蒸餾過程大型化與節(jié)能-化工進展-文庫吧資料
2025-04-23 12:07本頁面
【正文】 采用高效規(guī)整填料及氣液均布技術，開發(fā)出大型煉油減壓蒸餾深度切割和過程強化關鍵集成技術和設備，實現(xiàn)大型減壓塔的流線型低壓降內構件設計。3 應用實例 大型減壓蒸餾強化與節(jié)能技術本文介紹了開發(fā)出的具有自主知識產權的蒸餾過程大型化關鍵技術，在煉油工業(yè)連續(xù)刷新并創(chuàng)造了單套裝置處理能力由最初2 500 kt到5 000 kt、6 000kt、8 000 kt直至10 000 kt的全國記錄，為12 000 kt煉油能力的實現(xiàn)打下堅實基礎。另外工字梁結構會阻礙氣相自由流動，容易造成氣相分布不均，影響分離效率。但是金屬消耗量存在較大差別，工字梁結構比桁架結構大約多消耗60％的金屬材料。桁架梁與工字鋼的性能比較見表1。通過三維設計精確計算操作溫度下和流場下桁架梁的強度、剛度、穩(wěn)定性和可靠性。桁架支撐梁具有強度高、撓度小等優(yōu)點。大型塔支撐梁的設計好壞對填料的效率影響很大。 ②應具有大于填料層空隙率的開孔率，防止在此發(fā)生液泛。圖7 ZUPAC系列規(guī)整填料三維圖圖8 槽式液體分布器的三維圖 結構優(yōu)化蒸餾裝置大型化必然面臨塔內件的結構優(yōu)化，以填料支承裝置為例，其作用是支承塔內填料床層。精餾塔以及內件的參數(shù)化設計能有效地提高產品質量達到國際先進水平；智能化設計將有效地減少設計時間，降低設計成本；數(shù)字化設計將能有效地促進制造業(yè)信息化和計算機輔助制造。它可以解決設計中最突出的幾個問題，如復雜的投影線生成問題、漏標尺寸和漏畫圖線問題、機構幾何關系和運動關系的分析討論問題等。圖5和圖6分別為改進前后進料管的各個孔的流量分布圖，對比得知，優(yōu)化開孔直徑后進料管分布均勻性能方面得到了明顯的改善。多孔管中的液體分配比較復雜，具有很多種形式，理論上不能夠實現(xiàn)絕對均勻液體分配，當?shù)瓤讖筋A分布管不能夠滿足液體預分布要求時，可以采用變孔徑開孔預分布管進行液體初始分配。圖1 環(huán)形折返流氣液分離分布器三維效果圖（a）塔軸向截面流場分布(X=0)（b） 塔徑向截面流場分布(Z=0)（c）塔徑向截面(Z=)（d）塔徑向截面(Z= )（e）塔徑向截面(Z=)（f）塔徑向截面(Z=)圖2 環(huán)形折返流氣液分離分布器內速度分布云圖圖3 不同進料流速下氣體分布不均勻度的實驗值與模擬值比較圖4 不同進料流速下壓降的實驗值與模擬值比較 變孔徑預分布管大型槽式分布器一般采用中間進料，在預分布管中部產生分流。圖3和圖4為不同氣體進料流速下，分布不均勻度和壓降的實驗值與模擬值比較結果?？梢钥闯鲭S著高度的增加塔截面上的流場分布不均勻度逐漸減小，速度場分布更加均勻。本分布器的設計采用Fluent流體力學計算軟件，對流體在塔內的流動進行分析，并對結構設計結果進行驗證。環(huán)形折返流氣液分離分布器（見圖1），是在雙切向擋板式進料分布器的設計基礎上，另外加設了捕液吸能器。 環(huán)形折返流氣液分布器大型蒸餾裝置為氣液兩相進料且進氣速度很高，氣體分布器設計的好壞將直接影響塔器的設計水平和開車效果。在傳統(tǒng)數(shù)學分析難于實現(xiàn)的復雜邊界條件和復雜幾何形狀處理方面的問題，可以通過計算流體力學得到很好的解決。近些年來，隨著計算機軟硬件的發(fā)展以及計算流體力學理論和方法的不斷發(fā)展完善，使用計算流體力學方法精確地模擬精餾設備中的流體流動特性已經成為可能。 計算流體力學氣體和液體廣泛存在于自然界和工業(yè)工程中，其行為又復雜多變。應用穩(wěn)態(tài)過程模擬軟件，可對全工藝流程進行多方案的對比計算，以提高收率、降低能耗、降低裝置投資、減少對環(huán)境的污染為目標，優(yōu)選生產的工藝流程及各單元之間的中間操作參數(shù)（如溫度、壓強、流速、組成等），并對各中間操作參數(shù)做敏感性分析，判斷流程中各單元的可操作性及安全性。流程模擬優(yōu)化技術是提高工廠經濟效益、降低生產成本、消除裝置“瓶頸”的主要手段之一。如果裝置的規(guī)模增大，但能耗卻不能減少，這樣的規(guī)模難以真正地發(fā)揮應有的規(guī)模效益[5]。裝置規(guī)模的擴大必然帶來設備的大型化，如何解決大直徑塔的支撐結構微變形問題、保證氣液兩相均勻接觸、實現(xiàn)物料均勻分布等問題的重要性和艱巨性是不言而喻的。國外大型裝置的檢修周期都在3年以上[4]。(2) 長周期一般運行問題。2 蒸餾過程大型化與節(jié)能關鍵技術開發(fā) 大型化過程中面臨的問題
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