低界面张力体系在筛板萃取塔中传质特性的研究

本研究采用低界面张力的正丁醇-丁二酸-水体系,在筛板孔径为7×10~(-3)m的大孔筛板萃取塔中,研究了两相流体力学和液滴分散特性以及相间传质特性。试验结果表明,低界面张力体系在大孔径筛板塔中所形成的液滴大部分为摆动液滴,液滴与连续相间的传质特性符合单个摆动液滴的传质规律,因此,可以从单个摆动液滴的传质模型出发来预测筛板塔的Murphree板效率。从而为环丁砜芳烃萃取分离中筛板塔的优化设计提供了参考依据。     

筛板结构与分布对脉冲萃取塔传质性能的影响

为了考察萃取柱内液滴的分散与聚集对于传质性能的影响,比较了3种不同筛板结构与分布的脉冲萃取塔的传质性能,即通过在标准柱内加入聚集板加强液滴的聚集,并通过改变板间距来调整塔内分散相的聚集、分散行为。结果表明,板间距为50mm,每隔3块标准板放置1块被分散相浸润的聚集板,可以有效地利用分散相液滴在塔内周期性的表面更新效应强化传质,传质效率较标准脉冲筛板萃取塔高30%以上。降低分散-聚集筛板分布的板间距后,连续相的轴向返混系数会明显降低,但分散性能降低,从而造成全塔的传质效率较低。因此优化塔内分散、聚集频率是设计高效萃取设备的关键因素之一。     

芳烃抽提新型萃取塔的操作性能研究

多升液管筛板搭（MU）是芳烃抽提装置的一种新型萃取塔。在直径为0．1m、萃取段高度为1m的MU萃取塔中，用低界面张力体系正丁醇-丁二酸-水研究了分散相存留分数、液滴平均直径和液泛速度等流体力学特性以及全塔效率等传质性能。由试验数据回归得到的液泛速度、塔板效率等经验关联式可用于对该塔型的工程放大设计中。     

振动规整填料萃取塔的性能测定

采用磷酸三丁酯-煤油-醋酸-水物系测试了振动规整填料萃取塔的传质性能。考察了规整填料的安装方式、连续相和分散相流速对分散相存留分数和传质效率的影响。实验结果表明,在不分段、分段Ⅰ(盘间距50mm)和分段Ⅱ(盘间距100mm)这3种规整填料安装方式中,综合考虑分散相存留分数和传质效率,分段Ⅰ比较具有优势;当两相流速都较小时,振动规整填料萃取塔的分散相存留分数比振动筛板萃取塔平均高30%左右;在相同的操作条件下,振动规整填料萃取塔的表观传质单元高度比振动筛板萃取塔平均低18%左右。     

驼峰筛板萃取塔的性能研究及应用

驼峰筛板填料（HS-I型）塔是一种兼有筛板和填料功能的新型萃取塔。在直径0.1m,高度2.0m的HS-I型萃取塔中,用低界面张力体系正丁醇-丁二酸-水研究分散相存留分数、液泛速度等流体力学性能和理论板高度等传质性能。实验结果表明,新型塔内构件兼有塔板和填料的优点,塔的通量大,传质效率高。由实验结果得到的液泛速度等关联式可用于该塔型的工程放大设计中。该塔型已在石油化工的液化气脱硫中得到工业应用。     

塔设备的对比及其改进

本文对板式塔(主要针对筛板)和填料塔(主要针对乱堆填料)的放大和传质效率进行了对比。根据有关资料和作者的实践均表明,筛板的传质效率(以HETP表示)大致与φ50鲍尔环相当。作者提出了塔设备的改进方案,即认为利用板式塔的无效空间是大幅度提高传质效率的有效措施,这一点在作者的试验研究中亦得到证实。     

对提高酚精制萃取塔效率的看法

为了提高溶剂精制装置生产能力,降低能耗.改进产品质量,增加收率,最有效的方法是发展高效的萃取设备. 我国润滑油酚精制装置一直沿用填料萃取塔.1984年上海炼油厂与清华大学合作,将酚精制萃取塔填料由陶瓷阶梯环填料换成金属矩鞍形填料,并在塔内增设上下镇定层,使上海炼油厂酚精制装置生产能力提高了15-20%. 国外酚精制装置大多数采用筛板萃取塔.由于萃取传质过程主要在液滴生成及凝聚时进行,在填料萃取塔中各接触段间没有液滴凝聚,液滴凝聚仅发生于两相分界面     

筛板抽提塔流体力学性能的研究

本文选用两种体系,在塔径为0.1m,孔径为0.007m 的芳烃抽提大孔筛板塔中,实验研究了液滴平均直径、分散相存留分数、液泛速度等流体力学性能,改进了两相流体力学模型。利用该模型得到的液泛速度的计算值与实验测定值能较好地吻合。     

丙烷脱沥青装置试用垂直筛孔塔盘效果显著

垂直筛孔塔盘(简称VST)是汽相通过在垂直壁上有许多筛孔的罩体,把液相破碎成液滴而进行传质的新型塔器设备.由于汽液混合物呈水平方向从罩体筛孔喷出,故雾沫夹带小,允许汽速大.同时,VST塔盘上液体由鼓泡型变为喷射型,汽液接触面积增大,故传质效果好.其效率与筛板塔、浮阀塔相当或略高,压降稍低于其它板式塔或相当.是国外近年来在鼓泡型板式塔的一项突破.     

新型立体传质塔盘技术研究与应用进展

立体传质塔盘是一种气相为连续相、液相为分散相的喷射并流传质塔盘,具有通量大、效率高及压力降小的优点。综述了立体传质塔盘技术的发展历程,系统介绍了新型垂直筛板和C型、T型、CTST及PCST等多种喷射态塔盘的原理及结构特点。重点介绍了中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院针对石化行业塔盘易堵塞问题开发的抗堵型喷射态塔盘技术,针对传统塔盘错流传质导致塔盘板效率低的问题开发的低返混高效喷射态塔盘技术及同时具有抗堵功能的低返混高效喷射态塔盘技术的特点及应用概况,最后展望了立体传质塔盘今后的发展方向。     

基于群体平衡模型的旋流萃取元件的数值模拟

以旋流萃取元件为研究对象,建立了物理模型,通过流体分析软件ANSYS 15.0对液液两相流场进行数值模拟。选用群体平衡模型,考虑液滴的破碎、聚并,通过加载源项考虑相间的传质行为。研究结果表明,随着计算时间的推移,分散相的索特直径分布从Log-Normal初始化分布到小液滴占多数、再到大液滴的较均匀分布,可作为分析萃取过程的方法之一。在处理量一定的情况下,随着被萃取组分含量的增大,萃取率也相应增大;在被萃取组分的含量一定的情况下,萃取率随连续相流速的增大呈先增大后减小的趋势,过大的流速使得两相没有足够的接触时间,导致萃取率降低。本研究可为进一步认识群体平衡模型模拟液滴行为以及液-液分散过程提供一定的指导。     

润滑油精制复合型填料萃取塔的水力学和传质性能

在直径为0．1m、高为1m的玻璃塔中，进行了复合型填料萃取塔的水力学性能和传质性能的研究。选用了界面张力约为1．5mN／m的正丁醇-丁二酸-水作为实验体系。实验结果表明，复合型填料萃取塔具有比传统的润滑油精制萃取塔更高的处理能力和传质效率。     

糠醛-润滑油系统的流体力学和传质研究

在φ100mm 的转盘塔中进行了糠醛-润滑油系统的流体力学和传质研究。结果表明,除低转速外,液滴特征速度与两相流量及分散相滞留量之间基本上符合 Logsdail 等人提出的 U_d U_cx/(1-x)=(?)x(1-x)关联式。在高转速时测得的特征速度与 Laddha 有传质的关联式的计算值较为接近。传质试验结表明,传质效率随转速的增加而提高,直至接近液泛为止。     

VKB型填料抽提塔的流体力学和传质性能的研究

在内径为０．１ｍ的玻璃塔中装填了自行开发的具有垂直通道的新型规整填料（ＶＫＢ型），用中等大小界面张力３０％磷酸三丁酯（用煤油稀释）－醋酸－水系统地研究了该填料抽提塔的液滴平均直径，存留分数，液泛速度等流体力学性能和理论板当量高度等传质性能。研究，相当大的液通量和较高的传质效率，与Ｐａｌｌｒｉｎｇ等填料塔相比，萃取功较大，综合性能较优，可望在石油化工装置对处理量大，理论级数要求不多的萃取过程中得到推     

改善大型塔板液流状态的新结构

在φ2000的半圆单溢流筛板试验装置上,研究了三种结构措施,使得塔板上的液流状态得到很大的改善,有效地利用了整个塔板鼓泡面积,提高了Murphree板效率。本文叙述了这些结构措施的要点、试验方法、实测的数据以及板效率计算结果。由于这些结构措施简单易行,效果显著,可供生产、设计部门在大直径工业塔板上(包括筛板和浮阀)应用以提高板效率。     

筛板萃取塔塔板效率的研究

在塔径为0.05m的筛板萃取塔中,用工业生产中的实际体系(8.8％的NaOH-硫醇-汽油)研究了塔板效率随板间距和两相流速的变化规律,并对试验数据进行回归处理,得到了计算塔板效率的经验关联式。其计算值与实测值较吻合。解决了生产中的“泛塔”操作,也提高了萃取效率。     

尿素醇解法合成碳酸二甲酯催化精馏工艺的模拟

采用非平衡级模型对尿素醇解法合成碳酸二甲酯(DMC)催化精馏工艺的塔内组分、流量及温度分布进行模拟,以Max-well-Stefan方程计算汽液组分的传质速率和各组分的Murphree级效率。计算结果表明,不同组分的Murphree级效率差别较大。催化精馏塔的反应段、精馏段和提馏段温度分别为180.2,136.1,150.0℃,模型预测结果与实测值吻合较好。模拟与实验结果均表明,在1.0MPa压力下,升高反应温度,DMC收率增加,而反应段汽液流量减小。对于不同的反应温度,精馏段温度受组分沸点限制,保持为136.0℃。在1.0MPa压力下,最佳反应段温度应控制在180.0～185.0℃之间,DMC收率为49.29%～57.91%。     

新型垂直筛板塔的研究及评述

本文以流体力学、传质效率及其与塔盘结构形式的关系,对近年来我国研究的新型垂直筛板塔盘(New VST)进行了分析,并对今后可能的研究方向,提出了一些粗浅看法。     

溶剂脱沥青高效萃取塔的研究和应用

为提高溶剂脱沥青萃取塔的传质效率和通量，针对该体系具有界面张力低、粘度大、易乳化的特点，开发了一种新型高效萃取塔。在对塔的水力学和传质性能进行系统研究的基础上，将其应用到锦西炼油化工总厂丙烷脱沥青装置的技术改造中。经过长期运行考核，生产标定数据表明，与原萃取塔相比，处理量和轻脱油收率均有较大幅度提高，取得了显著的经济效益。     

要改善筛板塔盘吗?外加填料

在筛饭塔盘上装填料是提高筛板塔传质效率与产品纯度的一种经济途径。试验塔是直径7.5cm、有6块筛板塔盘的玻璃塔。补加填料为两种材质的拉西环,不锈钢拉西环外径10mm、高11mm;玻璃拉西环外径7mm、高8mm。填料层高11.5—40cm;乱堆或整齐码放。试验物料是甲醇-水混合物。测定时所有试验的进