8-塔板类型
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔和填料塔对比
表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.1板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
实验八、板式塔流体力学性能测定【最新】
实验八、板式塔流体力学性能测定一、实验目的1．观察塔板上气、液两相流动状况。
2．测定气体通过塔板的压力降与空塔气速的关系、雾沫夹带率与空塔气速的关系、泄漏率和空塔气速的关系。
3．研究板式塔负荷性能图的影响因素并做出筛板塔的负荷性能图。
二、实验原理板式塔为逐级接触的气～液传质设备，当液体从上层塔板经溢流管流经塔板与气体形成错流通过塔板，由于塔板上装有一定高度的堰，使塔板上保持一定的液层，然后越过堰从降液管流到下层塔板。
气体从下层塔板经筛孔或浮阀、泡罩齿缝等，上升穿过液层进行气液两相接触，然后与液体分开继续上升到上一层塔板。
塔板传质的好坏很大程度取决于塔板上的流体力学状况。
1．塔板上的气液两相接触状况及不正常的流动现象。
（1）气液两相在塔板上接触的三种状态：1）当气体的速度较低时，气液两相呈鼓泡接触状态。
塔板上存在明显的清液层，气体以气泡形态分散在清液层中间，气液两相在气泡表面进行传质。
2）当气体速度较高时，气液两相呈泡沫接触状态，此时塔板上清液层明显变薄，只有在塔板表面处才能看到清液，清液层随气速增加而减少，塔板上存在大量泡沫，液体主要以不断更新的液膜形态存在于十分密集的泡沫之间，气液两相以液膜表面进行传质。
3）当气体速度很高时，气液两相呈喷射接触状态，液体以不断更新的液滴形态分散在气相中间，气液两相以液滴表面进行传质。
（2）塔板上不正常的流动现象1）漏液当上升的气体速度很低时，气体通过塔板升气孔的动压不足阻止塔板上液层的重力，液体将从塔板的开孔处往下漏而出现漏液现象。
2）雾沫夹带当上升的气体穿过塔板液层时，将板上的液滴挟裹到上一层塔板引起浓度返混的现象称为雾沫夹带。
3）液泛当塔板上液体量很大，上升气体速度很高，塔板压降很大时，液体不能顺利地从降液管流下，于是液体在塔板上不断积累，液层不断上升，使塔内整个塔板间都充满积液的现象称为液泛。
2．流体力学性能测定（1）压降在塔板的上面和下面气液分离空间中各设置一个测压口，分别连在U型压差计的两端，可以测定气体通过塔板的压降。
板式塔部件图
AIII操作平台位置线A-A 不按比例B-B C-C I II 项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔吊柱部件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第七张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号吊 柱组合件件号名 称材料单总重量（kg)备注垫 板槽 钢套 筒防 雨 罩套 筒导 向 板固 定 销手 柄吊 柱 管 螺 母 M20垫 片挡 板吊 钩不按比例不按比例不按比例不按比例BS-T07垫 板54-154-254-354-454-554-654-754-854-954-1054-1154-1254-1354-145858-158-258-358-458-558-658-758-858-958-1058-1158-1258-1358-14Q235-A.F111111121141111:10BS-T07BS-T011:10BB A球状支撑祥图不按比例X45°Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07BS-T07数量CC不按比例项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔塔板零件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第五张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间降液板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号受液盘件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间受液槽件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号侧降液板BS-T051:10Q235-A.F 23-1476.8BS-T05BS-T03Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T05BS-T05BS-T05BS-T02BS-T0222-1122-12BS-T0323-111:628.71:1056.5按筒直径放样1:772.525其余25其余25其余25其余项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔塔板零件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第六张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号筋 板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号连 接 板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号支 承 座件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号支 持 圈 A 件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号支 持 圈 B 件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号龙 门 铁件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号卡 板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号楔 子BS-T0623-9Q235-A.F 1:2BS-T06BS-T021.523-121:41:51:6BS-T06BS-T06BS-T06BS-T02Q235-A.F 6.14此面与塔壁焊接弯曲部分分左右22-9BS-T03Q235-A.F 5.123-10Q235-A.F BS-T024.01:1022-14BS-T06BS-T03Q235-A.F 9.723-523-723-6Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F 2:12:12:1BS-T06BS-T06BS-T06BS-T02BS-T02BS-T0225其余25其余25其余25其余25其余25其余25其余20X45°0.040.070.06点焊项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔零部件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第二张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号件号名 称材料单总重量（kg)备注半弓形板矩 形 板通 道 板 浮 阀龙 门 铁楔 子卡 板筋 板筋 板支持圈A 受 液 盘连 接 板中间降液板中间支持板筋 板1:1不按比例BS-T0223中间降液塔盘23-123-223-323-423-523-623-723-823-923-1023-1123-1223-1323-1423-1523-123-223-323-423-523-623-723-823-923-1023-1123-1223-1323-1423-15442332841001622424223Q235-A.F技术要求1.本塔盘按JB1205-80《塔盘技术条件》制造、验收；2.焊接采用电弧焊，焊条型号E5015；3.焊接接头型式及尺寸除图中注明外，均按GB205484-98中规定，角焊逢腰按较薄板厚度；4.塔盘的支撑验收后塔板的支撑面应保持同一水平面允许偏差4mm.1:11:11:11:1组合件3391:10BS-T02BS-T011:10Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T04BS-T04BS-T04BS-T02BS-T06BS-T06BS-T06BS-T06BS-T06BS-T05BS-T06BS-T05BS-T04有左右之分有左右之分不按比例项目签字日期设计校核审核审定2002过控专业申晓丽丙烯精馏塔塔板零件图比例沈 阳 化 工 学 院设计项目设计阶段第五张共七张件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间降液板件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号受液盘件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号中间受液槽件号名 称材 料重量比例所在图号装配图号侧降液板BS-T051:10Q235-A.F 23-1476.8BS-T05BS-T03Q235-A.F Q235-A.F Q235-A.F BS-T05BS-T05BS-T05BS-T02BS-T0222-1122-12BS-T0323-111:628.71:1056.5按筒直径放样1:772.525其余25其余25其余25其余。
《油气储运设备》题库
一、填空题1．泵是将原动机的机械能转换为流体动能或压能的流体输送设备。
2．我们一般把输送介质温度高于300℃的泵称为高温泵。
3．按照泵的工作原理可以分为：叶片泵、容积泵和其他类型泵。
4．我们常把泵的作用比喻为工艺流程中的“心脏”。
5．按照叶轮的吸入方式分类，离心泵可分为：单吸泵和双吸泵。
6．按照级数分类，离心泵可分为：单级离心泵和多级离心泵。
7．按照泵轴位置分类，离心泵可分为：立式离心泵和卧式离心泵。
8．按照泵壳的分开方式分类，离心泵可分为：分段式离心泵和中开式离心泵。
9．离心泵的叶轮可分为：闭式、开式、半开式三种类型。
10．离心泵的泵轴的形状有等直径平轴和阶梯式轴两种。
11．离心泵的轴端密封分为：填料密封和机械密封两种形式。
12．单位质量的液体从泵入口到出口的能量增加值称为泵的扬程，单位为米。
13．离心泵的能量损失一般可分为：机械损失、容积损失和水力损失。
14．将泵主要参数的关系用曲线来表达，那么该曲线就称为泵的性能曲线。
15．流体通过管路时，流量与所需要消耗的能头之间的关系曲线称为管路特性曲线。
16．改变离心泵的工作转速时，轴功率会随着转速的减小而减小。
17．单位时间内进入叶轮内液体的体积流量称为理论流量。
18．在密闭条件中，在一定温度下，与液体处于相平衡的蒸气所具有的压力称为饱和蒸气压。
19．汽蚀余量是指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，我们把这种富余量称为汽蚀余量，单位用米标注。
20．校正泵轴的常见方法：捻打校直法、机械校直法、内应力松弛法、局部加热法等。
21．若离心泵采用机油润滑，油位应在视窗 1/2 －2/3之间，变质时应及时更换。
22.往复泵的主要零部件包括活塞、缸套、柱塞、密封、泵阀、安全阀等。
23.往复泵的易损件活塞、缸套、柱塞、泵阀、密封等，其质量的好坏直接影响到往复泵的工作性能及使用寿命。
24.往复泵液力端泵头的布置形式有 L型泵头、 I型泵头、 T型泵头。
筛板塔化工设计计算一
② 过量雾沫夹带液泛 原因： ① 气相在液层中鼓泡，气泡破裂，将雾沫弹溅至上一层塔板； ② 气相运动是喷射状，将液体分散并可携带一部分液沫流动。
说明：开始发生液泛时的气速称之为液泛气速 。
说明：两种液泛互相影响和关联，其最终现象相同。
（2） 严重漏液 漏液量增大，导致塔板上难以维持正常操作所需的液面，无
塔板间距 HT，m 0.2-0.3
0.3-0.35
0.35-0.45 0.45-0.6
0.5-0.8
≥0.6
板式塔的高度为气液接触有效高度与塔顶、塔底空间高度三
部分之和。其中有效段高度：
Z=（N-NF-NP-1）HT + NFHF + NPHP + HD + HB 式中N为实际塔板数，
NF—进料板数，HT为板间距， HF—进料板处板间距， NP—人孔数，一般每隔6—8层塔板设一人孔，需经常清洗时 每隔3—4块塔板处设一人孔。人孔直径一般为450—500mm。
△/h0＜0.5
（6）塔板的负荷性能图——确定塔板的操作弹性
① 过量液沫夹带线（气相负荷上限线）
规定：ev = 0.1（ kg 液体 / kg气体） 为限制条件。
qVVh
8.81103
A
1 3.2
HT
2.5hW
7.1103 ( qVLh lW
2 ) 3
② 液相下限线
规定
how
2.84103 E
③ 降液管液泛校核
说明：若高度过大，可 减小塔板阻力或 增大塔板间距。 ④ 液体在降液管中停留时间校核
目的：避免严重的气泡夹带。 停留时间： Af Hd
VL
要求： 3 5s
说明：停留时间过小，可 增加降液管面积 或 增大塔板间距。
8-精馏岗位操作规程
精馏岗位操作法一、岗位任务1.岗位任务及管辖范围1.1岗位任务本岗位任务是将合成送来的粗甲醇经预精馏塔、加压塔、常压塔。
经过多次的汽化和冷凝脱除甲醇中的二甲醚等轻组分以及水、乙醇的重组分。
生产出美国AA级和GB338-92高纯度的精甲醇，经中间罐区送到甲醇罐区，同时副产杂醇，废水送抵生化处理。
1.2管辖范围本工段所属的精馏塔、换热器、罐槽、泵、管线阀门、电气仪表、消防设施以及生产工具等。
二、生产原理精馏的原理是根据在相同的温度下，同一液体混合物中不同组分的挥发度不同，经多次部分汽化和多次部分冷凝最后得到较纯的组分，是实现混合物的分离过程。
轻组分Y和重组分X进入蒸馏釜进行一级分离，将第一级分离部分汽化的蒸汽冷凝液冷凝，冷凝液轻组分Y1，将第一级冷凝液再部分汽化经第二级冷凝器冷凝得到的冷凝液中轻组分Y2，Y2必大于Y1。
这种部分汽化部分冷凝的级数越多，所得的轻组分Y的浓度越高，最后可以得到几乎纯态的易挥发组分，同理从分离器溶液产品进行多次部分汽化分离，这种级数越多得到的溶液组分X的浓度越高，最后得到几乎纯的难挥发组分。
就是根据这一原理每一块塔板相当于一个分离器，经过多次的部分汽化和部分冷凝在预精馏塔中将轻组分从塔顶脱去，在加压塔和常压塔在塔顶得到较高纯度的精甲醇，塔底排出精馏残液。
在精馏过程中为了使原料液中的轻组分易于分离，采取萃取精馏。
萃取精馏是利用加入萃取剂（甲醇精馏所用的萃取剂为脱盐水）使原料液中轻组分相对挥发度增大。
使产品与其他杂质易于分离。
给料由塔的适当位置加入塔内，塔顶设有冷凝器，将蒸汽冷凝为液体，一部分作为回流，一部分作为产品采出。
塔底部装有再沸器提供热量，这样蒸汽沿塔上升，与下降的液体进行传质传热，在每一层进行部分汽化和部分冷凝。
在给料板位置以上所有塔板称为精馏段，上升蒸汽所含重组分下移。
而回流的轻组分向气相传递。
如此物质交换的结构会使上升蒸汽中轻组分逐渐升高，达到塔顶的蒸汽将成为较高纯度的轻组分。
板式塔和填料塔对比
1.1.1.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点类型板式塔填料塔结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）制造与维修直径在600mm以下的塔安装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大新型填料制备复杂，造价高，检修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.1.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
1）下列情况优先选用填料塔：a.在分离程度要求高的情况下，因某些新型填料具有很高的传质效率，故可采用新型填料以降低塔的高度；b.对于热敏性物料的蒸馏分离，因新型填料的持液量较小，压降小，故可优先选择真空操作下的填料塔；c.具有腐蚀性的物料，可选用填料塔。
因为填料塔可采用非金属材料，如陶瓷、塑料等；d.容易发泡的物料，宜选用填料塔。
2）下列情况优先选用板式塔：a.塔内液体滞液量较大，操作负荷变化范围较宽，对进料浓度变化要求不敏感，操作易于稳定；b.液相负荷较小；c.含固体颗粒，容易结垢，有结晶的物料，因为板式塔可选用液流通道较大的塔板，堵塞的危险较小；d.在操作过程中伴随有放热或需要加热的物料，需要在塔内设置内部换热组件，如加热盘管，需要多个进料口或多个侧线出料口。
填料塔设计
1.1填料塔设计1.1.1概述石化行业是国民经济中能耗较高的产业部门，其能耗占工业能耗接近1/5，占全国总能耗的14%左右。
在目前占有工业能耗接近五分之一的石化行业中，较大的能耗主要来源于化学原料及化学制品制造业能耗、石油天然气开采业能耗、石油加工、炼焦及核燃料加工业能耗、橡胶制品业能耗。
而在化工生产中，分离的能耗占主要部分，其中尤以精馏塔在分离设备中占有最大比例，因此，塔设计的好快与否，对于整个工厂的经济效益有着很重要的作用。
塔设备的投资费用占整个工艺设备费用的四分之一左右，塔设备所耗用的钢材料重量在各类工艺设备中所占的比例也较多，例如在年产250万吨常压减压炼油装置中耗用的钢材重量占62.4%，在年产60-120万吨催化裂化装置中占48.9%。
因此，塔设备的设计和研究，是我们工作的重点。
在本化工厂设计中，塔设备汇总如表所示：表8-1 塔设备汇总表塔设备编号塔设备名称T0101裂解油预分塔T0102隔壁塔T0103抽提塔T0104溶剂回收塔T0201甲苯塔T0202二甲苯塔（续表）T0401歧化反应产物分离隔壁塔T0501抽取液塔T0502抽余液塔1.1.2设计依据《压力容器》GB 150-2011《钢制塔式容器》JB 4710-2005《钢制压力容器用封头标准》JB/T 4746-2002《碳钢、低合金钢制填料塔式压力容器技术要求》QSY-GDJ-JS121-008-2010《碳素钢、低合金钢人孔与手孔类型与技术条件》HG 21514-95《中国地震动参数区划图》GB 18306-2001《建筑结构荷载规范》GB 50009-20121.1.3塔型的选择原则精馏塔主要有板式塔和填料塔两种，它们都可以用作蒸馏和吸收等气液传质过程，但两者各有优缺点，要根据具体情况选择。
1.1.3.1填料塔与板式塔的比较表8-2 精馏塔的主要类型及特点结构特点每层板上装配有不同型式的气液接触元件或特殊结构，如筛板、泡罩、浮阀等；塔内设置有多层塔板，进行气液接触塔内设置有多层整砌或乱堆的填料，如拉西环、鲍尔环、鞍型填料等散装填料，格栅、波纹板、脉冲等规整填料；填料为气液接触的基本元件操作特点气液逆流逐级接触微分式接触，可采用逆流操作，也可采用并流操作设备性能空塔速度（亦即生产能力）高，效率高且稳定；压降大，液气比的适应范围大，持液量大，操作弹性小大尺寸空塔气速较大，小尺寸空塔气速较小；低压时分离效率高，高压时分离效率低，传统填料效率较低，新型乱堆及规整填料效率较高；大尺寸压力降小，小尺寸压力降大；要求液相喷淋量较大，持液量小，操作弹性大（续表）装困难，安装程序较简单，检修清理容易，金属材料耗量大修清理困难，可采用非金属材料制造，但安装过程较为困难适用场合处理量大，操作弹性大，带有污垢的物料处理强腐蚀性，液气比大，真空操作要求压力降小的物料1.1.3.2板式塔塔型选择一般原则：选择时应考虑的因素有：物料性质、操作条件、塔设备性能及塔的制造、安装、运转、维修等。
8-2板式塔
大
气体以射流穿过液层，液体成 液滴外 小滴，表面不断更新 表面
液相
塔板上的不正常接触状态: 1. 严重漏液 气速太小会造成严重漏液，特别是筛板塔。漏液量 10%以下 属于正常操作范围。 2. 严重的液沫夹带 液滴来不及沉降回到塔板，而是向上进入上层塔 板，造成液相返混，降低板效率。小液滴是由气流的 裹挟造成夹带，大液滴是由弹溅造成夹带。 主要因素：板间距、空塔气速
3. 喷射状态 气速很高，气体将液体向上喷射成液滴，气体成 为连续相，液滴反复形成和更新，传质效率高。
状态 气速 鼓泡 小
现象 气泡少，液层厚，清晰，气泡 在液层表面破裂 液膜存在于气泡之间，泡沫高 度湍动，塔板表面有少许清液
两相接 触表面 分散相 气泡 表面 液膜 表面 气相
泡沫
中
气相
喷射 接触
操作弹性 = 最大气相流量：最小气相流量
雾沫夹带线
.
.
液 泛 线
液相负荷下限线
液相负荷上限线
. .
漏液线
M又称为默弗里（Murphree）板效率， 用蒸气（或液体）经过一块实际塔板时的组成变化 与此板为理论板时的组成变化之比表示，分别用气 相单板效率EMV或液相单板效率EML表示：
E MV y n − y n +1 = y ne − y n +1
E ML
x n −1 − x n = x n −1 − x ne
NT NP = ET
四、板式塔的流体力学性能和操作特性
（一）板式塔的流体力学性能 塔板上气液两相的接触状态 1. 鼓泡状态 气速较低，气泡数量不多，占的比例较小，塔板上存 在大量的清液，相界面不大，传质效率低。 2. 泡沫状态 气速较高，气泡数量多，占的比例大，液体大部分 以液膜形式存在于气泡中，相界面大而且不断更新， 传质效率高。
第八章 塔解读
第八章塔塔是整个常减压蒸馏装置工艺过程的核心设备，原油在分馏塔中通过传质、传热实现分馏作用，最终将原油分离成不同馏分的产品。
塔的性能及操作的好坏，对常减压装置的产品质量和油品收率及装置能耗都有很大的影响。
由于三塔（初馏塔、常压塔、减压塔）汽化流程包含了两塔汽化（常压塔、减压塔）流程的内容，且应用较为普遍，故本章只介绍三塔汽化流程的常减压蒸馏装置中的塔及其操作。
根据塔内气液接触构件的结构形式的不同，塔可分为板式塔和填料塔及塔板、填料混合塔；根据塔内压力不同，分为常压塔、减压塔和高压塔（如稳定塔）。
8.1.塔的结构、作用及相关流程常减压装置分馏塔通常由圆柱形的壳体及内构件等组成。
8.1.1初馏塔的结构、作用及相关流程原油换热到230℃左右，进入初馏塔或闪蒸塔，已经有部分轻质油品汽化，初馏塔的任务就是对原油进行一次预蒸馏，从塔顶拔出原油中的部分汽油组分。
换后原油进入汽化段后部分汽化，流入塔底的液相部分（初底油）送至常压炉。
汽相上升到塔顶从塔顶拔出原油中的部分汽油组分。
侧线可根据目的产品的要求而设置，例如作为回流或者作为产品出装置在原油性质较轻的情况下，开初馏塔侧线对降低常压炉和常压塔的负荷、提高装置处理量效果明显，且有利于常压一线油收率的提高。
闪蒸塔的塔顶及侧线均不出产品，塔顶汽相至常顶冷凝冷却系统。
初馏塔的作用主要有以下几点：①由于初馏塔的进塔温度较低，当需要生产重整原料，而原油中的砷含量又较高时，初顶可以生产出砷含量较低的干点170℃左右重整原料，其余的轻馏份则因进料温度较高砷含量较高自常压塔顶拔出；②当原油带水或电脱盐系统波动时，则增加初馏塔对稳定常压塔的操作，防止冲塔事故的发生较有好处；③稳定常压塔的操作。
设置初馏塔可以大大降低因原油性质变化以及其它因素而引起的常压塔的操作波动，有利于生产工序的稳定。
④在加工高硫高盐等劣质原油时，由于塔顶低温部位H2S—HCl—H2O型腐蚀严重，设置初馏塔后，可将大部分腐蚀转移到初馏塔顶，减轻常压塔顶系统的腐蚀，这样做在经济上较为合理；⑤初馏塔可以采用较高的操作压力（绝压0.2～0.4MPa）以减少轻质馏分的损失。
板式塔基础知识
物质在相间的转移过程称为传质(分离)过程。
常见的有蒸馏、吸收、萃取和干燥等单元操作。
蒸馏是分离液体混合物的典型单元操作。
它是通过加热造成气液两相物系，利用物系中各组分的挥发度不同的特性以实现分离的目的。
塔设备是能够实现蒸馏和吸收两种分离操作的气液传质设备，按结构形式可以分为板式塔和填料塔两大类。
在工业生产上，一般当处理量大时多采用板式塔，处理量小时采用填料塔。
选用原则（典型的）1、腐蚀性介质，易起泡物系，热敏性物料，高粘性物料通常选用填料塔。
2、对于中、小规模的塔器，和塔径小于600mm时，宜选用填料塔，可节省费用并方便施工。
3、对于处理易聚合或含颗粒的物料，宜采用板式塔。
不易堵塞也便于清洗。
4、对于在分离过程中有明显吸热或放热效应的介质，宜采用板式塔。
5、对于有多个进料及侧线出料的塔器，且各侧线之间板数较少，宜采用板式塔。
采用填料塔时内件结构较复杂。
6、对于处理量或负荷波动较大的场合，宜采用板式塔。
因液体量过小会造成填料层中液体分布不均匀，填料表面未充分润湿，影响塔的效率；当液体量过大时易产生液流影响传质，采用条阀等板式塔具有较大的操作弹性。
7、对于塔顶、塔底产品均有质量要求的塔系，宜采用板式塔。
8、根据各种工艺流程和特点，在同一塔内，可以采用板式及填料共存的塔型，即混合塔型。
适用于沿塔高气、液负荷变化较大的塔系。
板式塔为逐板接触式气液传质设备。
●评价塔设备性能的主要指标：生产能力、塔板效率、操作弹性、塔板压强降●浮阀塔的工艺计算：包括塔径、塔高及塔板上主要部件工艺尺寸的计算。
一、工艺模拟计算后能够确定的参数（模拟计算可求得理论板层数、回流比、馏出液量、釜残液量、塔径、每层塔板的气液相负荷、冷凝器和再沸器负荷）1、估算塔径最常用的标准塔径（mm）为600，700，800，1000，1200，1400， (4200)原料通常从与原料组成相近处（加料板）进入塔内。
加料板以上的塔段称为精馏段，以下（包括加料板）成为提馏段。
8-气相色谱分析
d2 f
（四）流速对塔板高度的影响
载气流速高时： 传质阻力项是影响柱效的 主要因素，流速，柱效。 载气流速低时： 分子扩散项成为影响柱效 的主要因素，流速,柱效 。
H - u曲线与最佳流速： 由于流速对这两项完全相反的 作用，流速对柱效的总影响使得存 在着一个最佳流速值，即速率方程 式中塔板高度对流速的一阶导数有 一极小值。 1/3/2013
n 有效
t 'R 2 t 'R 2 5.54( ) 16( ) Y1/ 2 Wb L n 有效
H 有效
• •
1/3/2013
单位柱长的塔板数越多，表明柱效越高。 用不同物质计算可得到不同的理论塔板数(说明
柱效时，应指出用什么物质)。
塔板理论的特点和不足
(1)当L一定时，n 越大(H 越小)，被测组分在柱 内被分配的次数越多，柱效能则越高，所得色谱 峰越窄。 (2)柱效的高低不能表示被分离组分的实际分离 效果，当两组分的分配系数K相同时，无论该色谱 柱的塔板数多大，都无法分离。
C· —传质阻力项 u
传质阻力包括气相传质阻力Cg和液相传质阻力CL即： C =（Cg + CL）
2 k CL 2 3 (1 k ) DL
k为容量因子；Df为液膜厚度，DL：组分在液相中的扩散系数。
降低固定液的含量，减小液膜厚度，加快组分在液相中的扩散， 可减小CL，降低H，提高柱效。
(3)速率理论为色谱分离和操作条件选择提供了理论指导。 阐明了流速和柱温对柱效及分离的影响。
(4)各种因素相互制约，如载气流速增大，分子扩散项的影 响减小，使柱效提高，但同时传质阻力项的影响增大，又使 柱效下降；柱温升高，有利于传质，但又加剧了分子扩散的 影响，选择最佳条件，才能使柱效达到最高。
化工原理-第10章-气液传质设备分析
化工原理-第10章-气液传质设备知识要点用于蒸馏和吸收塔的塔器分别称为蒸馏塔和吸收(解吸)塔。
通称气液传质设备。
本章应重点掌握板式塔和填料塔的基本结构、流体力学与传质特性（包括板式塔的负荷性能图)。
1. 概述高径比很大的设备叫塔器。
蒸馏与吸收作为分离过程，基于不同的物理化学原理，但其均属于气液两相间的传质过程，有共同的特点可在同样的设备中进行操作。
(1) 塔设备设计的基本原则① 使气液两相充分接触，以提供尽可能大的传质面积和传质系数，接触后两相又能及时完善分离。
② 在塔内气液两相最大限度地接近逆流，以提供最大的传质推动力。
(2) 气液传质设备的分类① 按结构分为板式塔和填料塔② 按气液接触情况分为逐级式与微分式通常板式塔为逐级接触式塔器，填料塔为微分接触式塔器。
2. 板式塔(1) 板式塔的设计意图：总体上使两相呈逆流流动，每一块塔板上呈均匀的错流接触。
(2) 筛孔塔板的构造① 筛孔——塔板上的气体通道，筛孔直径通常为3~8mm 。
② 溢流堰——为保证塔板上有液体。
③ 降液管——液体自上层塔板流至下层塔板的通道。
(3) 筛板上的气液接触状态筛板上的气液接触状态有鼓泡接触、泡沫接触、喷射接触，比较见表10-1。
表10-1 气液接触状态比较项 目 鼓泡接触状态 泡沫接触状态 喷射接触状态 孔速很低 较高 高两相接触面 气泡表面 液膜 液滴外表面 两相接触量 少 多 多 传质阻力 较大 小 小 传质效率 低 高 高 连续相 液体 液体 气体 分散相 气体 气体液体适用物系重轻σσ<(正系统)重轻σσ>(负系统)工业上经常采用的两种接触状态是泡沫接触与喷射接触。
由泡沫状态转为喷射状态的临界点称为转相点。
(4) 气体通过塔板的压降 包括塔板本身的干板阻力(即板上各部件所造成的局部阻力)、气体克服板上充气液层的静压力所产生的压力降、气体克服液体表面张力所产生的压力降(一般较小，可忽略不计)。
板式塔和填料塔对比
要求液相喷淋量较大，持液量小，
操作弹性大
（续表）
制造与维修 直径在600mm以下的塔安装困 新型填料制备复杂，造价高，检修
难，安装程序较简单，检修清 清理困难，可采用非金属材料制造，
理容易，金属材料耗量大
但安装过程较为困难
适用场合 处理量大，操作弹性大，带有 处理强腐蚀性，液气比大，真空操
污垢的物料
沫的物系，泛点率应取低限值，而无泡沫的物系，可以取较高的泛点率；二是填料 塔的操作压力，对于加压操作的塔，应取较高的泛点率，对于减压操作的塔，应取 较低的泛点率。考虑到石油组分可近似看做无泡沫物系，且为加压操作，取泛点率：
故空塔气速
。
2）气相动能因子 与气相负荷因子
在工业设计中推荐的~的范围之内。
8）接管
原料进料质量流量：
料，取流速
，管径为：
，密度
，为气液混合进
圆整取公称直径DN = 400mm，同理，可以计算得到萃取剂进料管直径为200mm、 塔顶出料管直径为300mm、塔底出料管直径为350mm、塔顶回流管直径为250mm、塔 底回流管的直径为1000mm（可能过大）。
1.1.3.3 设计水力学校核
3）塔径计算
塔横截面积
4）填料装填计算 等板高度取
；理论板数
，则填料层高度：
填料堆积设计高度：
填料装填体积：
填料装填质量：
5）喷淋密度 液体喷淋密度是指单位塔截面积上，单位时间内喷淋的液体体积，单位是m3/
（m2·h）。填料塔中汽液两相的相间传质主要是在填料表面流动的液膜上进行的。 要形成液膜，填料表面必须被液体充分润湿，而填料表面的润湿状况取决于塔内的
liquid vapor to/℃ liquid from / to /（kg/hr）
8-塔板类型
孔径3-8 mm
(a)
(b)
SHANDONG UNIVERSITY
Yang Yanzhao
3. 浮阀塔板（valve tray）操作弹性3-4
阀片 随气流量自动调节
液层
气流 液层
避免气量小时的漏液
Yang Yanzhao
SHANDONG UNIVERSITY
Yang Yanzhao
5.垂直筛板塔（linde筛板） 6.舌型塔板
操作弹性大
导向孔 液
气 液层
液
液
气
Yang Yanzhao
SHARSITY
SHANDONG UNIVERSITY
Yang Yanzhao
4.导向筛板塔（sieve plate） （1）鼓泡促进器 — 适当提高塔板入口处 气流分布更均匀
（2）导向孔
筛孔
利用气体动量
液体流动
Yang Yanzhao
SHANDONG UNIVERSITY
SHANDONG UNIVERSITY
Yang Yanzhao
一、塔板性能指标 1. 生产能力：单位塔截面积、单位时间处 理的气液负荷量 2. 塔板效率高 3. 板压降低 4. 操作弹性大 5. 结构简单、造价低
SHANDONG UNIVERSITY
Yang Yanzhao
二、 塔板类型 1. 筛板塔（sieve plate）(a) 操作弹性2-3 2. 泡罩塔（bubble-cap tray）(b)操作弹性4-5
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
导向孔 液
6.舌型塔板
气
液层
液
液
气
Yang Yanzhao
SHANDONG UNIVERSITY
一、塔板性能指标
1. 生产能力：单位塔截面积、单位时间处 理的气液负荷量 2. 塔板效率高 3. 板压降低 4. 操作弹性大 5. 结构简单、造价低
Yang Yanzhao
二、 塔板类型
SHANDONG UNIVERSITY
1. 筛板塔（sieve plate）(a)
SHANDONG UNIVERSITY
Yang Yanzhao
SHANDONG RSITY
4.导向筛板塔（sieve plate）
（1）鼓泡促进器 — 适当提高塔板入口处 气流分布更均匀
（2）导向孔
筛孔
利用气体动量
液体流动
Yang Yanzhao
SHANDONG UNIVERSITY
5.垂直筛板塔（linde筛板）
操作弹性2-3
2. 泡罩塔（bubble-cap tray）(b)操作弹性4-5
泡罩 升汽管
孔径3-8 mm
(a)
(b)
Yang Yanzhao
SHANDONG UNIVERSITY
3. 浮阀塔板（valve tray） 操作弹性3-4
阀片 随气流量自动调节
液层 气流 液层
避免气量小时的漏液
Yang Yanzhao