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行業(yè)資訊

精餾塔類型

發(fā)布時間:2021-09-14 10:05:28 人氣:

精餾塔按塔內(nèi)件結(jié)構(gòu)不同,分為板式塔和填料塔。20 世紀 70 年代前,板式塔的研究及應(yīng)用處于地位。70 年代后,填料塔的研究取得了較大進展,填料塔與板式塔相比,具有壓降低、效率高、處理量大和持液量低等優(yōu)點。

1.1 板式塔
1813 年,CELLIER 提出泡罩塔板,已有200 多年歷史。板式塔具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低等優(yōu)點,特別適合于加壓和多側(cè)線采出的工藝流程[1],板式塔主要包括泡罩塔板、篩孔塔板、浮閥塔板和其他新型塔板。

1.1.1 泡罩塔板
CELLIER[2]提出的泡罩塔板,最早應(yīng)用在釀造業(yè),后來被推廣到精餾、吸收等單元操作中。泡罩塔板具有適用范圍廣、操作彈性大、不易堵塞和便于操作等優(yōu)點;但是,泡罩塔板具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、壓降大等缺點[3-4]。美國 Socony Mobil Oil Company[5]開發(fā)了一種新型的 S 形塔板,該塔板兼
顧泡罩塔板的優(yōu)點,但造價明顯低于泡罩塔板。研究者在條形泡罩塔板的基礎(chǔ)上開發(fā)出了槽式泡罩塔板,GUERRIERI 等[6-7]指出,槽式泡罩塔板具有壓降低,漏液少等特點,被廣泛應(yīng)用在石油化工與精細化工中[8]。

1.1.2 篩孔塔板
19 世紀 30 年代,研究者開發(fā)出了篩孔塔板,并首先應(yīng)用于釀造工業(yè)。但是早期人們對篩孔塔板的研究不充分,認為其操作不易穩(wěn)定而未得到廣泛應(yīng)用。直到 20 世紀 50 年代,人們對篩孔塔板的結(jié)構(gòu)、性能進行了充分的研究,使篩孔塔板的應(yīng)用日趨廣泛。隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,人們開發(fā)出了很多
新型篩孔塔板。MD 篩板[9]是美國聯(lián)碳公司開發(fā)的用于高液量的氣液傳質(zhì)元件。美國環(huán)球油品公司(UOP)在此基礎(chǔ)上又開發(fā)出了 ECMD、EEMD、VGMD 等[10]新型多降液管塔板。國內(nèi)浙江工業(yè)大學(xué)開發(fā)的 DJ 塔板[11]是對 MD 篩孔塔板的改進,主要對塔板結(jié)構(gòu)和流型作了改進,主要有 DJ-1 型、DJ-2型和 DJ-3 型 3 種型號。Linde 公司開發(fā)的導(dǎo)向篩 板[12]最早應(yīng)用于空分裝置,之后開始用于乙苯-苯乙烯的分離裝置中,取得了顯著的效果。

1.1.3 浮閥塔板
20 世紀 50 年代,美國開發(fā)出了浮閥塔板,其兼有泡罩塔板和篩孔塔板的優(yōu)點,具有生產(chǎn)能力大、操作彈性大和傳質(zhì)效率高等優(yōu)點[13],廣泛應(yīng)用于石油、化學(xué)工業(yè)中。國內(nèi)外開發(fā)了多種形式的浮閥,代表性的是美國 Glitsch 公司開發(fā)的圓形浮閥——V1 浮閥(國內(nèi)稱為 F1 型)。美國學(xué)者 Nutter等提出了條形浮閥,國內(nèi)學(xué)者在 Nutter 條閥的基礎(chǔ)上,開發(fā)出了很多新型條形浮閥,如 T 形條閥、L1形條閥及 HTV 船形條閥等。華東理工大學(xué)開發(fā)的導(dǎo)向條形浮閥[14],結(jié)合了導(dǎo)向篩板和條形浮閥的優(yōu)點,能有效地降低塔板上的液面梯度和液體返混。

天津大學(xué)開發(fā)的導(dǎo)向梯形浮閥[15]吸取了條形浮閥塔板、V 形柵板、固舌塔板和導(dǎo)向篩板的優(yōu)點,可進一步改善塔板上的液體流動狀況。清華大學(xué)在 F1浮閥的基礎(chǔ)上開發(fā)出 ADV 微分浮閥[16],進一步提高了浮閥塔板傳質(zhì)效率。天津大學(xué)和科學(xué)院沈陽金屬所共同研究開發(fā)了碳化硅泡沫浮閥[17],泡沫碳化硅使氣體以均勻的小氣泡穿過塔板,具有壓降低、漏液少及效率高等優(yōu)點。Glitsch 公司開發(fā)的高性能 Superfrac 塔板[18],處理量較篩孔塔板和浮閥塔板高 20%~40%。鑒于浮閥塔板兼有泡罩塔板和篩孔塔板的優(yōu)點,已廣泛應(yīng)用于石油化工、氣分等 裝置.

其他塔板
除上述常規(guī)塔板外,科研人員還開發(fā)出了很多其他類型的塔板。如 Nutter 公司開發(fā)的固閥塔板[12],具有壓降小、抗堵塞等優(yōu)點。CHUANG 等[19]將填料與篩板結(jié)合在一起,大大提高了塔板的傳質(zhì)效率。徐崇嗣與 CHUANG[20]在此基礎(chǔ)上,將填料放置在塔板之間,塔板不設(shè)降液管,能使塔板的處理量提高 15%左右。李鑫鋼課題組[21]開發(fā)的螺旋噴嘴與塔板相結(jié)合的霧化概念塔板,具有傳質(zhì)效率高和壓降低等優(yōu)點。日本三井造船株式會社[22]開發(fā)的垂直篩板是一種全新的噴射型塔板,具有通量大、抗堵塞等優(yōu)點。河北工業(yè)大學(xué)[23]在垂直篩板的基礎(chǔ)上開發(fā)出立體傳質(zhì)塔板(CTST),廣泛用于化肥、石化、煤化工等行業(yè)的舊塔改造中,取得了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。

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