新型填料及內(nèi)件在甲醇精餾塔中的應(yīng)用
規(guī)整填料由于其分離效率高、阻力小、通量大等優(yōu)點(diǎn)，已在國內(nèi)化工等行業(yè)的工業(yè)化裝置中廣泛應(yīng)用。國內(nèi)以波紋填料應(yīng)用較廣，主要品種有蘇爾壽的CY型、 BX型絲網(wǎng)波紋填料、Mellapak系列M-125~M650孔板波紋填料、國內(nèi)自己研制開發(fā)的SW-1型和SW-2型網(wǎng)孔波紋填料。在幾萬t/a甲醇裝置中（二塔流程）大都采用CY型（700m2/m3）及SW-1型（650 m2/m3），而在10萬t/a以上的（三塔流程）裝置中考慮到更節(jié)能及放大效應(yīng)等原因而陸續(xù)以BX（500 m2/m3）及SW-2（450－500 m2/m3）取代CY型及SW-1型，均取得良好結(jié)果，而SW型填料在原料成本和技術(shù)優(yōu)勢上比絲網(wǎng)填料更具實(shí)用性。
采用三塔流程精餾裝置生產(chǎn)甲醇我廠已有150，100，50 kt/a生產(chǎn)使用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。以山東壽光聯(lián)盟股份有限公司的6×104t/a甲醇為例，其蒸汽能耗甲醇為950kg/t（參見山東壽光聯(lián)盟股份有限公司劉志臣撰寫的“以煤為原料的甲醇裝置設(shè)計(jì)方案與運(yùn)行情況”，安徽省化工研究院徐兆瑜撰寫的“甲醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和工藝技術(shù)新進(jìn)展”。
2005年投產(chǎn)的甲醇裝置以上海國際化建公司設(shè)計(jì)的瀘天化綠源醇業(yè)公司40×104 t/a精甲醇最具規(guī)模（粗甲醇1675 t/d，精甲醇1337 t/d），經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐證明，其選用雪浪化工填料廠生產(chǎn)的SW-2型網(wǎng)孔填料是恰當(dāng)?shù)，基本達(dá)到高效、節(jié)能目的，在今后更大型的甲醇項(xiàng)目中可適當(dāng)總結(jié)改進(jìn)后選擇應(yīng)用。探索投資省、效率高的填料，同時又滿足節(jié)能及提高產(chǎn)品質(zhì)量的要求，為此提出改進(jìn)塔填料及選擇更優(yōu)化的塔內(nèi)件（收集再分布器）的建議，供設(shè)計(jì)單位及用戶參考、指正。
1.塔填料
填料的比表面積與填料的空隙率是一組矛盾，對規(guī)整填料而言，比表面積與效率成正比，即填料的比表面積越大，理論板數(shù)越多，效率越高，但隨之而來的是空隙率越小，壓降增大，單位截面積的通量減少，如CY（700 m2/m3）型效率高于BX（500 m2/m3）型，而通量小于BX型，孔板填料情況也如此，效率為M450＞M350＞M250＞M125，而通量則相反。
SW型網(wǎng)孔波紋填料系上；ぱ芯吭号c雪浪化工填料廠聯(lián)合開發(fā)的新型規(guī)整填料，1995年通過國家科委鑒定，1996年獲科技成果二等獎，并獲得國家專利，已在全國20多個省市數(shù)千項(xiàng)目中用于精餾吸收，特別適用于真空、常壓及加壓精餾裝置。
SW-1型及SW-2型填料是在總結(jié)了國內(nèi)外應(yīng)用技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用價(jià)值分析法簡化加工，節(jié)約材料，因而具有極大實(shí)用意義，已在石化、醫(yī)藥、化肥、輕化、環(huán)保、基本有機(jī)合成等領(lǐng)域廣為推廣應(yīng)用，取得良好社會與經(jīng)濟(jì)效益，使用塔徑達(dá)3m以上，并在油脂化工等高溶點(diǎn)熱敏性物系應(yīng)用也取得良好效果。
SW-1型填料壓降與孔板M450相當(dāng)，效率略低于CY型絲網(wǎng)波紋填料。SW-2型填料壓降大大低于孔板M450型，效率略等于BX型絲網(wǎng)填料，高于M450型孔板填料。
2.塔內(nèi)件
填料塔在分離工程中的廣泛應(yīng)用，已取得了很大的成效，但有了高效的填料，必須有先進(jìn)的收集再分布器等塔內(nèi)件的配合，才能取得更好的分離效果。
目前國內(nèi)外的收集再分布器大體為四類，第1種為斜板式收集器加排管式分布器,該型式在有機(jī)化工中應(yīng)用較多，其優(yōu)點(diǎn)為通量大，分布較均勻，但容易堵。第2 種為上部斜板式收集器，下部為二級槽式分布，該分布器分布孔設(shè)于兩側(cè)面沉積物在底部，能防堵，且操作彈性較大，但各分布槽較難保持同一平面，影響均勻分布。該分布器由收集器及分布器兩部分分開組成，在塔內(nèi)占高度較高，一般大塔其高度在2m左右，造價(jià)相應(yīng)較大。第3種為槽盤式收集再分布器，該分布器收集及再分布連成一體，所占高度較低，具有槽式分布器的優(yōu)點(diǎn)，防堵及操作彈性大，但該分布器在塔內(nèi)壁需焊一支撐圈，以固定收集分布器，其通量不如上述二種分布器的通量大，在大型塔徑應(yīng)用中需加托梁支持。第4種為托盤式收集再分布器，該分布器在塔內(nèi)壁不焊支撐圈，在分布器底板上焊有比塔徑稍小的收集圈，通氣框上懸掛有集液角鋼，收集液體后流入分布槽內(nèi)，所有收集槽相連通，使收集分布器內(nèi)液位持平，分布孔設(shè)在分布槽兩側(cè)，該分布器既能防堵，且操作彈性大，分布均勻，氣體流通面積達(dá)52%以上，分布器上部有防壁流圈，能解決壁流現(xiàn)象。該分布器用于瀘天化40×104t/a甲醇項(xiàng)目,原設(shè)計(jì)12×104t/a，使用新型填料及內(nèi)件后可超過15×104t/a，我廠經(jīng)近千座大小塔器應(yīng)用后均取得滿意效果。
為了適應(yīng)直徑3500mm以上及更大塔徑的要求，在托盤式收集再分布器的基礎(chǔ)上我們發(fā)明了大型可拆式托盤液體分布器（專利號：ZL200610088161.6）。該分布器的收集主槽作為大梁固定于塔壁，使大塔徑收集再分布器下面不需要另加托梁，收集分布副槽分塊與主槽兩側(cè)緊固及溝通，使整個分布器內(nèi)液體聯(lián)通，收集器與托盤式相同，用收集角鋼集液后流入收集槽，收集外圈與底板焊接，分布孔設(shè)在收集副槽兩側(cè)，液體由導(dǎo)液角鋼及導(dǎo)液板均勻分布至填料層上，分布器上面同托盤式分布器一樣焊有防壁流圈，解決塔壁流現(xiàn)象。該分布器結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、合理，全部分塊后由人孔送入塔內(nèi)組裝，由于不另加托梁，能使分布器與填料層離得較近，不影響塔內(nèi)氣流均勻分布。該分布器采用槽梁一體化，在塔內(nèi)所占高度較低，減少了制作成本，它是托盤式分布器在大型塔中的應(yīng)用，保持了原有的優(yōu)良特性，能防塔壁流，通氣量大、防堵、操作彈性大、高度低，下部不設(shè)托梁，并且在較大塔截面積的情況下任意設(shè)置液體分布點(diǎn)，是一個較理想的再分布器。
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