精馏塔内件浅析

精馏塔内件浅析

12月12日，精馏塔开始装填料，我被安排到现场监督检查，并负责记录施工进度。经过这半个多月的学习，我总结出一些塔内件及其安装的知识，写出来跟大家分享交流，希望可以一起扩展一下知识，不确切之处望大家多多指正。

各塔简介 本工段共有4个精馏塔和一个尾气洗涤塔。预塔和加压塔为填料塔，预塔Φ3300×22700 ，Ht ＝～28329（包括裙座5-6米），从上往下Ⅰ段填料10层，2.13m ，Ⅱ/Ⅲ段填料各21层，4.473m ×2；加压塔Φ3700×42550，Ht ＝～47787，Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ段填料各21层，4.473m ×5，Ⅵ段填料10层，Φ3700/2.13m 。常压塔和回收塔为板式塔，常压塔Φ4500×50070，Ht ＝～56103，Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ段填料各19层，4.047m ×5，填料下方有30层双溢流固阀塔板；回收塔Φ1600×32160，Ht ＝～37847，Ⅰ/Ⅱ段填料各21层，Φ1600/4.473m ×2，填料下方有30层单溢流固阀塔板。尾气洗涤塔是填料塔，Φ650×5650，Ht ＝～6392，共一段金属矩鞍环散装填料（图2），装填高度2.5m 。

关于填料 填料指填充于塔内的惰性固体物料，例如格栅填料和波纹填料等规整填料（图1），以及鲍尔环和拉西环等散装填料，其作用是增大气-液的接触面，使其相互充分混合。本装置的4台精馏塔都用了不锈钢丝网波纹填料，采购来的填料为整箱包装的块状，每一箱可装填一到两层，各块大小因塔径 不同而不同，每块上印有编号，与图纸上对应（如图3），按照对应位置安装后就可组合成如图的圆饼形（如图4），每一层厚度为213mm ，若干层堆积起来就是一段填料。

填料装填 装填料前先装支撑格栅（如图5、图6），它被用螺栓固定在一个横梁上，起支撑填料的作用。装填料时应尽量让填料紧靠塔壁，顶紧密封圈，防止壁流。尽量让各块填料之间的空隙位于塔中部，各层垂直交错装填，目的是使液体不向某一侧集中而均匀分布。密封圈是极薄的不锈钢条（如图7），每层填料装好后，靠塔壁一周放置好密封圈，再放置填料，

填料将密封圈压紧到塔壁上，

图4

密封圈就可以起到将上面的壁流液引导到塔内部并阻止壁流的作用。装完一整段填料后，紧贴着该段顶部安装定位格栅（如图8）。定位格栅就是压紧填料的部件，与该段填料底部的支撑格栅共同保持填料位置固定。

精馏塔釜 四个塔的塔釜结构类似（图9），都是由中间隔板（图10）把塔釜

分成两部分，一侧为再沸器侧，与塔板

或填料相通，另一侧为釜液送出侧，上

面被盖板封闭，顶部留有一个直径约

200mm 的升气口，升气口为“小房子”

形状（图11）。塔釜中间隔板顶部与釜液送出侧盖板之间有约50mm 缝隙（图12），再沸器侧液体从该缝隙溢流到另一侧。这种结构可保证釜液送出侧液位稳定。隔板上有人孔，用于安装和检修人员通过。再沸器气相入塔口比另一侧塔釜高1米多，此处设有一半圆筒形罩（图

13），上部封闭，下部敞开，作用是对入塔甲醇蒸汽缓冲和分散。

再分布器 各塔各段填料之间设置了液体再分布器（图14），它实际上是由28个集液槽（图15）和连接板（图16）组成的一个圆形收集再分布装置，各集液槽和四周的塔壁组成一个连通的液槽。各槽之间为气相区，高出槽堰约50mm 处安装了升气帽（图17），其作用是阻止从上段填料降下的液体进入气相空间，对上升的气体和下来的液体进行导流，而连接板竖直安装于各气相空间的两端。图5 图 6 图7 图8 图9 图11

图12 图13

图10

这种结构使来自上段填料的液体全部都流进集液槽里并形成一定液位，这就完成了液体收集。收集到的液体又通过槽壁下部的一排出液孔（图18）流出，每个孔对应一根竖直设置于槽外壁的分布管（图19），分布管内为“蜗牛”形状，能使液体流动面增大，从射流孔流出的液体分布管内均匀下降到下段填料，这样即完成了液体的再分布。另外，分布器旁边的短管为辅助分布管（图18），对分布管无法涉及到的区域的液体进行分布。各分布管两端都是敞口，上端开口是通气作用，辅助分布管上端封闭，在侧壁顶部开排气孔，这种设计既不影响气体流通，又可阻止液体直接进入管内。温度计设在分布器上方气相空间，并不在液体上。

预塔进料分布器 预塔进料管入塔后直接伸到对面塔壁附近约100mm 处，端口封闭，上管壁夹45度角开有两排共70个直径35mm 的射流孔（图20），管上方设有与其等长平行的缓冲罩（图21），进料液喷射到缓冲罩上后向下分散洒下，全部洒入管下方的大受液槽（图22）中形成一定液位。在槽内设有8根DN100的短分布管（图23），管上有升气帽，管两侧开有竖直的降液缝隙，槽内液体从该缝隙流进短管内再流到下方的锯齿堰槽（图24）。该槽内有网格，槽底有孔，槽两侧设置了两块挡板，防止两侧气流影响液体分布。液体先由网格接收分布，再从网格下方的孔流出到槽下的再分布器进行重新分布（图25）。此再分布器与

图14 图15 图16

图17 图18 图19

上文说过的再分布器只有一个区别，那就是在集液槽内多设置了一个有锯齿堰的分布槽，目的是把来自上方与之垂直安装的锯齿堰槽(图25a)的液体均匀分布到再分布器的集液槽内。液体从锯齿形堰溢流出来分布面积比较大，而且分布均匀，溢流出来的液体就进入了再分布器的集液槽中。如果我们把以上的分布称为一次分布的话，那接下来的分布就是二次分布，经过二次分布的进料液就被均匀分布到了二段填料上。二次分布器结构与上面的再分布器完全相同，分布原理也相同，在此不再赘述。关于分布器的安装，由于所有部件都是螺栓连接，因此主要任务就是近乎2000个螺栓的上紧，完工后我对螺栓进行了逐一检查，不合格的已让安装人员进行了改进。

预塔回流分布器 为了便于理解，我们也把回流分布器看作两次分布，第一次是回流管的一次分布，第二次是再分布器的二次分布。由于预塔塔径小，一次分布和进料分布一样，仅是一根回流管的“一”字形分布（图26）。回流管入塔后伸到对面塔壁附近约100mm 处，端口封闭，在管壁下方接有6根DN100的短分布管（图27）。这6根短管将所有回流液向下均匀分布到再分布器中间空白处（图

28），液体再流向两边的集液槽内，接下来就是由再分布器完成的二次分布，最终把液体均匀分布到填料上。由于上方无下降液体，因此再分布器上没有升气帽，分布管顶部开口，气体直接上升到塔顶。三塔回流分布器结构与此完全相同。

图20

图21 图22

图23 图24 图23 图22