塔中的应用
吕建军2
(1.河北工业大学化学工程研究所 , 天津 300130;2.天津联合化学有限公司 , 天津 300271)
[ 摘要] 分析了梯形立体喷射(CTS T)塔板的结构与性能 , 通过 CTS T 塔板对环氧乙烷(EO)精制塔改造的实例 , 采用计算机模拟 , 对 CTS T 塔板的全塔效率及水力学性能进行了核算。结果表明 , CTS T 塔板与 F1 浮阀塔板相比 , 全塔效率高 1.5 %, 生产能力高 80 %以上。改造后的环氧乙烷精制塔部分空塔动能因子超过 3.0 kg1/2/(s·m1/2)。 [ 关键词] 塔板 ;梯形立体喷射塔板 ;精馏塔 ;环氧乙烷 [ 文章编号] 1000 -8144(2002)09 -0749 -04 [ 中图分类号] T E 65 [ 文献标识码] A
C TST 塔板独特的空间结构及喷射操作工况 , 加上塔板采用了矩形开孔 , 使塔板开孔率大幅度提高 , 可超过 20 %, 使其具有优越特性。
图 1 C TST 结构与操作工况示意图 Fig.1 S truct ure and operat ion of CTST.