《炼油设备培训》PPT课件.ppt

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1、炼油设备流体输送设备加热设备换热设备传质设备反应设备容器 流体输送设备作用、种类输送各种液体(如原油、汽油、柴油、水等)和气体(油气、空气、蒸气等);使物料压力升高或降低。输送液体的机械主要是泵,常用的有离心泵、往复泵、旋涡泵等。输送气体的机械主要有压缩机、鼓风机、真空泵等。除此之外,流体输送设备还包括各类管线、阀门等。炼油厂的“动脉”常减压蒸馏装置中,泵的投资约占总投资的5;催化裂化装置中仅主风机和气体压缩机约占总投资的6;加氢裂化装置压缩机的动力消耗相当于整个装置的60。一个炼油工艺装置所需的阀门数经千计,管线总长可达万米以上。加热设备 把原油加热到一定的温度,使油品气化或为油品进行反应提

2、供足够的热量和反应空间,都需采用加热设备。常用的是管式加热炉。(一)管式加热炉的结构和作用(二)管式炉的主要工艺指标(一)管式加热炉的结构和作用管式炉主要由辐射室、对流室、炉管、燃烧器及烟道等组成。1.辐射室与对流室管式炉四周有炉墙(由耐火层、保温层等组成),里面排有炉管.原料油或油品从对流室的炉管(称对流管)进入,经辐射室的炉管(辐射管)加热到要求的温度后离开炉子。燃料油和(或)燃料气在炉膛里燃烧,以辐射方式直接加热原料油。燃烧产生的高温烟气进入对流室,以对流方式把热量传给原料,最后从烟囱中排出。在加热炉里7080的加热任务是在辐射室里完成的。对流室除用以加热油品以外,有时还有部分炉管用来生

3、产过热蒸汽供装置内用。2.炉管排列在辐射室里的炉管,一般材料为优质碳钢(10 号钢);处理高温或有腐蚀性的原料油则采用铬钼合金钢(如Cr5Mo 等)。为了增加传热面积,强化传热过程,对流室炉管外表面可以带有钉头。3.燃烧器是喷散燃料与空气混合的设备,以使燃料完全燃烧。加热炉所用的燃料有两种:一种是重质油品,即燃料油,另一种是燃料气。烧燃料油时,一般采用蒸汽与燃料混合,经油嘴高速喷出,使油雾化,空气从风门中选入,选行燃烧。常用的燃烧器是同时使用燃料油和燃料气的油气联合燃烧器。几种常见的管式炉结构目前炼油厂中应用较广泛的管式炉是圆筒炉、立式炉、无焰炉等。三种炉型的结构示意图分别见图3-5、图3-6

4、 和图3-7。圆筒炉 炉膛为直立圆筒形,辐射管在炉膛周围垂直排成一圈,炉底装有一圈燃烧器,即辐射室内燃烧器和管排成同心圆布置。辐射管距火焰的相对位置匀称,炉管径向的辐射热量均匀,同时便于布置成多程并联(即一个以上的进出口)。圆筒炉的结构紧凑,材料用量、投资和占地面积均小于立式炉。但这种炉型由于受辐射管高度与炉管节圆直径(即以辐射管中心连线所形成圆的直径)之比的限制(约在2.5 左右),所以沿管长受热不均匀,辐射管的平均热流密度也较低。为了弥补大型圆筒炉炉膛热流密度低的缺点,有的圆筒炉除沿炉膛周边排炉管外,又在炉膛中间布置了炉管,除能充分利用炉膛空间外,由于中间设置的炉管承受双面辐射,所以还可提

5、高辐射管的平均热流密度,从而节省材料用量。圆筒炉的方形对流室在圆筒体(辐射室)上部,对流管均为横排的。水蒸气管一般在对流管的中部。立式炉 炉膛为长方型,辐射管水平排列在两侧,所以又叫卧管立式炉。这种炉型的高宽比小,且燃烧器沿管长布置,故辐射管受热均匀,平均热流密度较高。由于在两排燃烧器之间有一火墙,辐射管沿两面侧墙排列,故适用于布置双程并联。立式炉炉管沿管长方向受热虽较均匀,但沿辐射室高度方向因受燃烧器形式和焰形的制约,各部位的炉管热流密度仍有差异。为改善这种状态,可选用较合适的燃烧器或在炉管的排列上作适当调整。辐射管沿两面侧墙排列,适于布置双重并联。一般在热负荷较大时使用。无焰炉 炉体为长方

6、形,辐射室炉管排在中间,两面受热,燃烧器排在两侧炉墙上,形成无焰燃烧,所以炉管受热均匀,允许热强度大,金属耗量小,炉墙散热少,热效率高。无焰炉的特点是采用了无焰燃烧器。燃料气以高速(300400 米/秒)通过喷嘴把空气由风门中带入,在混合管中混合,通过分布室分布到燃烧孔道中去,以极高的速度在孔道中完成全部燃烧过程,因此看不到火焰。孔道温度很高,把炉墙烧至高温,形成一面温度均匀的辐射墙,由炉墙把热量传给炉管,因比,炉管受热比较均匀。由于无焰炉必须使用燃料气,且燃烧器较多,操作麻烦,故只有在炉管受热均匀程度要求较高的情况下才使用这种炉型,如焦化装置中常用无焰炉。(二)管式炉的主要工艺指标管式炉除了

7、保证将原料油加热到要求的温度外,还应具有节省燃料、低金属耗量、长周期运转、结构简单紧凑、便于安装检修、噪音小等特点。这些特点是相互联系和制约的。1热负荷2热效率3炉管表面热强度1热负荷燃料在加热炉内燃烧所产生的热量并非全为原料油所吸收。原料油在炉内所吸收的热量叫做炉子的热负荷,单位是千焦/时。例如一套处理量为250 万吨/年的常减压蒸馏装置,其常压炉的热负荷约为16750 万千焦/时。当炉子尺寸相同时,能承担的热负荷越大,则表明炉子的性能越好。2热效率热负荷与燃料燃烧放出的总热量之比叫做炉子的热效率,以百分数表示。管式炉的热效率一般为6585,先进的热效率可达8590,甚至更高。热效率越高,对

8、相同的热负荷而言,所消耗的燃料量就越少。燃料燃烧时所放出的热量,除被原料油吸收以外,其余的热量都被烟气带走和炉体散热损失掉。所以要提高炉子的热效率,除应使燃料燃烧完全外,还应尽量减少这两部分热量的损失,其途径有:(1)采用新型燃烧器,使燃料燃烧完全。燃烧器在燃料燃烧过程中所起的作用,一是主要借喷嘴将预热的燃料油进行雾化;二是通过调风口使空气进入火道和炉膛形成旋流式空气动力场,与雾化的燃料油充分混合,促使燃料燃烧完全。雾化越细,混合越充分,燃烧效率越高。因此,燃烧器的结构是影响燃料燃烧效率的 重要因素之一。燃烧器的型号很多,我国目前主要采用V1 和SJ 型两种油-汽联合燃烧器。在烧渣油时V1型结

9、焦情况稍优于SJ 型。(2)控制过剩空气系数。要保证燃料完全燃烧,入炉的空气量必须大于理论所需空气量。实际进入炉膛的空气量与理论空气量之比,叫做过剩空气系数,烧油时,过剩空气系数一般为1.21.3,烧气时为1.1。此值过小,燃烧不完全;过大则表明入炉空气太多,烟气带走的热量也多,降低炉子的热效率。因此,要控制加热炉在合适的过剩空气系数条件下操作。(3)在经济合理的前提下,充分回收烟气余热。利用烟气余热发生蒸汽和预热空气,不仅可以扩大蒸汽来源,而且热空气能促进燃料的燃烧速度,提高燃料的燃烧效率。(4)采取一定措施减少炉子漏气及炉体的散热损失。3.炉管表面热强度每平方米炉管表面积每小时所传递的热量

10、叫做炉管表面热强度,以千焦/(米2时)表示。炉管表面热强度越高,则炉管用量越少,在管式炉的总投资中,炉管系统所占的比例很大。因此,提高炉管表面热强度,不仅可以降低炉子的金属耗量,还可以缩小炉膛尺寸。但是炉管表面热强度不能无限提高,一方面随着炉管表面热强度的增加,管壁温度升高,易引起原料油分解结焦,缩短炉管使用时效,严重时可能引起炉管烧穿,影响炉子的运转周期和安全操作,增加设备的维修费用。另一方面,因为各个炉管之间及同一根炉管的各个部位距火焰、炉墙的位置不同,受热不均匀,所以,炉子不同部位的炉管其表面热强度有一定差别。为了使最大热强度不超过允许值,平均热强度就不能太高,对原油常减压装置而言,一般

11、常压炉辐射炉管的允许平均表面热强度为90850136070 千焦/(米2时)(圆筒炉)或90850164540 千焦/(米2时)(立式炉);减压炉为90850113460 千焦/米2时(圆筒炉)或90850181700 千焦/(米2时)(立式炉)。如前所述,无焰炉炉管受热较均匀,因此允许炉管表面热强度可高达209340251200 千焦/(米2时)。加热炉在炼油厂建设和生产上都占有重要地位。一般用作炼厂加热炉的自用燃料约占全厂原油加工量的38。在炼油装置中,加热炉约占总建设费用的15左右,总设备制造费用的30以上。三、换热设备把热量从高温流体传给低温流体的设备,叫做热交换器或换热器。炼油厂使用

12、换热器的目的是加热原料、冷凝、冷却油品,并从中回收热量、节约燃料。这些设备也叫冷换设备。在炼油装置中,各种换热器的钢材耗量占炼油厂工艺设备总重量的40以上;建设投资在原油蒸馏装置中约占20,在催化重整和加氢脱硫装置中约占15。一个年处理量为250 万吨的炼油厂,各个装置所需的换热器在200 台以上。根据使用目的的不同,可将换热设备分为换热器、冷凝器、冷却器、重沸器等。用于回收热量的叫换热器;用水或空气作冷却介质的叫冷却器;将介质从蒸汽状态冷凝为液体状态的叫冷凝器;重沸器是一种特殊形式的换热器,安装在精馏塔底部,用以加热塔底液体使之部分气化。换热器的类型很多,在炼油工艺装置中应用较多的是管壳式换

13、热器和空气冷却器,个别装置还使用套管式换热器,沉浸式、喷淋式冷却器等。(一)几种换热器的结构和作用1管壳式换热器2套管式换热器3沉浸式(或水箱式)换热器 4.喷淋式换热器5.空气冷却器管壳式换热器结构1.管壳式换热器管壳式换热器外形是卧式圆筒体,筒体内排列许多小管子。冷热两种流体分别在管内外流动,在管内流动的叫管程流体,在管外流动的叫壳程流体。热流通过管壁把热量传给冷流。管壳式换热器主要由管束、管箱、壳体、折流板、管板、头盖等几部分组成,如图3-8所示。管束由许多根管子组成,以一定的方式固定在管板上。管子一般采用10 号碳钢或不锈钢无缝钢管,常用的排列方式是正方形斜转45 度和正三角形。管箱置

14、于管束之前,管程流体先进入管箱,再到管束中去。管箱的作用是分配流体及配置管程数。管程数是指管程流体从管束一端流至另一端,往返流动的次数。流动次数为1 叫单管程,两次的叫双管程,依此类推,有四管程、六管程、八管程等。管箱里的隔板起着配置管程数的作用。管程数越多,管内流动的流速越大,对流传热系数也越大,但是流动阻力也越大,冷热流的平均温差降低。所以常用的是二、四、六管程。为了提高壳程流体的流速和减少流动死角,在壳体内安装有若干折流板(个数不等)。折流板有多种形式,常用的是弓形折流板。在对着壳程入口的管束上安装有防冲板,防止流体进入时冲刷管束。管壳式换热器其他类型管壳式换热器的形式 管束一端的管板通

15、常是固定在管箱(或壳体)上,而另一端与壳体的连接方式有三 种,因此,管壳式换热器的形式也就有以下三种。固定管板式换热器固定管板式换热器其两端管板与壳体固定连接,管束与壳体不能相对运动。这种换热器结构简单,制造成本低。但当管子与壳体温度相差较大时,由于膨胀程度不同,会产生较大的热应力;另外,壳程无法进行机械清洗,所以一般适用于壳体和管束温差小,壳程物料比较清洁,不易结垢的场合。当壳体和管束之间的温差较大(大于50)而壳体承受压力不太高时,仍可采用固定管板式,但须在壳体上加上热补偿结构以消除过大的热应力。图3-9 为壳体上具有补偿圈(或称膨胀节)的固定管板式换热器。浮头式换热器浮头式换热器两端的管

16、板有一端(称活动管板)不与壳体相连,可以沿管长方向在壳体内自由伸缩(此端称为浮头),管束还可以拉出来清洗。因此这种形式的换热器适用于壳体与管束间的温差比较大,管子内外经常需要清洗的场合。但其缺点是结构比较复杂,金属耗量多,制造成本高。U 形管式换热器形管式换热器如图3-10 所示,只有一块管板,每根管子都弯成U 形,管子的两端分别安装在固定管板的两侧,并用隔板将封头隔成两室。管束利用本身的U 形弯头来解决胀缩问题。缺点是管内的清洗比较困难。因此适用于温差大、管内流体清洁的场合。以上三种管壳式换热器,尤以浮头式换热器用得最为广泛,因为其具有对换热介质的流量、温度适应性强,又不受冷热介质温差限制的

17、特点。固定管板式换热器和U 形管式换热器使用较少。根据实际需要,浮头式换热器和固定管板式换热器在我国已经系列化生产,可根据工艺要求选择适当的规格。2套管式换热器 结构见图3-11。这种换热器构造比较简单,加工方便,可根据实际需要确定排数和程数。适当选择内外管直径,可使两种流体都达到较高的流速,从而提高传热系数,而且两股流体始终以逆流方向流动,平均温差较大。缺点是接头多而易漏,单位传热面消耗的金属量大。因此适用于流量不大、所需传热面积不多的场合。3.沉浸式(或水箱式)换热器 结构见图3-12。优点是在停水后仍可操作一段时间,清扫方便,结构简单,便于防腐。但金属耗量大,管外流体传热系数较小,传热面

18、积有限。这种换热器只用在个别流量较小、油品冷却的场合。4.喷淋式换热器这种形式的换热器通常用于冷却或冷凝管内的流体,结构见图3-13。被冷却的流体在管内流动,冷却水由管上方的水槽经分布装置均匀淋下,管子之间装有齿形檐板,使自上流下的冷却水不断重新分布,再沿横管周围逐管下降,最后落入水池中。喷淋式换热器除了具有沉浸式的结构简单、造价便宜、可用各种材料制造等优点外,它比沉浸式更便于检修和清洗,传热系数也较其大。缺点是喷淋不易均匀,同时喷淋式换热器只能安装在室外,要定期清除管外积垢。4喷淋式冷却器5.空气冷却器空气冷却器用空气代替水作冷却剂。它的优点是大量节约用水,干净不结垢,操作费用和基建费用低,

19、在水源不足或水质不好的地区使用更为有利。此外,使用空气冷却器可减少对环境的污染。空冷器的结构如图3-14,主要同翅片管束、管箱、构架、风机和百叶窗(只在特定地区使用)等几部分组成。热流在翅片管束内流动,风机将空气送经管束外,与管内流体换热。百叶窗置于管之上,开度可调节,用以调节风量和遮挡阳光。我国生产的空冷器,其管束有水平式和斜顶式两种。斜顶式多用于有冷凝发生的场合。每组管束的外形尺寸有39 米、29 米、4.53 米等,管排数大部分为4 或6 排。5.空气冷却器(二)换热器的主要工艺指标衡量换热器性能的主要工艺指标是1热负荷2传热系数 3平均温差 1.热负荷热负荷换热器每小时传递的热量叫做换

20、热器的热负荷,单位是千焦/时。换热器的热负荷等于电动机热流放出的热量,也等于冷流得到的热量加上散热损失(一般占总热负荷的37)。对一定结构尺寸的换热器,提高热负荷可减少换热器的台数。2.传热系数传热系数衡量两种流体在换热器里传热速度的指标,其定义式为:K=Q/(At)式中Q换热器的热负荷,千焦/时;A换热器的传热面积,米2;t换热器的平均温差,;K换热器的传热系数,千焦/(米2时)。由此看出,在相同的温差条件下,完成相同的换热任务,传热系数越大,所需传热面积越小。影响传热系数的因素较多,如换热器的结构、流体的种类和流速、结垢速度、过程中有无相变等。对一定结构的任何换热器,提高传热系数的途径是合

21、理地安排管程和壳程的流体,提高流速和减少结垢。为了提高流速,可增加管程数,缩短折流板间距,采用双壳程,增加流体扰动等。但流速提高必然会使流动阻力增加,消耗较多的动力。通过换热器的液体流速一般为0.53 米/秒(管程)和0.21.5 米/秒(壳程),气体流速为530 米/秒(管程)和315 米/秒(壳程)。为了减少结垢,要加强油品的脱盐脱水,改善水质,同时还可以加入抗结垢剂等。3.平均温度差平均温度差两种流体之所以能进行热交换是因为存在着温度差。温度差越大,传热越快,传递相同的热量所需的换热面积就越小;反之,温差越小,所需换热面积就越大。由于冷热流体的温度在换热中不断变化,所以其温差是指平均值。

22、四、传质设备这类设备用于精馏、吸收、解吸、抽提等过程,由于在这些过程中,物料发生了质量的传递,所以叫传质设备。常用的传质设备有各种塔器,如精馏塔、吸收塔、解吸塔和抽提塔等。在石油炼制工业中,各种塔器占有重要地位,约占工艺设备总投资的2025,钢材消耗量的2030。各种塔器的主要组成部分是塔体和塔板或填料,塔板或填料的主要作用是提供气-液或液-液进行质量交换和(或)热量交换的场所。不同传质设备,所采用的塔板或填料形式也有所区别。在此,仅着重介绍原油常减压蒸馏装置中的蒸馏塔,其它如吸收塔、解吸塔和抽提塔等将在后面有关章节中作简单介绍。(一)塔和塔扳的结构和作用塔是直立的圆筒体,其高度为直径的十几甚

23、至二十多倍。典型的原油蒸馏塔的结构如图3-15 所示。塔板是塔的主要构件,对蒸馏效果和塔的操作影响很大。在石油蒸馏中应用较多的塔板有:浮阀塔板、文丘里型浮阀塔板、圆形泡帽塔板、伞形泡帽塔板、浮动舌形塔板、网孔塔板、条形浮阀和船形浮阀塔板等多种形式。1.浮阀塔板浮阀塔板(见图3-16)是在塔板上开许多圆孔,每一个孔上装有一个带三条腿的阀片。进行蒸馏时,液体从上一层塔板的降液管流下,流经塔板上面,再从此块塔板的降液管流到下层塔板去。为使塔板上能保持一定厚度的液层,在液体出口处装有堰板。气体通过阀孔将阀片向上顶起,沿水平方向喷出,通过液层,气液两相形成泡沫状态进行传质(见图3-17)。由于阀片开度可

24、随气量(或气速)而变化,当气量少时,阀片在重力作用下下降或关闭,减少了泄漏,所以它具有效率高、操作弹性大的优点。文丘里型浮阀塔板(又叫V-4 型浮阀),其升气口(即阀孔)呈文丘里型,浮阀是轻型的,其余结构与上述浮阀塔板相同。由于它的压降较小,所以常用在要求塔板压力降较小的蒸馏塔中,如原油的减压蒸馏塔。2.圆形泡帽塔板在塔板上开有许多小孔,每孔焊上一根圆短管,称为升气管;管上再罩一个帽子,称为泡帽。泡帽下沿有一圈矩形或齿形开口,称为气缝(结构见图3-18)。气体从升气管上升,拐弯通过管与帽的环形空间,从气缝喷散出去。气体鼓泡通过液层,形成激烈的搅拌,进行传质传热,如图3-19所示。3伞形泡帽塔板

25、伞形泡帽塔板是圆泡帽塔板的改进型,它的泡帽成伞形,如图3-20。气体通过升气管和泡帽之间的空间大,路程短,升气孔是文丘里型,塔板压降较圆泡帽的小。此外,相邻泡帽之间气体相撞的现象也大大减少。这种塔板操作弹性大,不易泄漏,分馏效率高,但压降较大,只适用于低负荷操作。4网孔塔板这是一种喷射型塔板(见图3-21),板上有定向斜孔,上方装有挡沫板。塔板分成若干个区段,每一区段内相邻两排孔成90 度排列,气体通过网孔与液体进行喷射混合,同时又有方向变化,强化了气液接触。这种塔板适合于气量大、液体负荷小的场合。气相负荷增加,压降增加很小,是这种塔板的一个特点。5浮动舌形塔板这也是一种喷射塔板(见图3-22

26、)。与网孔塔板相近似,但压降大于网孔塔板,气相负荷增加时,压降增加较多。6条形浮阀和船形浮阀塔板这两种塔板均为浮阀塔板的改进新型,国内已工业化的条型浮阀是T 形排列的(见图3-23)。T 形排列的条形浮阀气体和液体要塔板上流动方向不断发生变化,增加了气液接触的机会,有利于传质;另外,相邻浮阀出来的气体不直接碰撞,减少了雾沫夹带。船形浮阀塔板其阀体似船形(图3-24),两端有腿,卡在塔板下矩形孔中。阀体的排列采取阀的长轴与液流方向平行的方式,可使气液两相增加接触,减少液体的逆向返混,提高了传质效率和分馏精度。塔板性能比较以上所述的各种塔板中,圆形泡帽塔板是气液传质设备应用最早的塔板形式之一,塔板

27、效率较高,操作弹性大,操作稳定;但由于其结构比较复杂,制造成本高,塔板压降大等,所以已逐渐被其它的塔板所取代。浮阀塔板是目前用在原油常减压蒸馏塔中比较多的一种塔板;而条形浮阀和船形浮阀塔板是近几年来用在常压蒸馏塔的新型改进塔板形式。文丘里型浮阀塔板、网孔塔板、浮动舌形塔板、伞形泡帽塔板等是应用于减压蒸馏塔的塔板。这些塔板各有其优缺点,它们的比较见表3-6。7各种填料近年来填料作为原油减压蒸馏塔内件,用于传质传热表现出良好的性能。与板式塔相比,填料的突出优点是压降小,操作弹性接近浮阀塔板。我国原油减压蒸馏塔应用的填料有金属矩鞍环型(英特洛克斯)、阶梯环型(格里奇)、格栅型、金属孔板波纹型等,它们

28、的结构分别见图3-25、图3-26、图3-27 和图3-28。7各种填料7各种填料填料特点矩鞍环型兼有环形和鞍形的优点,接触面积大,气液分布好,可采用较小的液体喷淋密度,性能优于阶梯环。因此矩鞍环型填料是目前在石油化工方面应用最广泛的填料。格栅填料是高空隙率填料,特别适用于负荷大、压降小、介质较重、有固体颗粒的场合。金属孔板波纹填料具有阻力小、气液分布均匀、效率高、通量大、操作弹性大、滞液量少、几乎没有放大效应等优点,适用于蒸馏、吸收等过程。几种填料的性能见表3-7。液体分配器由于填料的良好性能,在燃料型减压蒸馏塔中已得到了广泛的应用;在润滑油型减压蒸馏塔中可与塔板同时使用。用好填料的关键,一

29、是保证填料上有一定的液体喷淋密度;二是保证液体在填料中均匀分配。因此每一段填料床层上方的液体器也是十分重要的塔部件。我国常采用的液体分配器有旋芯式、筛孔盘式、排管式、槽式等液体分配器,它们的结构如图3-29、图3-30、图3-31 和图3-32 所示。除此之外,填料塔内还有填料压板、填料支承板等部件。液体分配器蒸馏塔的工艺指标 蒸馏塔(或精馏塔、分馏塔)的工艺指标主要有以下几个:1分馏精确度(或分离精确度)2汽液相负荷3操作弹性1分馏精确度(或分离精确度)通常用相邻两个馏分的馏程或蒸馏曲线(一般是恩式蒸馏)的相互关系来表示石油精馏塔的分馏精确度。如果较重馏分的初馏点(或5点)高于较轻馏分的终馏

30、点(或95点),则称这两个馏分之间有间隙(或脱空);反之,如果较重馏分的初馏点(或5点)低于较轻馏分的终馏点(或95点),则称这两个馏分之间有重叠。间隙越大,或重叠越小,表明精馏塔的分离效果好,分馏精确度高;相反,重叠越大,表明分馏精确度越差。精馏塔的分馏精确度与分离体系的性质、回流比和塔板数等有关。在体系一定的情况下,回流比愈大,塔板数愈多,则分馏精确度愈高。2汽液相负荷液汽相负荷表示塔的处理能力。汽液相负荷愈高,表示塔的处理能力愈大。汽液相负荷是确定塔径和塔板结构尺寸的关键。3操作弹性塔板在一定的精馏效率下能适应处理量变化的范围叫做该塔板的操作弹性。操作弹性大,在生产中的灵活性会更大。影响

31、塔板的分离效果、处理能力和操作弹性的因素较多,下面仅就塔板结构的影响加以简单分析。在蒸馏过程中,当从上层塔板降液管流下来的液体,经塔板下流时,必然会在塔板上形成一个坡度,叫做液面落差,即液层在入口处厚,在出口处薄。由于液层薄的地方阻力小,从那里通过的气体就比液层厚的地方多。特别是直径大的塔,液面落差大,使气体分布很不均匀,因而会大大降低分离效率。为了减少液面落差,在直径较大的塔上,采取把液体分成两路或若干路往下流的方式,借以缩短液体流过塔板的距离,叫做双溢流或多溢流;液体按一路流动的方式叫单溢流。一般直径在2.22.4 米以下的塔,可采用单溢流;直径在2.4米以上的塔,采用双溢流或多溢流。在一

32、定直径的塔里,随着处理量的增大,塔内油气流速也提高。当油气速度增大到一定程度后,气体会把部分液滴带到上层塔板去,这种现象叫做雾沫夹带。雾沫夹带还会将不易挥发的杂质带到上层塔板甚至塔顶,造成产品污染。为了防止雾沫夹带,塔板之间要保持一定的距离,称为板间距。石油蒸馏塔板间距一般在450900 毫米左右。对于没有升气管的塔板,如浮阀塔、舌型塔等,当油气流量(或流速)很低时,液体会从气体上升的通道漏到下层培板去,这种现象叫做泄漏。可见对一定的蒸馏塔而言,每种塔板只是在一定范围的处理量下才具有较高的精馏效果,处理量过大,塔内气速大,会出现雾沫夹带现象;处理量过小,塔内气速低,又会出现泄漏。这两种现象使板

33、效率下降,对精馏都是不利的。五、反应设备反应设备是为炼油工艺中进行的各类化学反应提供场所。工艺装置不同,采用的反应器类型也有差别,如催化裂化采用提升管反应器,催化加氢采用固定床、沸腾床或悬浮床反应器,烷基化采用阶梯式反应器等等。各种工艺装置的反应器将在以后有关章节中介绍。六、容器容器主要适用于储存各种油品、石油气或其它物料,其中储油罐的用量最大。炼油装置中的容器(罐)有些是用于气和液、油和水的分离以及用作某些物流的缓冲罐。根据物料量和用途的不同,容器的大小可以从小于1 立方米到几万甚至十几万立方米。小结以上各种设备中,有的主要用于炼油装置,如加热炉、塔、换热器等叫工艺设备;有的则不限于炼油装置,如泵、压缩机等叫通用设备。

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