四、輔助設備
精餾裝置的輔助設備主要是各種形式的換熱器,包括塔底再沸器、塔頂蒸氣冷凝器、料液預熱器、產品冷卻器等,另外還需管線以及流體輸送設備等。其中再沸器和冷凝器是保證精餾過程能連續進行穩定操作所必不可少的兩個換熱設備。
再沸器的作用是將塔內最下麵的一塊塔板流下的液體進行加熱,使其中一部分液體發生汽化變成蒸氣而重新回流入塔,以提供塔內上升的氣流,從而保證塔板上氣液兩相的穩定傳質。
冷凝器的作用是將塔頂上升的蒸氣進行冷凝,使其成為液體,之後將一部分冷凝液從塔頂回流入塔,以提供塔內下降的液流,使其與上升氣流逆流接觸,進行傳質與傳熱。
再沸器和冷凝器在安裝時應根據塔的大小及操作是否方便而確定其安裝位置。對於小塔,冷凝器一般安裝在塔頂,這樣冷凝液可以利用位差而回流入塔,再沸器則可安裝在塔底。對於大塔(處理量大或塔板數較多時),冷凝器若安裝在塔頂部則不便於安裝、檢修和清理,此時可將冷凝器安裝在較低的位置,回流液則用泵輸送入塔,再沸器一般安裝在塔底外部。
安裝於塔頂或塔底的冷凝器、再沸器均可用夾套式或內裝蛇管、列管的間壁式換熱器,而安裝在塔外的再沸器、冷凝器則多為臥式列管換熱器。
五、板式塔的選擇
1.精餾操作對塔設備的要求
精餾所進行的是氣液兩相之間的傳質,而作為氣液兩相傳質所用的塔設備,首先必須要能使氣液兩相得到充分的接觸,以達到較高的傳質效率。除此之外,為了滿足工業生產和需要,塔設備還應具備下列各種基本要求。
(1)氣液處理量大,即生產能力大時,仍不致發生大量的液沫夾帶或液泛等破壞操作的現象。
(2)操作穩定,操作彈性大,當氣液負荷在較大範圍內變動時,要求塔仍能在較高的傳質傳熱效率下進行操作,並能保證長期連續操作所必須具有的可靠性。
(3)流體流動的阻力小,即流體流經塔設備的壓力降小,這將大大節省動力消耗,從而降低操作費用。對於減壓精餾操作,過大的壓力降還將使整個係統無法維持必要的真空度,最終破壞物係的操作。
(4)結構簡單,材料耗用量小,製造和安裝容易。
(5)耐腐蝕和不易堵塞,方便操作、調節和檢修。
(6)塔內的流體滯留量要小。
實際上,任何塔設備都難以滿足上述所有要求,況且上述要求中有些也是互相矛盾的。不同的塔型各有某些獨特的優點,設計時應根據物係性質和具體要求,抓住主要矛盾進行選型。
2.板式塔選擇的原則
塔型的合理選擇是做好板式塔設計的首要環節。選擇時,除考慮不同結構的塔性能不同外,還應考慮物料性質、操作條件及塔的製造、安裝、運轉和維修等因素。
(1)物性因素腐蝕性的介質宜選用結構簡單、造價便宜的篩板塔盤、穿流式塔盤或舌形塔盤以便及時更換;熱敏性的物料須減壓操作,宜選用壓力降較小的篩板塔和浮閥塔;含有懸浮物的物料,應選擇液流通道較大的塔型,如泡罩塔、浮閥塔、柵板塔、舌形塔和孔徑較大的篩板塔等。
(2)操作條件液體負荷較大的宜選用氣液並流的塔形,如噴射型塔盤、篩板和浮閥;對於真空塔或塔壓降要求較低的場合,宜選用篩板塔,其次是浮閥塔。
(3)其他因素當被分離物係及分離要求一定時,宜選用造價最低的篩板塔,泡罩塔的價格最高;從塔板效率考慮,浮閥塔、篩板塔相當,泡罩塔最低。