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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。
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。
立体喷射塔板在MCP装置分馏塔的应用唐玉军，李辉，刘成，杨军扬州石化有限责任公司炼油分厂摘要：立体喷射塔板应用于扬州石化MCP装置分馏塔改造中，以MP膜喷射塔盘、CJST塔板替换原固舌型、双溢流塔板。
改造后处理能力从催化加工量由原来的29t/h提高到33t/h，塔底液相温度下降到335℃，有效地降低了分馏塔塔底结焦，全塔压降降至17 kPa，系统运行效果良好，操作稳定性增强，产品质量得到改善，产品分布更趋合理，生产达到长周期运行。
关键词：立体喷射塔板，分馏塔，改造立体喷射塔板是天津创举有限公司在新型垂直筛板基础上研究开发的一种高效塔板，并已成功应用在石油化工及精细化工等各行业，为企业的扩能、节能、降耗作出了巨大贡献，同时取得了良好的社会效益和经济效益[1]。
扬州石化有限责任公司的MCP装置于2011年7月建成投产，是全国首套重油选择性催化裂解工业装置，处理能力为25万吨/年，其目的为多产低碳烯烃。
MCP装置分馏系统采用精馏的方式对油气进行分离。
2 分馏塔技术改造情况2.1改造前分馏塔的情况及存在的问题改造前当加工量提至29t/h以上时，经常出现塔底及回炼油罐液位居高不下的情况。
同时在夏季生产中，由于分馏塔顶油气量大，冷却能力不足，易造成冷后温度过高，富气量增大，严重影响气压机操作，限制了加工量的提高。
分馏塔采用舌型塔盘，塔盘上未设出口堰，塔盘上液层较薄，传质区主要存在板上液层，塔板板效率较低，最终导致柴油95％点温度小于345℃的质量要求不能满足。
而为了满足其质量要求，只能降低柴油凝固点至-5℃以下，降低柴油凝固点则使大量柴油组分被压入回炼油中，降低了柴油收率，并造成塔的中下部负荷增大，塔底及回炼油罐液位大幅上升，最终也影响到加工量的提高。
反应油气中夹带催化剂，催化剂粉尘会沉积在塔板上，造成塔板的堵塞，使得塔盘分离效率下降。
同样催化剂粉尘随液相流入受液盘，也会造成降液管底隙堵塞[2]。
MCP装置运行一定周期后，由于分馏塔塔板结盐、催化剂堵塞等一系列不利因素的影响，导致装置无法实现长周期满负荷运行。
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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喷射型立体连续塔板及其在精馏技术的应用杜佩衡（河北工业大学天津衡创工大现代塔器技术有限公司，天津300384）摘要：在新型垂直筛板基础上进行帽罩结构的改进，形成了一种新的喷射型立体连续传质塔板——梯矩形立体连续传质塔板，文中介绍了其结构、操作工况与技术特性及其在PVC、甲醇等行业精馏塔技术改造应用的实例，表明梯矩形立体连续传质塔板具有更大的处理能力、更高的传质效率、更低的阻力等优异特性。
还简要介绍了在梯矩形立体连续传质塔板基础上进一步发展起来的国家发明专利技术，乃是超高通量、超高操作弹性的喷射型立体连续传质塔板。
关键词：喷射型；梯矩形；立体连续传质塔板；精馏技术；工业应用中图分类号：TQ053.5文献标识码：ACharacteristics of spraying tridimensional successive mass transferring-tray and application indistillation technologyDU Pei-heng(Hebei University of Technology, Heng Chuang Gong Da Modern Tower Technology Co., Ltd, Tianjin 300384,China)Abstract: Based on the new-vertical-sieve-tray, some reform on cap structure was made to develop a new spraying tridimensional successive mass transferring-tray — LLC-Tray. The structure、operating conditions and technical characteristics of LLC-Tray were introduced, and the applications of LLC-Tray in PVC、Methanol industry and so on were also shown in this paper. It was found that the LLC-Tray had great improvements and excellent advantages, such as greater treatment capacity、higher mass transfer efficiency and even lower resistance. The further development of National invention patent based on LLC-Tray was briefly introduced, which had the advantages of super high flux and operating flexibility.Key words: spraying; trapezoidal-rectangular; LLC-Tray; distillation technology; industrial application经过长期潜心的研究，我们开发出来喷射型立体连续传质塔板技术，可用3个发展阶段予以简介：第1阶段：新型垂直筛板（New-VST）技术；第2阶段：梯矩形立体连续传质塔板（LLCT）技术；第3阶段：国家发明专利技术。
鉴于第1阶段New–VST技术近20年来已在化工、石油化工、制药化工、氯碱化工、煤化工等多个行业广泛采用，对其结构、操作原理与技术特性等已为大家所熟知，因而不予以赘述。
这里仅就第2、3阶段尤其是第2阶段梯矩形立体连续传质塔板技术着重进行介绍。
1梯矩形立体连续传质塔板（LLCT）技术LLCT技术是近几年在New–VST技术长期工业实践成果的基础上经过分析总结并作进一步深入研究开发出来的水平更高、效果更好的喷射型立体连续传质塔板，与New–VST相比具有更大的处理能力、更高的传质效率、更小的流动阻力及更优的操作弹性，并且与New–VST一样具有独特的防有机物自聚堵塞的能力与防固体悬浮物堵塞的能力，并特别适用于脏粘物料与易发泡物系的操作。
目前，LLCT技术已在PVC、甲醇、氟化工、煤化工、精细化工等行业的多种精馏操作中成功使用。
1.1 LLCT的结构、操作工况与性能1.1.1 LLCT的结构、操作工况LLCT（梯矩形立体连续传质塔板）系新型高效喷射型塔板，塔板上采用矩形开孔，矩形孔上方设置带有矩形窗与筛孔并置的梯矩形喷射罩体（图1）。
操作时液体自罩底孔隙四周进入罩内，气体自矩形板孔进入罩体中，将液体通过托液拉膜，破膜粉碎形成诸多细小液滴并分散在气体中，此气液混合物上升至罩顶碰撞到顶盖板后将部分折返，返回的气体及液滴与后续上升的气液激烈碰撞、混合；气液混合物自罩体上部侧面的矩形窗与筛孔向两侧水平向下方向喷射而出，此喷出的气液混合物中的大液滴回落至液层中，经帽罩底隙再被压入罩体进行循环，而气液混合物（其中含有细小的液滴）则上升到罩体上方并上升至上一层塔板，这样在一层一层塔板中循环达到传质、传热分离的目的（图2）。
图1 LLCT帽罩结构简图图2 LLCT结构和操作工况该塔板打破了传统塔板（如泡罩、浮阀、筛板塔板等）平面的、阶梯式（间歇式）的传质区域的局限，使气液两相接触传质区域发展成为罩内、罩外、罩顶空间的范围，使板式塔板间空间全用于传质，在全塔上下形成了立体连续全方位传质，因而具有很好的传热传质作用（参图2）。
LLCT的技术性能（1）传质效率高。
LLCT仍采用喷射型帽罩结构，由于操作中快速上升的气体（相）能将液体破碎成很细小的液滴（通常0.5~5mm的液滴约占95%）分散在气相中且不断翻腾，确保了它具有很大的气液接触面积与颇大的传质系数，且由于气液混合物在板间空间停留时间（即气液接触传质时间）长，即大大提升了气液两相接触传质时间，从而大大提高了传质效率，与New–VST相比可提高5%~10%以上。
（2）处理能力大。
由于采用梯矩形帽罩结构，即在塔板上采用矩形开孔，与New–VST圆形板开孔相比可以提高开孔率，以φ（1500~3000）mm的塔径的塔而言，一般可提高约30%的开孔率。
加上其他一些结构因素（比如帽罩顶盖构造的改进），可以提高气流速度，从而使其生产处理能力与New–VST相比可提高50%~70%。
（3）气体流动阻力小。
由于LLCT的帽罩在其上部开了天窗（New–VST帽罩则没有天窗），加上塔板板孔孔口边缘进行圆弧形导角处理等结构的改变，使气体流动的阻力下降，与New-VST相比大约可以降低20%~40%。
（4）其他技术性能。
LLCT在生产中由于气液混合物具有很高的流动速度，故对气流通道具有很强的冲刷作用，既具有特别强的抗堵塞能力，因而很适用于处理含固体悬浮粒的物系与易产生自聚的物料。
另外，由于LLCT这种塔板在生产运行中板上的液体始终处于清液（而非泡沫液）状态，进入降液装置的液体乃是清液，故对易发泡物料具有独特的适应性。
1.2 LLCT在化工生产精馏技术中的应用1.2.1 PVC行业氯乙烯精馏塔从1988年起，采用New–VST技术改造氯乙烯提纯用的低沸（物）精馏塔与高沸（物）精馏塔取得良好的效果。
这已在有关文章中发表过[1-3]。
为了更进一步提高PVC行业的低、高沸精馏塔的技术水平，尤其在精馏分离效果相同的要求下再提高生产能力与节约能耗，近几年我们已改采用LLCT技术对PVC行业的低、高沸精馏塔进行技术改造，迄今已有近20余家企业采用了LLCT技术。
表1列出了部分应用厂家的情况。
表1 采用LLCT技术改造氯乙烯精馏塔部分厂家企业名称生产能力/万t（PVC）·a-1新设计或改造低沸塔直径/mm高沸塔直径/mm年-月宝硕集团电化公司（保定） 4.0～5.0 改造500 800 2003.1 宝硕集团电化公司（保定）8.0～10.0 新设计700 900 2003.10 杭州电化集团 4.5～5.0 改造700 800 2003.4 无锡电化集团 5.0～8.0 改造700 2002.12 张家口盛华化工公司 6.0 改造500 700 2003.10 南通江山农药化工有限公司 4.0～6.5 新设计600 800 2003.11 宜昌宜化集团 5.3 新设计600 800 2004.2 山东恒通（郯城）化工公司 5.0～10.0（12.0）新设计800 1100 2003.2 山西榆社化工有限公司 6.0～10.0 新设计700 900 2003.12 新疆天业化工股份公司 5.0～10.0 新设计700 900 2004.1 唐山三友集团冀东化工厂 4.0～4.5 改造600 600 2004.2 江苏天成化工股份公司 5.0～6.0 新设计600 700 2004.4 唐山三友集团氯碱公司 6.0～12.0 新设计700 900 2004.8 宜昌山水投资公司 2.0 改造500 2004.9 浙江衢化电化厂10.0（12.0）新设计700 900 2004.9 武汉葛化集团9万t/a（vcm）改造800 1200 2005.3 浙江衢化电化厂10.0 改造700 800 2005.5 河北盛华化工有限公司10.0～12.0 新设计700 2006.10综合上述企业在采用LLCT技术改造氯乙烯低沸精馏塔与高沸精馏塔后使用的结果，与此前使用New–VST技术改造氯乙烯低沸精馏塔与高沸精馏塔使用结果相比各方面的性能确有了新的提高。
（1）处理能力更大。
比如表1 中浙江巨化电化厂10.0万t（12.0万t）PVC/a 能力的低沸精馏塔、高沸精馏塔采用LLCT技术其2塔塔径分别为φ700mm与φ900mm；而采用New–VST技术时同样生产能力的低沸精馏塔、高沸精馏塔2塔塔径则分别为φ900mm与φ1200mm，两者相比用LLCT技术比用New-VST技术生产能力可提高50%~70%以上。
另外，早期用New–VST技术改造的低沸精馏塔，比如天津大沽化工厂的φ600mm塔生产处理能力为4.5万~5.0万t （PVC）/a ，而近年张家口盛华化工有限公司6.0万t （PVC）/a的低沸精馏塔采用LLCT技术其塔径仅为φ500ｍｍ，两者相比采用LLCT 技术比采用New–VST技术可使生产处理能力提高72%。
（2）传质效率更高。
采用New–VST技术时，产品氯乙烯中杂质含量达到：低沸物（C2H2）含量为（4~5）ppm；高沸物（二氯乙烷等）含量为（30~40）ppm，而采用LLCT技术后，产品氯乙烯中杂质含量可确保达到：低沸物含量为“0”ppm（指仪表测不出来），高沸物含量为0~5ppm。
