规整填料塔在蒸馏工业中的节能意义

2019-09-14 阅读：次

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

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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