JCPT塔板(并流噴射填料塔板,Jet Co-flow Packing Tray)的傳質機理與普通塔板有著本質的區別,它是填料與塔板的復合體,它靠填料實現傳質,靠塔板實現多級并流。

圖1 不同結構型式的JCPT塔板

 

傳質機理:

    并流噴射復合塔的傳質機理如圖1所示,它是在板式塔的塔板上按一定的分布形式開設升氣孔,在升氣孔的上方安放傳質單元體,氣體從塔板下方以一定的氣速通過升氣孔,塔板上的液體通過提液管與塔板之間的間隙被氣體提升,氣液并流通過提液管,在提液管內高速湍動混合、傳質,然后氣液并流進入填料中進一步強化傳質,并完成氣液分離。氣體靠壓差繼續上升,進入上一層塔板;液體基本以清液的形式回落到塔板上,沿流道進入降液管,下降到下一層塔板。

     氣液在每一層塔板上都進行上述過程,并流噴射式復合塔從而在氣液總體逆流的情況下,實現多級并流操作。

    

并流噴射填料塔板傳質機理

JCPT塔板上氣液兩相流動狀態

圖2 JCPT塔板傳質機理

圖3 JCPT塔板上氣液兩相流動狀態示意圖

JCPT塔板的特點:

    (1) 通量大,較浮閥塔板通量大50%~100%以上。JCPT塔板上氣液混合物并流通過提液管,從上部填料層流出,氣液分離性能好,充分利用了塔板間空間,即使空塔氣速大,其霧沫夾帶量也較小;其次,塔板開孔較大(圓形孔約為Ø100mm;方形孔約為70mmX80mm),開孔率較高,一般為8~20%,即使空塔氣速大,其板壓降也較低;塔板上液體基本為清液,降液管不易液泛。

    (2) 效率高。實驗結果表明,JCPT塔板分離效率較浮閥塔板提高了10%以上;與新型垂直篩板塔相比,其效率比新型垂直篩板(New VST)高5%以上。其原因是提液管內液氣比大,氣液碰撞混合作用激烈,填料提供了大的氣液接觸面積以及液流的再循環。

    (3) 板壓降低。與鼓泡型塔板相比,這種新型塔板具有較大的開孔與開孔率,氣體處理量相同時,其干板壓降小;同時,氣體不穿過液層,只是把液體向上吹成液滴并通過填料層,所以濕板壓降也不高。對比實驗表明JCPT塔板的板壓降較新型垂直篩板低8%,較浮閥塔板低30%。

    (4) 操作彈性大,約為4。該塔板的操作范圍主要受氣速影響,受塔板液層高度的影響較小。在較高氣速下操作時,其霧沫夾帶量小、板壓降也不高,而且漏液時的氣速較低,所以在較大的氣速范圍內能維持穩定的高效率。

    (5) 耐堵塞。由于這種新型塔板具有較大的開孔與開孔率,氣液在提液管內高速并流,因此具有很高的抗堵塞性。對于結焦、聚合、含固體顆粒的物系,塔板傳質單元頂部的填料將采用大波紋填料、折板、大篩孔等結構取代,使塔板具有更好的耐堵塞性。

    (6) 經濟性。由于JCPT塔板具有高效和高通量的特點,將其用于新設計可大幅度縮小塔徑,節省設備投資;用于老塔改造原降液管、塔圈可保持不變,只需更換塔板,可節約投資,縮短改造施工周期,節省施工費用。

    圖4給出了JCPT塔板與新型垂直篩板(New VST)及浮閥塔板的板壓降及塔效率的對比曲線。由圖中曲線可以看出,JCPT塔板具有較高的塔效率和較低的板壓降。

    

jcpt.jpg

圖 4 JCPT塔板性能曲線

適合的應用場合:

    ① 常壓到高壓精餾、吸收;

    ② 老塔改造提高通量與分離效率、節能等。

    

典型應用:

    我公司已將JCPT塔板成功地應用到吸收、精餾等場合。典型實例:1997年8月和9月成功地完成了吉化公司有機合成廠苯/甲苯塔(常壓塔)和脫丙烷塔(高壓塔)改造;1999年11月采用JCPT塔板成功地完成了高橋石化公司上海煉油廠MTBE裝置(中壓塔)二萬噸擴建到六萬噸改造;常州博大化工有限公司醋酸回收塔(新設計);Ø2600乙醇裝置水洗塔改造。下面給出了幾個應用實例。

    Ø2200/Ø2600吸收穩定系統改造(大 連)Ø2200吸收塔、Ø2600解析塔、Ø2200/Ø2600穩定塔

     Ø4400、Ø4200、Ø4000吸收穩定系統(大連)

    Ø3600 丙烯分離塔(大連)

    Ø2400 重整脫C6塔(大連 )

    Ø1800 C2、C3分離塔(吉林,脫丙烷塔)

     Ø3300 丙烯酸輕組分分餾塔(丙烯酸共沸脫水塔,上海 )

     Ø3600 丙烯酸輕組分分餾塔(丙烯酸共沸脫水塔,上海)

     Ø4800 丙烯酸輕組分分餾塔(丙烯酸共沸脫水塔,上海)

    Ø3600 丙烯酸輕組分分餾塔(丙烯酸共沸脫水塔,江蘇)

     Ø1200 丙烯酸輕組分分餾塔(丙烯酸共沸脫水塔,山東)

     Ø3200 乙二醇脫水塔(吉林)

    1600乙苯精餾塔(吉林)

    Ø1200 丙烯分離塔(臺灣)

    Ø1700 異丙苯精餾塔(臺灣 )

    Ø1850/Ø2200 苯回收塔(臺灣 )

    Ø800 乙苯回收塔T402塔改造(燕山 )

    Ø1000 乙苯回收塔(吉 林)

    Ø1200苯/甲苯塔改造(吉 林)

    Ø1200 芳烴抽提裝置汽提塔(吉 林)

    Ø1200 脫醇塔(吉 林)

    Ø1400 脫二甲醚塔改造( 上海、撫順,MTBE改造)

    Ø1000 甲醇回收塔改造( 上海、撫順,MTBE改造)

    Ø2600乙醇裝置水洗塔改造(吉 林)

    Ø1200醋酸回收塔(常州 )

    Ø1800/Ø2200 醋酸回收塔(江陰)

    Ø2400/Ø3000 醋酸回收塔(常州)

     Ø1000/Ø1200 醋酸回收塔(山東)

     Ø1000 醋酸回收塔(江蘇)

     Ø2200/Ø2400 15萬噸MTBE項目共沸蒸餾塔(北京)

  Ø2400共沸蒸餾塔(北京)

  Ø2200 MTBE精制塔改造(北京)

  Ø2600 催化蒸餾塔(北京)

  Ø1600、Ø2200、Ø1800 28萬噸甲醇精餾系統(陜西)

  Ø900,Ø1400 6.6萬噸甲醇改造(錦西)

  Ø2400/Ø1400 16萬噸甲醇改造(陜西)

  Ø1800/Ø1000 8萬噸甲醇改造(陜西)

  Ø1400 MTBE催化蒸餾塔改造(新疆)

  Ø1600 催化蒸餾塔(山東)

    

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