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板式蒸餾塔設計
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一、塔高

板式塔的塔高由主體高度、頂部空間高度、底部空間高度以及裙座高度等部分組成。

1、主體高度

板式塔主體高度為從塔頂頭一層塔盤至塔底很后一層塔盤之間的垂直距離。蒸餾操作常用理論塔板數的多少來表述塔的高低。確定塔板效率,從理論塔板數求得實際塔板數,再乘以塔板間距,即可求得板式塔的主體高度。

2、頂部空間高度

板式塔頂部空間高度是指塔頂頭一層塔盤至塔頂封頭切線的距離。為了減少塔頂出口氣體中夾帶的液體量,頂部空間一般取1.2—1.5m。有時為了提高產品質量,必須更多地除去氣體中夾帶的霧沫,則可在塔頂設置除

沫器。如用金屬除沫器,則網底到塔盤的距離一般不小于塔板間距。

3、底部空間高度

板式塔的底部空間高度是指塔底很末一層塔盤到塔底下封頭切線處的距離。當進料系統有15min的緩沖余量時,釜液的停留時間可取3~5min,否則須取15min。但對釜液流量大的塔,停留時間一般也取3~5min;對于易結焦的物料,在塔底的停留時間應縮短,一般取1~1.5min。據此,根據釜液流量、塔徑即可求出底部空間高度。塔釜底部空間提供氣液分離和緩沖的空間。

4、裙座高度

塔體常由裙座支承,有時也放在框架上用支耳支承。裙座高度是指從塔底封頭切線到基礎環之間的高度,由工藝條件確定。

(1)泵需要的凈正吸入壓頭按塔釜的低液面進行計算。立式熱虹吸式再沸器真空操作,需要塔裙座的高度較高。

(2)再沸器安裝高度、長度等。

二、立式熱虹吸再沸器入塔口

1、管口方位

(1)再沸器入塔口很好與很下一層塔盤的降液板平行安裝。若因塔的布置及配管等原因不能平行安裝時,必須考慮安裝擋板。

(2)再沸器入塔口要注意人塔物流不得妨礙底部受液盤內的液體流出。

(3)如果是過熱蒸汽入塔,為防止降液管內的液體受熱而部分汽化,過熱蒸汽入口管不宜放在降液管的旁邊。

2、管口高度

管口高度應考慮:

(1)熱虹吸再沸器入塔口連接在塔底部很下一層塔板下一定的距離。這個距離應能提供熱虹吸再沸器氣液相混合物(一般其氣相質量分率占百分之五到百分之而是)氣液相分離、氣相在很下一層塔板再分布的氣相空間即可。根據經驗,通常熱虹吸再沸器入塔口距離上部塔盤的距離是一個多板間距,500mm左右,一般不超過800mm。

(2)高于塔釜液位上限。熱虹吸再沸器的推動力是密度差,通常熱虹吸再沸器入口與熱虹吸再沸器人塔口的密度差并不很大,推動力較小,如果返回口在液相區,即會加大阻力,使再沸器的流動性變差,影響到換熱效果。另外,也造成液位不穩定,并且再沸器出口氣液混合物沖破液層,有時會產生很大力量,損壞塔板和內件。

(3)立式熱虹吸再沸器的布置及配管要求。立式熱虹吸再沸器安裝時其列管束上端管板位置與塔釜正常液面相

平,立式熱虹吸再沸器至塔釜的連接管道應盡量短,不允許有袋形,一般不設閥門。

三、液位計口

(1)液位計上方接管擋板

為了監視、調整釜內液量,塔釜上一定要設置一對液位計接口。其中上方接管口直接接在塔壁時,由于再沸器返回物料及沿塔壁下降液體等流入液面計的影響,會造成讀數不準。須在上方接管處設置擋板,以使液面顯示

準確、穩定。

(2)操作液位

塔操作時塔釜液位通常有正常液位、很低液位和很高液位。在有聯鎖控制時,還設有高高液位和低低液位。液位需要根據底部空間高度確定原則來確定。正常液位一般在很高液位的百分之五十到百分之六十。

(3)液位計長度

塔釜液位計長度應涵蓋操作過程中各種工況的液位范圍(正常液位、很低液位和很高液位),以對液位進行監視、調整。

四、塔釜系統整合設計

塔釜管口有時由塔內件廠家進行設計,設計單位審查圖紙時,需要結合塔及再沸器的布置進行審核,關注各管口的高度設置是否合理;底部空間高度是否合理。

3蒸餾塔系統

一、蒸餾塔系統組成及布置

蒸餾塔系統由簡單蒸餾塔、再沸器、冷凝器、回流罐等設備組成,一般按流程順序,在符合規范的要求下,盡可能靠近布置,形成獨立的操作系統。同類設備集中布置,如冷凝器一般布置在三層樓面上,回流罐布置在二層樓面上,再沸器安裝在蒸餾塔底部,泵布置在一層樓面上。這樣不但整齊,美觀,而且操作也方便。由于再沸器的特殊性,與其相關的設備及管路需精心設計。

二、蒸餾塔系統操作

通過再沸器加熱塔底的液體,使其部分氣化,由塔底再沸器入塔口進入塔,與下降液進行逆流兩相接觸,下降液中易揮發(低沸點)組分不斷向蒸氣中轉移,蒸氣中的難揮發(高沸點)組分不斷地向下降液中轉移,蒸氣愈接

近塔頂,其易揮發組分濃度愈高,而下降液愈接近塔底,其難揮發組分則愈富集,達到組分分離的目的。塔頂上升的蒸氣進入冷凝器,冷凝液體的一部分作為回流液返回塔頂,其余部分則作為餾出液送出。塔底流出的液體,其中一部分送入再沸器加熱返回塔中,另一部分液體作為釜殘液采出。

三、熱虹吸再沸器

1、熱虹吸再沸器原理

熱虹吸再沸器利用蒸餾塔的液面和再沸器液面的壓頭差作為動力驅動液體重力循環流動,使蒸餾塔底部的液體流向再沸器。液體一部分在再沸器內被氣化,回到塔內,達到蒸氣和液體分離。為了保障再沸器的正常工作,必須保障有一定的壓差來克服管道、再沸器內壓降和兩相的靜壓。

2、熱虹吸再沸器安裝高度要求

蒸餾塔底部的液體流入管道,越往上壓力即越低。如果液體上升的管子很高,壓力會降低到使管內產生氣泡(由空氣或其他成分的氣體構成)。虹吸作用高度即是由氣泡的生成而決定的。因為氣泡會使液體斷開,氣泡兩

端的氣體分子之間的作用力減至0,從而破壞了虹吸作用。熱虹吸再沸器安裝位置不是越低越好。

3、立式熱虹吸再沸器特殊要求

立式熱虹吸式再沸器如為真空操作,則不適宜黏性較大的液體和帶固體的物料,同時還要求塔裙的高度較高。臥式熱虹吸式再沸器則對塔釜液位和壓降要求不高,比較適用于真空精餾。蒸餾塔是一個高效的、節能的蒸餾塔型,根據所設計參數可設計多種規格,滿足不同生產能力的要求。

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