大型二甲苯塔悬挂式降液管塔板的工业应用

利用Aspen Plus模拟软件对应用于芳烃装置二甲苯塔的大型悬挂式降液管塔板分离性能和塔板效率进行了计算,并进一步结合塔内气液相负荷的模拟计算结果逐段分析了影响塔板效率的因素。模拟结果显示:在83.4%总进料负荷条件下,全塔板效率可达到72.0%;在97.5%进料负荷条件下,实际塔内气相负荷超过设计值的110%,液相负荷为设计值的113%~135%,全塔板效率仍然可达75.2%。悬挂式降液管塔板效率与塔板上液体分布均匀程度密切相关,后者主要受到进料分配器对液体的初分布均匀度以及塔板受液区导流作用的影响。较低液相负荷条件下,精馏塔上段塔板效率容易受到液相分布不均匀影响,导致局部的塔板效率降低。

悬挂式降液管液流孔气液流动状态研究

悬挂式降液管液流孔存在3种气液流动状态:只有液体流过液流孔(称走液态),只有气体流过液流孔(称走气态),气液二相都不流动(称气液堵塞态)。实验在长300 mm和宽200 mm的有机玻璃塔中进行,物系是空气-水。使用多路电导仪测试,在每个测试点都巧妙地布置3个电导探针,3种气液流动状态都被测出。结果表明,气液堵塞态确实存在,其面积分率是走气态面积分率的0.4—1.8倍。因此,悬挂式降液管液自封标准既应限制漏气量,还应限制气液堵塞。

悬挂式降液管自液封线的实验研究

悬挂式降液管塔板经历了四十多年的发展。由于这类塔板的降液管悬挂于塔板下的气相空间,气体可能会从降液管底部液流孔漏入降液管,故要求悬挂式降液管能自液封。以往徐崇嗣提出的自封线以降液管几乎不漏气作为自封点。作者提出以降液管每秒漏气一次作为新的自封点标准,该标准使漏气分率小于0.1%。测定自封线的实验在300mm×200mm的有机玻璃塔中进行,物系为空气-水。实验还采用多路电导测试仪,测量了原自封线和本实验自封线在液流孔处漏气所占的时间分率。实验结果表明,新自封线适用于中等和大液气比工况,它优于原自封线,能更客观地反映悬挂式降液管的自封性能,扩大了塔板的稳定操作区。

高通量塔板悬挂式降液管击穿漏气的气液相研究

采用空气-水物系,在直径为500 mm的有机玻璃塔中对底部分别开有8个和12个液流孔的悬挂式降液管的漏气进行了研究,并在假设漏入降液管的气体产生的压降与板压降相等的基础上建立了击穿漏气模型。结果表明,当塔内的气体流量逐渐增大,漏入的气体以气柱的形式连续进入降液管时,降液管液层被击穿,降液管无法正常操作。根据实验数据得到了击穿漏气模型的关联式,关联式的计算值与实验值吻合较好。开有12个液流孔的降液管在液流孔的真实漏气气速为1.40 m/s时,漏入的气体会击穿降液管液层。

CTST-MD复合型塔板降液管流体力学性能的实验研究

结合立体传质塔板(CTST)和悬挂式降液管各自的优势,在CTST塔板的基础上组合悬挂式降液管。以此为实验塔板,在直径为570 mm的有机玻璃塔中以空气-水为实验物料进行冷漠实验,对此种塔板的板压降、降液管的液层高度、液流孔孔流系数等流体力学性能进行了实验研究,并与鼓泡型塔板进行了对比。结果表明,复合型立体传质塔板的板压降低于弓形降液管的CTST和悬挂式降液管的筛板(MD筛板)。在高液相负荷下,复合立体传质塔板降液管液层高度远低于MD筛板,具有更大的液体处理能力。悬挂式降液管液流孔的孔流系数主要与开孔的水力半径有关,受开孔率影响较小。得到了复合立体传质塔板降液管几种孔型的孔流系数值。

红外热像仪测量多降液管塔板液相等停留时间分布的实验研究

多降液管塔板目前在精馏、吸收和解吸等领域应用日益广泛。多降液管塔板由于降液管悬挂,且上、下塔板的降液管垂直布置,故它的液相流场分布较为复杂。提出了测试塔板上液相流场分布的一项新技术:与塔板上液体同质的高温示踪剂液体在塔板上阶跃注入,用红外热像系统拍摄高温示踪剂液体的流动,从而作出塔板上等停留时间分布图。实验在直径1200mm的有机玻璃塔中进行,测试塔板为单根悬挂降液管塔板和两根悬挂降液管塔板,物系为空气-水。实验得到不同液量下单根和两根悬挂降液管塔板上等停留时间分布图。结果表明:该测试技术方便、精确、且示踪剂对塔内液体无干扰污染。多降液管塔板存在滞流区,且滞流区随液量增大而增大。

新型高效大通量DJ系列塔板的研究与工业应用

新型高效大通量DJ系列塔板采用矩形悬挂式降液管 ,液体通量可比一般塔板提高 30 %～ 5 0 %。通过在受液区增设导流装置、防冲击漏液装置以及在塔板下方复合填料等 ,改善板上液流分布 ,减少冲击漏液量 ,减少雾沫夹带量 ,从而大大提高塔板效率 ,增大操作弹性。DJ塔板的效率与浮阀塔板相当 ,在改造中可以以一对一代换普通浮阀塔板实现扩能 2 5 %以上。DJ塔板已在石化、炼油、化肥等领域成功应用 ,改造塔 90多座 。

大通量高效DJ系列塔板的研究以及在乙烯工业中的应用

新型高效大通量DJ系列塔板采用矩形悬挂式降液管,处理能力可比一般塔板高30%～50%.通过在受液区增设导流装置、防冲击漏液装置,采用新型固定阀作为鼓泡元件以及在塔板下方复合填料等措施,改善板上液流分布,减少冲击漏液量和雾沫夹带量,从而大大提高塔板效率,增大操作弹性.DJ系列塔板的效率与浮阀塔板相当,在改造中可一对一代换普通浮阀塔板实现扩能25%以上.DJ塔板在天津乙烯、广州乙烯、抚顺乙烯、独山子乙烯以及兰州乙烯中获得了成功应用,产生了巨大的社会经济效益.