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环矩鞍形金属填料塔在氯苯精馏中应用的探讨
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环矩鞍形金属填料塔在氯苯精馏中应用的探讨

2020-02-16      阅读:
环矩鞍形金属填料塔是一种新型高效的填科塔。本文介绍和讨论了环矩鞍形金属填料塔在氯苯精馏中使用的情况及效果J井分析了填料在氯苯物系中使用的状况以及提出设计安装和操作中应注意的事项。

一前言
氯苯是染料,医药,农药及橡胶助剂的重要原料。近年来,随着化学工业的发展,氯苯的需求量也相应增大了。国内有的厂家相继扩大氯苯产量,但是,仍满足不了市场的需求。我厂为了提高氯苯质量和产量,八七年元月,采用环矩鞍形金属慎料塔对氯苯精馏的浮阀塔进行了改造。目前,国内同行业中仍沿用传统的浮阀塔来分离氯苯,尚未见封采用其它高效塔型的报导。我厂氯苯精馏原采用浮阀塔,我们知道,浮阀塔内蒸汽沿上升蒸汽孔的周边喷出,仍有掖体的逆向返混,因而降低了传质效率,并塔板上的阀片容易被卡住,锈隹或特住,影响了阀片的自由开启,而且容易脱落。我们对浮阀塔进行检查,发现塔扳上的阀片脱落由上至下逐板增多,最上一块塔板上剩有3I块阀片,占设计阀片数的83}最下一块塔板上剩有7块阀片,占设计阀片数的19所以,造成了浮阀塔的分离效率和生产能力降低。困此,我厂在国内同行业中首次使用环矩鞍形金属填塔代替浮阀精馏分离氯苯,并经过了一年多的实际生产运行。现将环矩鞍形金属填料塔的生产运行数据及特性运行小结和讨论,以供同行参考。
填料特性及尺寸的选择
环矩鞍形金属填料也称英塔洛克斯填料,它是美国诺顿(NORTON)公司从1976年至1979年开发的一种新型填料。这种新型填料既不是鞍形,又不是环形,而是界于二者之间。它吸取了二者的优点,具有较多的接触面积及合理的几何形状}并使汽液接触良好。因此,产生很好的侍质效果。几何特性见表1。
环矩鞍形金属填料塔在氯苯精馏中应用的探讨
填料的尺寸一般情况根据塔径决定,具体戮据见表2。但有时考虑到塔的效率和气体阻力。当要求塔的分馏效率高而对压降耍
环矩鞍形金属填料塔在氯苯精馏中应用的探讨
求不高时,则可选用较小尺寸的填料}反之则选用较l大尺寸的瑛料。我厂氯苯精馏浮阈塔造,是将塔内伴拆除,利用塔体,塔内浆填卫5环矩鞍形金属填料。我们考虑剜塔内物辩可能产生的腐蚀性,将标准05‘填料的金属板厚度o.5毫米加厚到1.5毫米,从而,.增加了强度和耐腐蚀性结果与讨论
1.塔压降
环矩鞍形金属填料塔内的汽一液两相膜式接触,不同于浮阀塔汽一液两相喷射式接触,因而,流体阻力小。在精馏氯苯的过程中,环矩鞍形盘属壤料塔与浮阀塔的压降见表3
环矩鞍形金属填料塔在氯苯精馏中应用的探讨
从表3中的数据可以看出,环矩鞍形金属填料塔的压降与浮阀塔压降相比大幅度下降,约为浮阀压降的1/10。从而降低了塔釜物料的泡点温度,减少了塔釜二氯苯脱氯聚合物生成量和塔的腐蚀。因此,可以减轻或避免堵塔的现象,并且可以降低加热蒸汽的品位。
环矩鞍形金属填料塔的压降与塔内蒸汽速度有一定关系,随着上升蒸汽速度的大小而变化。见图1。从图1曲线可知,当汽速增

大.塔压明显上升,当汽速减小,则塔压显著下降。因此,保持塔的正常操作状杏;塔压是关键因素。一般情况控制塔压在2666~
3909'Pa之间,如果塔过高,表明塔内上升蒸汽速度过大,塔处于液泛状态,塔的汽·维平衡馋破坏。塔压过低,则表明塔内上开蒸汽速度变小,汽一液接触面倪限于填料表面,传质效率不高,甚至出现淘流,漏液现象。从我厂实际生产数据看,塔压控制偏低。因此,实际生产中还可以增大汽速,提高塔压,使塔的运行处于较佳状态。
2.分离效果
.环矩鞍形金属填料,具有良好的汽液分布,雾抹挟带量少,从而提高了传质效果。环矩鞍形金属填料与浮阀塔的分离效果见表4。25环矩鞍形金属填料的HETP值一

般在337—445之问,空塔汽速对HETP值的影响不明显,其分离效率高。从实际生产数据可以看到,。产品含量高且稳定。
3.塔通量
.环矩鞍形金属填料塔的空隙率在96%以
上,而浮阀塔的开孔率约14—2O。因此,环矩鞍形金属填料的通量比浮阀塔大。见表5。

从表5数据看到,填料塔的动能因子比浮阿塔大,单位时间的采出量也多。但是,螓料塔的能力还没有充分发挥出来,塔的操作没有处于佳化状态,这与在塔压降中讨论的结果相一致。造成如此情况与如下几种因桑有关。a粗馏塔等系统不相配套工人对填料塔的性能尚未完垒掌握,.经常造成淹塔现象,c由于对生产中的异常现象断不准,增加了不必要的洗塔次数。所以,填料塔生产目力还可以提高。见图2。

由图2可知,在一定范围内增大汽速时,分离效率并不下降,相反HETP值还略有减小,理论板数有增加。如果设计能力取最大操作点的8O,则直径为700毫米的塔,年生产能力可遗13000-15000吨。
4.填料的使用状况
氯苯精馏的浮阀塔改造为填料塔,关键因素之一就是填料是否适宜于氯苯物系。经过一年多的生产运行,我们对填料进行拆卸检查,发现填料的使用状况良好。填料没有堵塞,与从塔压没有明显上升所作的判断相吻合填料表面也没有结焦物,只是在塔的下端300毫米高度填料中有少量杂质。束发现填料有明显腐蚀,:经检测,填料的腐蚀速度约为0.18ram/Y。由于环矩鞍形盘属填料塔的持液量小,缩短了物料的停留时间,以及其压降低,使塔釜温度下降,因而减少了脱氯聚合物的生成,从而使得环矩鞍形填料的使用得到了保证。
四设计安装及操作中的注察要点 
环矩鞍形金属填料的优良性能,要充分发挥出来,与正确合理的设计安装和操作是分不并的。因此,环距鞍形金属填料塔在设计安装或使用过程中,必须严格遵守如下要点。
1.塔内要设置分布器,一般每2O0自~3000毫米安装一个。
2.分布器的设计要合理,能够均匀分布,分液点密度约为44~60点/米:。
3.塔身要求垂直,一般的倾斜度不能超过千分之一,避免产生壁流现象。
d.塔体的下端留有500~700毫米高度的空间不装填料,下层填料采用40~50填料,装填高度约500毫米,以免少量杂质和焦化物堵塞下部填料。
5.填料塔的空开车时,一般要预液泛, 以保证填料表面的均匀湿润而能良好传质。
6.要适当掌握厨流比,防止回流液和上升蒸汽的沟流等现象。
五结束语
环矩鞍形金属填料塔在氯苯精锗中使用的结果表明,其具有压降低,分离效率高,通量大等特点J并在氯苯物系中没有出现堵塞、结焦、腐蚀等现象。因此,只要我们设计安装合理,并掌握好填料塔的性能,用环矩鞍形金属填料塔改造浮阀塔不仅可行,而且可以提高质量和产量。

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