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1、技术综述 文章编号: 100027466(2000)0220034203 国外填料塔最新发展 曹 纬 (兰州石油机械研究所,甘肃 兰州 730050) 摘要:跟踪世界填料塔技术的新发展,介绍了国外填料塔的最新动向。近10年来,世界各国填料无 重大突破,正处于平稳发展阶段,除Solzer公司的Optiflow packing别具特色之外,主要是在气液 分布器方面有所进展。 关 键 词:填料塔;新型填料;设计;应用 中图分类号: TE 962 文献标识码: A Recent advances on packed columns CAO W ei (L anzhou Petroleum M achi
2、nery Research Institute, L anzhou 730050, China) Abstract:The tracks of new advance of packed column technologies are followed. The developing trends of packed columns is introduced.In the last ten years, packings are in a stable developing stage, there is no tremendous breakthrough. Of significance
3、 is the appearance of the Sulzer optiflow packing ,most development in the distributor(gas and liquid)technologies . Key words:packed column; new packing; design; application 70年代以前,在大型塔器中,板式塔占有绝对 优势,出现过许多新型塔板1。70年代初能源危机 的出现,突出了节能问题。随着石油化工的发展,填 料塔日益受到人们的重视,此后的20多年间,填料 塔技术有了长足的进步,涌现出不少高效填料与新 型塔内件,特别是
4、新型高效规整填料的不断开发与 此,蒸汽进入机内对气压机功率的影响也可予以忽 略。 这样一来蒸汽密封能量消耗只有蒸汽1项,在数 量上也远小于浮环密封。 4 两种密封方法能耗费用比较 2 M CL 456不同轴封能耗费用比较见表4。 表4 蒸汽密封和浮环密封能耗费用比较 万元?a 密封名称 封油电水干气蒸汽密封件合计 蒸汽密封无无无无16100016516165 浮环密封2175115361301015124118615051178 浮环密封需要多种能源,消耗总费用每年为 51178万元。如果隔离气用氮气,每年费用至少为 6913万元。某炼油厂由浮环密封改为蒸汽密封后仅 氮气一项,每年节约72万元
5、。而蒸汽密封只用1种 能源,年费用只有16165万元,也就是说蒸汽密封的 能耗费用不到浮环密封的1?3。然而,蒸汽密封最引 人注目的是其高可靠性。胜利炼油厂的蒸汽密封已 无故障运转了5年,上海炼油厂的也无故障运转了 4年,现正向更高的记录迈进。如果再加上维修费用 的下降,蒸汽密封的经济效益更大,因此,不但技术 上先进,还有显著的经济效益。鉴于上述,可以认为 蒸汽密封用于催化气压机上,是目前唯一能同时满 足4条要求的轴封方法。 参考文献: 1 JB?T 644392,离心压缩机S1 2 AP I 617- 95,石油、 化学和气体工业用离心压缩机(第六版) S1 3 Fort J Jehe1M
6、agnetic bearing dry seals i mprove compressor operationJ 1Hydrocarbon Procec1, 1988, 67(10): 532561 4 Lancee R P1Trans Canada tests oil2less seals in centrifugal compressorsJ 1O il 当F因子为2Pa时,为7块理论 塔板。M ontz公司提供了他们的钽质M ontz2Pak A 300型填料,它的板厚为0105 mm 9。N utter 公司生 产的BSH规整镇料是介于网、 板填料之间的新型高效 填料,它独特的可膨胀金
7、属织物结构弥补了金属丝网 和片状金属规整填料间的差距。BSH织物结构的毛细 管作用,使填料在任何操作工况下都具有最高的传质 效率。填料的开口处可保证填料有效表面不断更新和 填料两边液体的交换,达到最佳的气液接触和分离效 果,其比表面积高达500 m 2? m 3, 可满足任何分离工艺 需要。它典型应用在炼油厂的粗馏塔、 反应蒸馏、 空气 分离和制药化学塔16。BSH填料配用N utter公司专 利液体分布器等全部塔内件,理论塔板数高, HETP 低,压降小。 2 填料塔应用新领域 随着新型塔填料的相继开发和应用,填料塔的优 点更显突出,应用范围日益扩大6。在炼油、 石油化 工、 精细化工、 化
8、肥、 制药和原子能工业部门,以及环 保领域的应用已趋于成熟5。填料塔尤其适用于真空 蒸馏、 常压及中压下的蒸馏,当然还有大气量的两相 接触过程(如气体的吸收、 冷却等) 4, 但在高压精馏 塔中应用时要特别谨慎5。人们正在对高压精馏填料 塔进行研究,企图从填料塔的结构和操作方法上予以 解决,例如有人提出填料层分段乳化操作或采用超重 力场分离等3。近年来在突破高压精馏塔应用填料的 局限性方面已取得了一些进展,其关键是彻底弄清高 压(高液相负荷)对塔的处理能力和效率的影响,可利 用浅床层和高性能塔构件(如气体分布器、 液体分布 器及再分布器) 13, 也有人建议开发适用于高压蒸馏 的组合式填料17
9、。 填料塔应用的另一个新领域是空气分离装置。30 年代以前的空分设备,主要是满足焊接、 切割用氧及 化工用氮。 由于现代钢铁、 氮肥、 化工及火箭等技术的 发展,氧、 氮及稀有气体的用量迅速增加。 国外一些大 公司,如德国的L inde公司,美国的A PC I公司(空气 制品与化学品公司)、 英国的BOC公司(氧气公司)和 法国的空气液化公司等,均已开始把填料塔应用于空 分方面的研究,瑞士Sulzer公司作为填料生产厂商 与上述公司积极合作,已取得可喜成绩5。 空分装置中规整填料的另一个用途是在粗氩塔 中使用1。过去的粗氩塔为筛板塔,无法得到氧含量 小于2106的纯氩。改用填料塔,便可取消过去
10、生 产纯氩产品时使用的下游工艺5。 3 填料塔设计新发展 (1)复合填料塔 人们发现,为了满足塔器技术 改造和高压蒸馏的需要,应根据塔内各段的不同分离 要求和两相负荷沿塔高的分布,选用不同类型的最合 适的填料,并优选其结构参数,组成复合填料塔,再匹 配以高效塔内件(气? 液分布器、 填料支承和液体再分 布器等 ), 以强化气液两相间的传质过程,提高塔的处 理能力和分离效率。同时,人们也着眼开发适用于高 压蒸馏用的组合式填料,即分布填料、 传质填料和隔 离填料的组合,从而用尽可能少的塔内件,在提高效 率与通量的基础上,降低塔的造价17。 (2)流化床填料塔 在一些环境工程工艺中,悬 浮于气相和液
11、相中的固体颗粒有时会堵塞填料床,解 决的办法是采用流态化填料床。 尽管流态化能实现更高的气流速率和传质速率, 但因为缺少设计关联式,且底部的格栅有时会伴随产 生高压力降,故要使填料床均匀流化有不少困难,因 而过去人们在将其应用于工业规模的填料塔方面,一 直徘徊不前。 近年来,国外推出一种EUROMA T IC填料,为 塑料椭球形空心薄壁填料,尺寸为30 mm、50 mm和 110 mm ,它的开发促使人们对流态化填料床的研究 更加深入。由于这种填料的性能特点,预计其在工业 中的应用前景光明。 流态化床层的设计,是将空心椭球填料搁置在支 撑格栅上,上方安置压环、 液体分布器和除沫器。 液相 由除
12、沫器下方送入,由塔底排出,而气相由支撑搁栅 下方进入,由塔顶排出。流化状态在压环与支撑搁栅 63 石 油 化 工 设 备 2000年 第29卷 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ w w w . b z f x w . c o m 标准化 文章编号: 100027466(2000)0220037203 对容规监察范围与类别划分规定讨论 田万信 (西安化工通用机械厂,陕西 西安 710082) 摘要:就 压力容器安全技术监察规程 中监察范围的覆盖率,压力
13、容器类别划分与监察范围合用 一种压力等级及二者间的关系方面提出了一些看法,指出压力容器划类规定与监察范围在依存一 致性方面的一些问题。 关 键 词:压力容器;安全技术;监察范围;类别划分 中图分类号: TH 49 文献标识码: A D iscussion on the control scope of rong guiand classif ication of vessel category T I AN W an2xin (Xian Chem ical GeneralM achinery Factory , Xian 710082, China) Abstract:Some differe
14、nt points of view s, including the control scope of Rules of the Safety Technique Pressure V essels, pressure class classification and their relationships are put forward1Some problem s concerned w ith the meterdependence coherence between the category classification and control scope of the pressur
15、e vessel are pointed out1 Key words:pressure vessel; safety technique; control scope; category classification 我厂持有一、 二类压力容器设计证和生产许可 证,在压力容器设计工作中,均要以 压力容器安全 技术监察规程(以下简称容规)规定的监察范围为 依据进行全面衡量,对被确认需要接受容规监察的 压力容器,再按划类规定对其进行类别划分。 但在进 行监察范围认定与划类时,有下列情况出现:对 之间进行。 作用于气体、 液体和填料间的剪切力使流 经空隙的气流产生压降,当压降与单位横截面积上 的填
16、料和液体的质量平衡时,填料床就开始膨胀,这 就是初始流态化。 当气流速率高于平衡态速率时,填 料床松散且填料元件自由流动,可使传质的界面面 积随之更新。 实践证明,由于填料床随着气体流速的增加而 继续膨胀,因此避免了高的局部流速,并且压降几乎 保持恒定。而当气相负荷高于初始流态化的气相负 荷时,床层由于在较高气相负荷时填料元件的运动, 在气流速率增加的条件下,传质效率几乎保持着恒 定18。 参考文献: 1 袁孝竞,余国琮 1 填料塔技术的现状与展望R 1 天津:天津大 学, 19971 2 赵汝龙 1 波纹型规整填料塔的设计R 1 天津:天津大学填料 塔新技术公司, 19971 3 王树楹 1
17、 填料塔技术进展与工业应用J 1 石油化工设计, 1994, 11 (4): 102231 4 李鑫钢 1 规整填料塔技术在炼油工业中的应用J 1 石油化工 设计, 1994, 11 (4): 242321 5 袁孝竞 1 塔器技术的最新进展J 1 石油化工设计, 1994, 11 (4): 1291 6 张 近 1 塔填料研究进展J 1 化工进展, 1989, (6): 92181 7 Bravo Jose L. Column internalsJ .Chem ical Engineering , 1998, 105(2): 762831 8 徐孝民 1 炼油厂蒸馏技术发展的若干问题J 1
18、炼油设计, 1998(2): 682691 9 新技术栏 1 精馏、 液? 液萃取和膜技术J 1 世界化工技术, 1998, (1): 472541 10 New s: StructuredorRandom J . Chem icalEngineering Progress, 1997, (11): 841 11美国专利:U S 4724593P 1 12美国专利:U S 4668442P 1 13费维杨 1 国外化工塔器的若干最新进展J 1 化工进展, 1996, (6): 402451 14 New s:高性能规则充填物MC2PakJ 1化学装置A , 1994, (2),资料请求番号00
19、191 15 New s: ACT5, Durapack J 1Chem ical Engineering, 1997, 104 (6): 156 16兰州石油机械研究所,通用机械研究所合编 1 国外机械工业基 本情况化工炼油设备M 1 北京:机械工业出版, 19951 17王树楹,管 山 1 填料塔在高压蒸馏中的应用J 1 化学工程, 1998, 26(5): 6291 18 Reinhard Billet.Packed towers in processing and environ2 mental technologyM . VCH, 19951 (王编) 第29卷 第2期 2000年3月 石 油 化 工 设 备 PETRO2CHEM ICAL EQU IPM EN T Vol . 29 No. 2 M ar. 2000 收稿日期: 1999210225 作者简介:田万信(19462 ), 男(汉族 ), 陕西富平人, 1971年毕业于后勤高级专科学校,工程师,长期从事机械设备开发、 压 力容器设计与审核工作。 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/