穿流板式汽提塔的应用与改进

溢流筛板塔汽提技术在PVC生产中的应用许志东,綦勇(中国石化齐鲁股份有限公司氯碱厂,山东淄博255400)*[关键词]溢流筛板塔;汽提;PV C;应用[摘要]介绍了溢流筛板塔的结构及溢流筛板塔汽提技术的工艺流程、工艺指标和技术特点,并与穿流筛板塔进行了技术比较。

指出溢流筛板塔汽提效率高,脱出VCM的能力强,可使P V C中残留V CM含量在1@10-6以下。

[中图分类号]T Q325.3;T Q051.8[文献标识码]B[文章编号]1009-7937(2006)12-0037-03 The application of stripping technology of overflow sieve-plate tower in the production of PVCX U Zhi-dong,QI Yong(Chl or-Alkali Plant of Qilu Inc.,SINOPEC,Zibo255400,China) Key words:overflow sieve-plate tower;stripping;PVC;applicati onAbstract:The stripping process fl ow,process i ndexes and technological characteristics of over-f low si eve-plate tower were introduced as well as the structure of overfl ow sieve-plate tower. The overflow sieve-plate tow er was compared w ith turbogrid sieve-pl ate tower in technology.It was indicated that overflow sieve-plate tower had high stripping eff iciency,good abi lity to remove vinyl chloride,and could reduce the content of residue VCM to the level of ppm.前言在VCM悬浮聚合过程中,聚合转化率一般控制在85%左右,未反应VCM存在于聚合釜内悬浮液上面的气相、水分散相及PVC颗粒内,这些VCM经聚合釜釜内和浆料槽泄压回收后,PVC树脂浆料中仍残留1%~2%。

简述板式塔的工作原理及应用1. 引言板式塔是一种常见的分离设备，广泛应用于化工、环保、石油和食品等领域。

它通过将气体或液体通过塔体进行间接接触和传质，以实现分离和纯化的目的。

本文将简述板式塔的工作原理及其应用领域。

2. 工作原理板式塔的工作原理是基于物质之间的传质与分质特性的差异。

在塔内，通过增大物料与气体或液体之间的接触界面，促进物质间的传递，实现塔内物质的分离。

2.1 驱动力板式塔的工作离不开驱动力的作用。

常见的驱动力包括质量传递驱动力和热力传递驱动力。

2.1.1 质量传递驱动力质量传递驱动力是指由于物料浓度或组分差异导致的物质传递。

例如，在气体吸收塔中，通过在液相中溶解气体，利用气体与液体之间的浓度差进行传质。

2.1.2 热力传递驱动力热力传递驱动力是指由于物料温度差异而导致的传热驱动力。

例如，在蒸馏塔中，热力传递驱动力通过加热塔底部液体，使其蒸发，然后在塔顶部冷凝，实现分离纯化。

2.2 传质机制板式塔的传质机制主要有两种：传递、升速和离心等离子传质和湿壁流传质。

2.2.1 传递、升速和离心等离子传质在板式塔中，流体经过转盘孔板和塔板时，会产生传递、升速和离心等力的作用，从而增大传质速度，提高传质效率。

2.2.2 湿壁流传质湿壁流传质是指气体或液体从板式塔壁面上通过薄膜的方式传质。

薄膜与壁面的接触面积较大，传质速率较快。

3. 应用领域板式塔广泛应用于化工、环保、石油和食品等领域，以下列举几个常见的应用场景。

3.1 萃取分离板式塔可用于化工生产中的溶剂萃取分离过程。

通过固定的提取剂将目标物质从溶液中提取出来，以实现物质的分离纯化。

3.2 洗涤过程在化工和食品行业中，板式塔常用于洗涤过程中的废气处理，如除去氨气、硫化氢等有害物质。

3.3 反应器冷却板式塔还可用于化工生产中的反应器冷却过程。

通过在塔内引入冷却剂与反应产生的热量进行传热，以降低反应温度。

3.4 吸收塔吸收塔是板式塔的一种常见应用形式。

汽油分馏塔改造及运行问题摘要：介绍了汽油分馏塔改造内容、开车后出现的运行问题，分析了问题产生的原因，总结了解决措施。

关键词：汽油分馏塔调质油急冷油粘度前言：烯烃部乙烯装置汽油分馏塔DA101现有工艺是按照ABB Lummus公司两段式工艺方案，2005年改造为散装填料/塔盘复合式塔，塔径φ4900mm、塔高23000mm（切线高度）。

2016年至2020年运行周期内，随着乙烯装置裂解原料轻质化，轻石、轻烃总和比例最高达到68.6%，汽油分馏塔已不能适应当前原料变化。

汽油分馏塔运行期间存在塔釜温度篇低、顶温偏高，塔内换热效率差，填料层下部存在堵塞问题。

1. 汽油分馏塔改造内容：为避免汽油分馏塔结焦、堵塞，影响乙烯装置长周期运行，对汽油分馏塔塔内件进行改造,减少填料高度，增加大孔穿流塔盘数量；塔外，增加一台急冷油换热器，降低汽油分馏塔中段循环回流温度，提高换热能力。

1.1改造说明:汽油分馏塔筒体尺寸不变：塔径φ4900mm、塔高23000mm（切线高度）不变。

仍为散装填料/穿流塔盘/格栅填料/角钢塔盘组成的填料/塔盘复合塔。

考虑该塔塔径较小，负荷大，为了保证长周期平稳运行，将原有9480mm高度填料层变更为6000mm填料，同时增加了4层大孔穿流塔盘，即穿流塔盘数量增加到了7层。

这样可以控制易聚合物料使其不进入填料段，而停留在大孔穿流塔盘区域，大孔穿流塔盘不易堵塞，从而可以保证长周期平稳运行。

具体内容如下：a）拆除塔顶原有汽油回流喷嘴式液体分布器，更换新的喷嘴式液体分布器；原有9600mm填料层高度变为6000mm，重新设计填料支撑。

b）拆除原有分馏段下部三层大孔穿流塔盘，将穿流塔盘数量增加到七层，板间距700mm。

c）重新设计轻柴油抽出槽。

d）现有塔中部急冷油喷嘴式液体分布器的喷嘴进行更换。

e）新开轻柴油侧线采出口、轻柴汽提返塔口、温度计口、液位计口、人孔等，并对本次改造后废弃不用相关管口进行封堵设计。

中国氯碱China Chlor-AlkaliNo.10 Oct.,201922第10期2019年10月汽提塔工艺运行比较李永强（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏石嘴山753202）摘要：介绍了国内主要使用的VCM汽提技术及汽提机理，对现运行的2套不同工艺条件的汽提塔过程进行比较，分析了蒸汽在汽提过程的不同消耗之处，研究降低蒸汽消耗和提升产話质量的措施。

关键词：汽提技术；汽提机理；工艺比较；优化措施中图分类号:TQ028.1+5文献标识码：B文章编号:1009-1785（2019）10-0022-02Stripper craft movement comparisonLI Yong-qiang(Ningxia Yinglite Chemical Co.,Ltd.,Shizuishan753202,China)Abstract:Introduces the main use of VCM steam stripping technology and the mechanism,compares the process of two sets of different process conditions,analyzes the different steam consumption in the steam stripping process,and studies the measures to reduce steam consumption and improve product quality.Key words:steam stripping technology；steam stripping mechanism；process comparison；optimization measures宁夏英力特化工股份有限公司先后建设2套12万t/a PVC装置，各配套浆料汽提系统，现对2套系统的不同运行工艺进行对比分析。

汽提塔机械设计摘要汽提塔根据GB150-1998《钢制压力容器》和JB4710-2005《钢制塔式容器》标准设计。

本设计内容包括说明部分和计算部分。

塔设备是化工，炼油，医药等各工业生产中重要的传质传热设备。

它的作用是实现气-液相或液-液相之间的充分接触，从而达到相际间进行传质及传热的目的。

塔设备广泛用于蒸馏、吸收、气提、萃取等单元操作中。

本设计中，说明部分主要包括塔设备的作用，分类，构造，以及汽提塔总体结构的说明，设备所用材料及结构的选择，制造工艺说明，设备的检验，安装和运输。

计算部分主要包括塔体壁厚计算，水压试验校核，开孔补强，补强圈设计等;质量载荷，地震载荷，风载荷的计算，塔体强度和轴向稳定性验算，裙座设计以及筒体与裙座对接焊缝的验算。

汽提塔属于压力容器，主要用于汽提出油气中的轻组分，同时把轻组分汽提到分馏塔中，提高汽油产率。

此次设计着重结构设计与计算，通过计算与校核得到可行的数据，以这些数据作为尺寸依据从而绘制了装配图和零部件图。

整个设计由翻译，说明书和图纸组成。

关键词：汽提塔，设计计算，强度校核Stripper mechanical designAbstractThe stripping tower is based on GB150—1998‘steel pressure vessel’and JB4710—2005‘steel tower vessel’.This design consists of two parts: declarations and calculations.Tower is an important mass transfer and heat transfer equipment in chemical industry, refining oil, pharmaceutical industry and other industrial production. Its role is to realize the gas phase or liquid phase contact fully, so as to achieve the mass transfer and heat transfer purpose between phases. Tower is widely used in distillation, absorption, gas extraction, extraction and unit operation.In this design, declarations part mainly includes the function, classification and structure of the tower equipment; general structure instruction of stripper tower, materials and structure choice of the equipment , manufacturing process description, the inspection, installation and transportation of the equipment.The computation part mainly includes the thickness calculation of the tower body wall, hydraulic pressure test, opening reinforcement, circle strengthen design; calculations of quality load, earthquake load and the wind load; tower body strength and axial stability checking, skirt holder and butt weld checking.The stripper belongs to pressure vessel, mainly used for stripping the light component of oil, at the same time the light component was stripped to the fractionating tower, improves the yield of gas. The design focuses on the structure design and calculation, through calculation and checking get feasible data, use these data as a basisto draw the assembly and parts diagram. The whole design consists of translation, specifications and graph papers.Keywords: stripping tower, design calculation, strength check目录1说明部分 (1)1.1设计任务 (1)1.2设计思想 (1)1.3设计特点 (2)1.4主要设计参数的确定和说明 (2)1.4.1 设计压力 (2)1.4.2 设计温度 (2)1.4.3 焊缝系数 (3)1.4.4 壁厚附加量 (3)1.4.5 许用应力 (3)1.5材料的选择和论证 (4)1.5.1 考虑机械性能对设备材料进行选择论证 (4)1.5.2 考虑腐蚀方面对设备材料进行选择论证 (4)1.5.3 各主要部件材料的选择与论证 (5)1.6结构型式的选择与论证 (6)1.6.1 塔盘结构型式的选择与论证 (8)1.6.2 封头结构型式的选择与论证 (11)1.6.3 裙座结构形式的选择与论证 (13)1.6.4 法兰的结构型式选择与论证 (15)1.6.5 平台梯子结构形式的确定 (19)1.7制造工艺 (20)1.7.1 塔体制造工艺线 (20)1.7.2 焊接工艺 (21)1.7.3 质量检验技术要求 (22)1.8汽提塔的结构简图 (23)2计算部分 (24)2.1筒体封头壁厚的计算 (24)2.1.1筒体的壁厚计算 (24)2.1.2 封头的壁厚计算 (24)2.2水压试验应力校核 (25)2.3塔体轴向稳定与强度校核计算 (26)2.3.1 载荷分析 (26)2.3.2 工况及危险截面分析 (27)2.4质量载荷计算 (28)2.5塔的自振周期计算 (30)2.6地震弯距和地震载荷的计算 (31)2.7风载荷和风弯距计算 (34)2.7.1 各塔段所承受的风力计算 (35)2.7.2 风弯距的计算 (36)2.8弯矩的计算 (36)2.9圆筒轴向应力校核 (37)2.9.1 圆筒轴向应力 (37)2.9.2 圆筒强度稳定校合 (37)2.9.3 圆筒强度稳定校核 (37)2.10裙座强度及稳定性校核 (39)2.11裙座与塔壳连接焊缝验算 (41)2.12垫脚螺栓的计算 (41)2.13法兰强度校核 (43)2.13.1 常一油入口法兰的选定 (43)2.13.2 法兰系数 (44)2.13.3 对上述设计条件下的法兰进行强度校核 (44)2.14开孔补强计算 (49)2.14.1 塔顶常—气相出口 (49)2.14.2 筒体人孔处接管的补强 (51)3 结论 (55)参考文献 (56)谢辞 (57)1 说明部分1.1 设计任务汽提塔的主要设计参数：设计压力：0.82MPa设计温度：190℃介质：汽油、油气内径：1200mm塔高：26302mm保温层厚：110mm（微孔硅酸钙）地震烈度：7度场地类别：Ⅱ安装地点：抚顺1.2 设计思想(1)根据GB150-98《钢制压力容器》与JB4710-98《钢制塔式容器》等国家标准为基础进行设计。

穿流板式汽提塔的操作注意事项汽提塔是PVC树脂生产过程中的重要设备之一，用于回收聚合生成的PVC树脂颗粒内部溶解吸附的VCM，使PVC树脂残留VCM含量达到国家标准。

PVC生产过程中常用的汽提塔分为有溢流堰塔和无溢流堰塔，其中无溢流堰塔俗称穿流板式塔。

在生产过程中，有溢流堰塔的传质传热过程仅在塔板上进行，PVC浆料在板间流动时仅有传热而没有传质，而无溢流堰塔内一直都在进行传质与传热；因此，无溢流堰塔的产能要高于有溢流堰塔. 但由于浆料在无溢流堰汽提塔中停留时间较短（一般为6~8min），所以无溢流堰汽提塔在PVC树脂生产中的蒸汽消耗量相对较高，且PVC树脂的质量也更容易产生波动。

聚合装置浆料汽提工序采用无溢流堰的汽提塔，一般分为转载填料和无填料的。

塔体一般都是多层，填料高度一般1M左右，（填料类型，鲍尔环拉西环等）这样浆料可以均匀的分布在塔板上，在运行中会出现各种异常现象。

如汽提塔内浆料杂质粒子数波动较大，汽提塔顶部气相部分带料严重，成品树脂的残留VCM含量超标，汽提塔结垢等问题。

控制：温度在汽提塔运行过程中，汽提塔温度是控制PVC树脂中残留VCM含量的主要工艺指标。

VCM在PVC树脂、脱盐水及蒸汽3相中的不等量分布使其在PVC浆料中存在着脱吸动力。

通过提高浆料温度使PVC浆料受热沸腾，不仅提高了PVC浆料内VCM在蒸汽给予的汽化潜热的作用下经过颗粒中的孔隙穿过皮膜层向水相中扩散的速度，同时还提高了VCM由水相冲破水液层静压阻力扩散至气相的速度；因此汽提温度越高，VCM在3相中的转移速度越快，PVC树脂颗粒内残留VCM的含量也越低。

但PVC树脂的热分解温度较低，长期受热或温度过高时会使其分解变色而造成树脂的杂质粒子数超标，因此，从提高成品树脂质量和降低生产消耗两方面综合考虑，在有效脱吸PVC树脂中残留VCM的同时应尽量减少汽提塔蒸汽的用量。

（塔顶控制93—98 塔底 103—108）于此同时要控制进塔蒸汽为饱和蒸汽，通常有冷水减温，不然的话过热蒸汽潜热较大，在塔内停留时间长，对浆料不好，使PVC分解变色，影响控制指标。

一、板式塔的发展历程与研究方向蒸馏是一种量大而面广的工业分离混合物的方法，广泛应用于化工、炼油、食品、轻工业等许多工业部门，在国民经济中占有很大的比重。

据统计，塔设备的投资费用占化工和石化过程共投资费用的25% ，占总能耗的40%。

此外，塔设备性能的好坏对产品质量和产量起着十分重要的作用，对降低能耗、降低生产成本和提高企业竞争实力有着重大的意义。

近年来，尽管涌现出不少新的分离技术，在实际生产过程中，蒸馏操作仍占领这很重要的地位。

虽然从20 世纪80 年代开始，高效规整填料在工业塔中的成功应用改变了工业蒸馏设备长期以来已板式塔为主的的局面，但板式塔因其设备造价低廉、操作范围广、对各种物系适应强、易于清理和检修等优点，在蒸馏操作中仍占有不可替代的地位。

特殊是高压、高粘度等特殊工况条件下，板式塔仍占有优势。

由于板式塔在蒸馏设备中占有重要地位，所以各国研究者对塔板性能的研究和新型塔板的开辟与应用方面做了大量的工作，其中一个重要的方面就是对塔板的流体力学性能和塔板上流体流动状况的研究，此外就是开辟高效、节能、结构简单和的新型塔设备。

板式塔作为完成蒸馏操作的过程的一个主要设备，得到了广泛深入的研究。

二、板式塔发展历史早在1813 年Cellier 就提出了泡罩塔，筛板塔也早在1832 年开始用于生产。

19 世纪初，新的炼油工艺又推动了塔设备的发展。

进入20 世纪后，石油成为主要能源和石油化学工业的原料，早期的塔设备已不能满足这些不断更新的工艺过程需要，这就促进了精馏技术和塔设备有了新的发展。

塔设备的发展大致可分为四个阶段：(1)第二次世界大战结束前，塔设备主要用于炼油工业，塔型中以泡罩塔为主，而在无机酸工业中则多用于填料塔。

(2)第二次世界大战结束后，炼油和石油化学工业有了较大的发展，促使塔设备不断增加，除了对筛板、泡罩等原有塔型进行改进外，也浮现了一些新型塔板。

(3)进入60 年代以后，炼厂生产能力不断增大，使设备向大型化方向发展，与此同时，石油化工凶猛发展，提出了对塔型的某些特殊要求，因此浮现了一些具有相应性能的塔板，适应高压、减压、高效、大液负荷、高弹性等要求。