化工分離過程與控制

1、化工分離過程與控制 1-1-2丙烯酸甲酯生產(chǎn)中的甲醇回收 的分離設備的選用 化工1311 組 王開宇 丁永霞 趙威 曹家齊 一、塔板形式及相關說明 1.浮閥塔板 2.篩板 3.泡罩塔板 3.噴射型塔板 4.選用形式及理由 二、溢流形式 三、降液管形式 四、相關輔助部件 任務點： 任務分配： 資料查閱：王開宇、丁永霞 資料整理：趙威 PPT制作：曹家齊 精餾流程圖精餾流程圖 （1）每層塔板都發(fā)生部分氣化和部分冷凝，各層塔板提供一定的接觸 時間使傳質(zhì)進行，每層塔板接近于一次平衡蒸餾。 （2）向上往塔頂方向，蒸氣中輕組分的含量越來越高，向下往塔底方 向，液體中重組分含量越來越高。每層塔板上相接觸的氣

2、、液流組成 應接近，這樣才可能存在露點與沸點間的溫度差，這些在精餾過程中 系統(tǒng)會自動地調(diào)節(jié)和適應。 （3）最上一層塔板的蒸氣必須與其組成接近的液體相接觸，因而塔頂 必須從外界供應與餾出液組成相近的液體。這可由塔頂引出的蒸氣全 部冷凝后的部分冷凝液引回，稱為回流。沒有回流，塔內(nèi)部分氣化和 部分冷凝就不能發(fā)生，精餾操作無從進行。 （4）從塔底應提供蒸氣，而蒸氣的組成應與塔底餾殘液相近，這由在 塔底安裝的再沸器使餾殘液部分氣化來解決。 （5）進料組成介于餾出液和餾殘液之間，因而進料應在塔體中部的某 一適宜的塔板上，該板稱為進料板，在這層塔板上的液體的組成與進 料相接近。 連續(xù)精餾流程連續(xù)精餾流程 1

3、.浮閥塔板 浮閥塔板上開有定形狀的閥孔(圓形或矩形)，孔中安有可上下浮動的 閥片有圓形、矩形、盤形等，從而形成不同型式的浮閥塔板。目前國內(nèi) 常用的是F1型(相當于國外的V-1型)浮閥，條形浮閥也開始受到注意。國 內(nèi)有部頒標準(JBl118)。浮閥塔板因其具有優(yōu)異的綜合性能(生產(chǎn)能力大、 操作彈性大、塔板效率高、制造費用低等)已成為目前應用最廣泛的一種 塔板。 F-1型浮閥：可以防止閥片與塔板的黏著與腐蝕 V-4型浮閥：閥孔被沖壓成向下彎曲的文丘里型，用于減少氣體通過 塔板使的壓力降（適用于減壓系統(tǒng)） T型浮閥：結構復雜，借助于固定在塔板的支架以限制拱形閥片的運 動范圍（適用于易腐蝕、含顆?；蛞?/p>

4、聚合的介質(zhì)） 優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，操作彈性大，塔板效率高，氣體壓降及液面落 差較小，結構簡單，安裝方面。 2.篩板塔：結構最簡單的塔板，在塔板上有許多均勻分布 的篩孔，上升氣流通過篩孔分散成細小的流股，在板上液 層中鼓泡而與液體密切接觸，篩孔在塔板上有一定的排列 方式。 優(yōu)點：結構簡單，金屬耗量少，造價低廉，氣體壓降小， 板上液面落差也較小，生產(chǎn)能力及板效率較泡罩塔高。 缺點：操作彈性范圍較窄，小孔篩板容易堵塞。 3.泡罩塔板：通常用來使蒸氣（或氣體）與液體密切接觸以促進其相互間 的傳質(zhì)作用。塔內(nèi)裝有多層水平塔板，板上有若干個供蒸氣（或氣體） 通過的短管，其上各覆蓋底緣有齒縫或小槽的泡罩，并裝有

5、溢流管。操 作時，液體由塔的上部連續(xù)進入，經(jīng)溢流管逐板下降，并在各板上積存 液層，形成液封；蒸汽（或氣體）則由塔底進入，經(jīng)由泡罩底緣上的齒 縫或小槽分散成為小氣泡，與液體充分接觸，并穿過液層而達液面，然 后升入上一層塔板。短管裝在塔內(nèi)的，稱內(nèi)溢流式；也有裝在塔外的， 稱外溢流式。泡罩塔廣泛用于精餾和氣體吸收。 泡罩塔板是工業(yè)上應用最早的塔板，它主要由升氣管及泡罩構成。泡罩 安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有f80、 f100、f150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑的大小選擇。泡罩的下部周邊開有 很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上為正三角形 排列。操作時，液

6、體橫向流過塔板，靠溢流堰保持板上有一定厚度的液 層，齒縫浸沒于液層之中而形成液封。升氣管的頂部應高于泡罩齒縫的 上沿，以防止液體從中漏下。上升氣體通過齒縫進入液層時，被分散成 許多細小的氣泡或流股，在板上形成鼓泡層，為氣液兩相的傳熱和傳質(zhì) 提供大量的界面。 優(yōu)缺點：泡罩塔板的優(yōu)點是操作彈性較大，塔板不易堵塞；缺點是結構 復雜、造價高，板上液層厚，塔板壓降大，生產(chǎn)能力及板效率較低。泡 罩塔板已逐漸被篩板、浮閥塔板所取代，在新建塔設備中已很少采用。 3.噴射型塔板：特點是蒸汽以噴射狀態(tài)斜向通入液層，使氣液兩相接觸加 強，主要有舌形塔、浮動舌形塔、浮動噴射塔和斜孔塔板等。 優(yōu)點：結構簡單，金屬耗用量

7、小，在一定負荷范圍內(nèi)效率較高。 缺點：操作彈性小，穩(wěn)定性較差。 浮動舌形塔板 5.塔板選用形式及理由： 選用浮閥塔板 理由：（1）.生產(chǎn)能力：與篩板塔差不多，比泡罩塔大30% （2).塔板效率高，比篩板塔和泡罩塔大 （3）.壓降低，比泡罩塔小 （4）.操作彈性大 （5）.結構簡單，制造維修方便，造價低 二、溢流形式二、溢流形式 1、U形流 也是回轉流 其結構是將弓形降液管用 擋板隔成兩半，一半作受液盤，另一半作降液管。 此種溢流方式液體流徑長，可以提高板效率，只適 用于小塔及液體流量小的場合。 2、單溢流 又稱直徑流。這種方式液體流徑長， 塔板效率高，塔板結構簡單，加工方便，在小于 2.2m的

8、塔徑中被廣泛應用。 3、雙溢流 又稱半徑流。這種溢流方式液體流動 的路程短，可降低液面落差，但塔板結構復雜，板 面利用率低，一般用于直徑大于2m的塔中。 4、階梯流 這種方式可在不縮短液體流徑的情況 下減少液面落差，結構最為復雜，只適用于塔徑很 大、液體流量很大的特殊場合。 三、降液管形式 降液管是塔板間流體流動的通道，也是使溢流液中所 夾帶的氣體得以分離的場所。降液管有圓形和弓形兩 類。通常圓形降液管制造方便，但流通截面積較小， 一般只適用于小直徑塔，對于直徑大的塔，常用弓形 降液管。 四、輔助部件四、輔助部件 容器接管容器接管：化工容器的接管是連接容器與工藝管線的附件，還可以安 裝測量儀表，設置分析取樣口等。 1、流體進出口接管 2、儀表接口管 視鏡視鏡 視鏡除用來觀察設備內(nèi)部情況外，也可用作液面指示鏡。視鏡既受工 作壓力的作用，還要能承受高溫、熱應力和化學腐蝕的作用。壓力容 器的視鏡多為圓形，常用的原形視鏡有帶頸和不帶頸的，有的視鏡附 加襯膜，有的加安全保護裝置，有的加保溫裝置或沖洗裝置。 液面計液面計 液面計是用來觀察設備內(nèi)部液面變化的一種裝置。一般塔設備底部需 要控制液位起液封作用時可設液面計。按結構形式可分為