塔器设备讲义pptx

作者:365体育官网发布日期:2021-01-13 17:46

  塔器设备讲义.pptx_物理_自然科学_专业资料。气液传质设备 塔器设备 Mass Transfer Equipments 大型化工装置 大型化工装置 常见的化工设备: 反应器 塔器 换热器 容器 1、容 器:主要用来贮存原料,中间产品和

  气液传质设备 塔器设备 Mass Transfer Equipments 大型化工装置 大型化工装置 常见的化工设备: 反应器 塔器 换热器 容器 1、容 器:主要用来贮存原料,中间产品和成品等。按形状分有圆柱 形、球形等,而以圆柱形容器应用最广。 2、换热器:主要用来使两种不同温度的物料进行热量交换,以达到加 热或冷却之目的。 3、反应器:主要用来使物料在其中间进行化学反应,生成新的物质, 或者使物料进行搅拌、沉降等单元操作。 4、塔 器:用于吸收、洗涤、精馏、萃取等化工单元操作。塔器多为 立式设备,其断面一般为圆形。塔器的高度和直径之比,一般相差较大。 常见化工设备 反应器 塔器 容器 换热器 第一章 概论 第一节 塔设备在化工生产中的作用和地位 塔设备是化工、石油化工和炼油等生产中最重要的设备之一。它可使 气(或汽)液和液液两相之间进行紧密接触,达到相际传质及传热的目的。 可在塔设备中完成的常见的单元操作有:精馏、吸收、解吸和萃取等。此 外,工业气体的冷却与回收、气体的湿法净制和干燥,以及兼有气液两相 传质和传热的增湿、减湿等。 这些过程都是在一定的压力、温度、流量等工艺条件下,在一定的设 备内完成的。由于其过程中两种介质主要发生的是质的交换,所以也将实 现这些过程的设备叫传质设备;从外形上看这些设备都是竖直安装的圆筒 形容器,且长径比较大,形如“塔”,故习惯上称其为塔设备。 第一节 塔设备在化工生产中的作用和地位 塔设备能够为气、液或液、液两相进行充分接触提供适宜的条件,即 充分的接触时间、分离空间和传质传热的面积,从而达到相际间质量和热 量交换的目的,实现工艺所要求的生产过程,生产出合格的产品。所以塔 设备的性能对整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额,以及三 废处理和环境保护等方面部有着重大的影响。 塔设备的投资费用及钢材耗量仅次于换热设备。据统计,在化工和石 油化工生产装置中,塔设备的投资费用占全部工艺设备总投资的25.39%, 在炼油和煤化生产装置中占34.85%;其所消耗的钢材重量在各类工艺设 备中所占比例也是比较高的,如年产250万吨常减压蒸馏装置中,塔设备 耗用钢材重量占45.5%,年产120万吨催化裂化装置中占48.9%,年产30万 吨乙烯装置中占25~28.3%。可见塔设备是炼油、化工生产中最重要的工 艺设备之一,它的设计、研究、使用对化工、炼油等工艺的发展起着重大 的作用。 第二节 塔设备的分类及一般构造 随着炼油、化工生产工艺的不断改进和发展,与之相适应的塔设备也 形成了形式繁多的结构和类型,以满足各种特定的工艺要求。为了便于研 究和比较,人们从不同的角度对塔设备进行分类。如按工艺用途分类,按 操作压力分类,也可按其内部结构进行分类。 1、按操作压力分为加压塔、常压塔和减压塔。 塔设备根据其完成的工艺操作不同,其压力和温度也不相同。但当达 到相平衡时,压力、温度、气相组成和液相组成之间存在着一定的函数 关系。在实际生产中,原料和产品的成分和要求是工艺确定的,不能随 意改变,压力和温度有选择的余地,但二者之间是相互关联的,如一项 先确定了,另一项则只能由相平衡关系求出。从操作方便和设备简单的 角度来说,选常压操作最好,从冷却剂的来源角度看,一般宜将塔顶冷 凝温度控制在30~40℃以便采用廉价的水或空气作为冷却剂。所以塔设 备根据具体工艺要求,设备及操作成本综合考虑,有时可以在常压下操 作、有时需要在加压下操作,有时还需要减压操作。 第二节 塔设备的分类及一般构造 2、按塔的内件构成结构分为板式塔和填料塔。 塔设备尽管其用途各异,操作条件也各不相同,但就其构造而言都大 同小异,主要由塔体、支座、内部构件及 附件组成。根据塔内部构件的 结构可以将其分为板式塔和填料塔两大类。具体结构如图所示。 塔体是塔设备的外壳,由圆筒和两封头组成;封头可以是半球形、椭 圆形、碟形等;支座是将塔体安装在基础上的连接部分,一般采用裙式支 座,有圆筒形和圆锥形两种,常采用圆筒形。裙座与塔体采用对接銲接或 搭接焊接连接,裙座的高度由工艺要求的附属设备(如再沸器、泵)及管 线的布置情况而定。 第二节 塔设备的分类及一般构造 在板式塔中装有一定数量的塔 盘,液体借自身的重量自上而下 沉向塔底(在塔盘板上沿塔径横向 流动),气体靠压差自下而上以鼓 泡的形式穿过塔盘上的液层升向 塔顶。在每层塔盘上气、液两相 密切接触,进行传质,使两相的 组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。 第二节 塔设备的分类及一般构造 填料塔中则装填一定高 度的填料,液体自塔顶沿 填料表面向下流动,作为 连续相的气体自塔底向上 流动,与液体进行逆流传, 两相组分的浓度沿塔高呈 连续变化。 第二节 塔设备的分类及一般构造 按单元操作(用途)可以分为: 1、精馏塔:精馏主要是利用混合物中各组分的挥发度不同而进行分离。 挥发度较高的物质在气相中的浓度比在液相中的浓度高,因此借助于多次 的部分汽化及部分冷凝,而达到轻重组分分离的目的。这样的操作称为蒸 馏,反复多次蒸馏的过程称为精馏,实现精馏操作的塔设备称为精馏塔。 如常减压装置中的常压塔、减压塔,可将原油分离为汽油、煤油、柴油及 润滑油等;铂重整装置中的各种精馏塔,可以分离出苯、甲苯、二甲苯等。 2、吸收塔、解吸塔:利用混合气中各组分在溶液中溶解度的不同,通 过吸收液体来分离气体的工艺操作称为吸收;将吸收液通过加热等方法使 溶解于其中的气体释放出来的过程称为解吸。实现吸收和解吸操作过程的 塔设备称为吸收塔、解吸塔。如催化裂化装置中的吸收、解吸塔,从炼厂 气中回收汽油、从裂解气中回收乙烯和丙烯,以及气体净化等都需要吸收、 解吸塔。 第二节 塔设备的分类及一般构造 3、萃取塔 :对于各组分间沸点相差很小的液体混合物,利用 一般的分馏方法难以奏效,这时可在液体混合物中加入某种沸点 较高的溶剂(称为萃取剂);利用混合液中各组分在萃取刑中溶解 度的不同,将


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