考虑降液管影响的多元精馏塔动态机理建模Ⅰ.动态机理模型的建立

板式精馏塔的塔板可以分为有降液管和无降液管2种类型,有降液管板式塔中降液管是一个重要的塔内件,合理的降液管既可使液体顺利通过,又可使夹带的气体分离出去,同时防止发生液泛。而目前的精馏塔动态模拟中,其机理模型大都没有考虑降液管的影响,不利于分析蒸馏塔的液相滞留量及故障诊断。在考虑降液管影响的基础上,基于严格理论推导对多元精馏塔进行了动态机理建模,建立了降液管结构和水力学模型,并且考虑降液管部分液相混合的影响,建立了其关联板效率及传质扩散的数学模型。通过理论分析发现,降液管对塔板效率、相平衡常数、蓄液量以及塔板压降等有一定程度的影响,将其影响纳入到多元精馏塔的完整动态机理模型中,通过修正相关模型,更充分地反映了精馏塔的内在机理及其动态特性。     

考虑降液管影响的多元精馏塔动态机理建模 I. 动态机理模型的建立

板式精馏塔的塔板可以分为有降液管和无降液管2种类型，有降液管板式塔中降液管是一个重要的塔内件，合理的降液管既可使液体顺利通过，又可使夹带的气体分离出去，同时防止发生液泛。而目前的精馏塔动态模拟中，其机理模型大都没有考虑降液管的影响，不利于分析蒸馏塔的液相滞留量及故障诊断。在考虑降液管影响的基础上，基于严格理论推导对多元精馏塔进行了动态机理建模，建立了降液管结构和水力学模型，并且考虑降液管部分液相混合的影响，建立了其关联板效率及传质扩散的数学模型。通过理论分析发现，降液管对塔板效率、相平衡常数、蓄液量以及塔板压降等有一定程度的影响，将其影响纳入到多元精馏塔的完整动态机理模型中，通过修正相关模型，更充分地反映了精馏塔的内在机理及其动态特性。     

解除降液管瓶颈的方法

简要介绍降液管在板式塔中的重要作用。在塔板扩能改造中,采用新型塔板可以大幅度提高鼓泡区的流通能力,但作为液相主要通道的降液管却常常成为扩能的“瓶颈”。提出了两种降液管扩能的方案：（1）在降液管内增设空隙率大、压力降低的填料;（2）采用充分利用塔板空间的“异形”降液管。还对两种方案的适用场合进行了说明。     

催化蒸馏塔中催化剂装填技术研究进展

介绍了催化蒸馏塔中催化剂的装填结构 ,即催化剂装在板式蒸馏塔降液管中、装在板式塔塔板上、与散装填料相结合及与规整填料相结合 ,并对这些装填方式的优缺点进行了分析     

国外板式塔最新进展与新分离技术开发

激烈的竞争促进了板式塔的迅速发展。对国外一些最新塔板、新的化工过程和蒸馏技术作了简略介绍，其中一些高效塔板的特点体现在降液管的设计上。     

焊板式换热器冷流侧压力降增大原因及对策

介绍了国内某炼油厂连续重整装置运行过程中焊板式换热器冷流侧压力降增大的情况,从上游装置流程、重整原料水含量及原料带胺液等原因进行了分析,认为焊板式换热器冷流侧压力降增大的原因是原料所带胺液与循环氢中的HCl形成的热稳态盐(HSS)堵塞了板束,提出了以下应对措施:(1)在液化石油气吸收塔前增加一水洗塔洗去炼厂干气中的胺液;(2)将分馏塔塔底重沸器由浮头式更换为U型管式,且在换热管和管板焊头处采用先强度焊后贴胀的连接方式,解决重整原料水含量超标问题。     

专利降液管结构及分析

对近10年来在中国申报的分馏塔降液管专利结构进行了分析,其中国外公司的专利包括Sulzer公司的圆形降液管、UOP公司的能使各层塔板上液体流动方向相同（即并流）的带挡板降液管、壳牌公司带导向板的降液管、Glitsch公司在Nye Tray基础上改进的降液管;国内专利包括浙江工业大学在MD塔板上改进的DJ降液管、防冲击漏液降液管和可机械消泡降液管、中国石油化工集团公司类似于填料塔槽式液体分布器的降液管、西安石油大学的带消能器降液管等。阐述了结构变化对降液管性能进而对塔板性能产生的影响,对降液管的开发提出了建议。     

催化精馏塔中催化剂装填技术的现状与分析

将催化精馏塔中催化剂的装填方式分为3种形式做了介绍,即催化剂装在板式精馏塔的降液管中,装在塔板上,或与填料结合方式,并对这些装填方式的优缺点进行了总结分析。     

板式塔盘降液板加强筋优化设计研究

基于板式塔主要支撑结构的降液板对整个塔内结构件静、动态性能的关键作用,针对降液板的类型与多个载荷受力,建立板式塔盘降压板在操作工况下的有限元模型并对其结构强度进行分析,提出采用增加加强筋提高降液板顶板整体刚度的方法。采用拓扑优化方法对降液板加强筋的分布位置和数量进行讨论,并比较加强筋板厚度和高度对降液板顶板刚度的影响。     

多降液管筛孔塔板的压力降性能研究

在直径1200mm的冷模实验塔内,以空气-水为介质,对多降液管筛孔塔板进行了塔板压力降性能的实验研究。结果表明,多降液管筛孔塔板压力降低于普通筛孔塔板,与气速、液量等操作条件以及塔板上的汽液接触状态相关。对实验数据拟合,得到了可用于工程设计的压力降模型,并用工业数据进行了校核,为分析多降液管筛孔塔板的降液管性能、雾沫夹带和泄漏性能以及塔板的操作上、下限提供了必要基础。     

分流式降液管的筛孔塔板流体力学性能研究

将分流器设置在降液管上,采用筛孔塔板,以空气-水为介质进行冷模实验,对其流体力学性能进行了系统的研究,并在相同的实验条件下与无分流式降液管筛孔塔板进行对比。结果表明,分流式降液管筛孔塔板总板压降平均降低了14.3%,板上清液层高度平均降低了12.1%,操作弹性平均提高了15.3%,分流器的设置提高了塔板液泛上限和液相处理能力。     

筛板塔板的性能与设计

筛板塔板较小的孔面积结构和气液流动方向相垂直的工作方式,减少了塔板上的雾沫夹带和由此引起的塔板压力降,可通过选择单、双溢流确定塔板上的操作工况来适应不同物料,以获得较高的塔板点效率,减少了塔板上的降液管面积和气体流动对塔板上液体流动的干扰,提高了塔板效率。筛板塔板的计算方法完整,可以计算降液管出口处液体的含气量、降液管的压力降和降液管的平均含气量,判断塔板的操作工况和各种工况下的雾沫夹带量和由此引起的塔板压力降。     

大型外环流浆态床中宏观流动特性规律研究

在新型大型浆态床外环流反应器冷模实验装置上,对上升管内的两个重要宏观流动行为参数总体平均气含率和循环浆液速度随表观气速、固含率及下降管流动阻力的变化规律进行研究。结果表明: 外环流浆态床上升管中的总体平均气含率随着表观气速和下降管阻力的增加而增大,随着固含率的增加而降低;循环浆液速度随着表观气速的增加而增大,随着固含率和下降管阻力的增加而降低。基于因次分析法和稳态操作条件下的动量守恒原理建立了预测上升管内总体平均气含率和循环浆液速度的模型计算式,模型预测值与实验值吻合良好。     

外置溢流管型双层流化床冷模研究

在 10 0mm× 3 0 0 0mm的双层流化床中研究了溢流管对床层稳定控制的影响。划分了双层流化床操作的 4种可能的状态 ,其中包括上层密相高度低于或等于下层密相高度的两种稳定状态和高于下层密相高度的两种不稳定操作状态。当气速较小时 ,有无溢流管的操作状况相似。而当气速较高时 ,由于溢流管能够有效返回上层颗粒 ,从而操作稳定性增加。溢流管的有效性随其与床层直径之比的增加而增加     

提高塔板出口堰性能的实验研究

针对固定阀塔板和筛孔塔板,在出口堰上开倒梯形和条形两种型式的分流孔,对从堰上分流孔分流出去的液量作了实验研究,得到了分流液量随气、液流量变化的规律。实验结果表明,在出口堰上开孔,可以减轻出口堰溢流负荷,倒梯形和条形分流孔分别使越堰液体的抛距减小1.7％和5.0％以上,堰上分流孔的分流率分别在5％和14％以上,降液管的液通量分别增大5％和14％以上。条形分流孔的分流能力大于倒梯形分流孔,固定阀塔板的分流能力大于筛孔塔板。