板式塔塔釜隔板對管口方位布置的影響

張鵬鵬 華陸工程科技有限責(zé)任公司 西安 710065

板式塔塔釜隔板是一種用于穩(wěn)定塔釜液面高度的塔器內(nèi)件，其方位的布置直接影響塔釜出料口、去再沸器口、塔釜人孔、液位計(jì)、最小流量返回口及公用工程口等管口的布置。塔釜隔板的布置方式，影響板式塔1#塔盤的降液及導(dǎo)流方式，進(jìn)而間接影響再沸器返回口方位的布置，下面就上述影響進(jìn)行具體闡述和分析。

1 板式塔塔釜隔板的作用及工作原理

熱虹吸推動(dòng)是板式塔和再沸器之間的流體循環(huán)最普遍的方式，熱虹吸推動(dòng)力依靠塔釜液位高度獲得保障。盡管塔釜都有液位控制，但難免產(chǎn)生波動(dòng)，而液位波動(dòng)意味著塔釜和再沸器的靜壓差波動(dòng)，造成熱虹吸循環(huán)的波動(dòng)，再沸器汽化率也隨之波動(dòng)。隔板的工作原理見圖1。

圖1 塔釜隔板工作原理

如圖1所示，塔釜隔板將塔釜分為兩個(gè)區(qū):塔釜再沸器區(qū)和塔釜產(chǎn)品區(qū)。隔板在兩個(gè)區(qū)域間起到溢流板作用，保持塔釜再沸器區(qū)液位恒定，從而使得熱虹吸在穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)。由塔盤降液區(qū)和再沸器返回口來的流體經(jīng)由特定的導(dǎo)流措施進(jìn)入塔釜再沸器區(qū)，液體越過塔釜隔板堰溢流至塔釜產(chǎn)品區(qū)，塔釜再沸器區(qū)保持滿液狀態(tài)，從而保證塔釜再沸器區(qū)液位恒定。塔釜產(chǎn)品區(qū)一側(cè)流體作為產(chǎn)品采出。

2 隔板對板式塔再沸器返回口方位布置的影響

對于設(shè)置隔板的板式塔，由其塔頂經(jīng)由塔盤降液而來的流體需采取一定的導(dǎo)流措施引流至塔釜再沸器區(qū)；再沸器返回口通常設(shè)置一段底部帶開孔的內(nèi)部伸入管實(shí)現(xiàn)引流，而1#塔盤降液區(qū)流體的引流方式較多，通常包括直接溢流降液、液封盤局部開孔和設(shè)置導(dǎo)流管幾種方式；而對于采用導(dǎo)流管方式引流的帶塔釜隔板的板式塔，再沸器返回口內(nèi)伸管和1#塔盤的導(dǎo)流管的空間位置關(guān)系成為進(jìn)行再沸器返回口方位布置時(shí)的重要關(guān)注點(diǎn)。

1#塔盤的降液方式受板式塔的塔盤溢流方式和塔釜隔板與塔盤降液板的相互位置關(guān)系影響。以下重點(diǎn)針對不同溢流方式和不同隔板布置方式下,1#塔盤降液方式的區(qū)別及其對再沸器返回口方位布置的影響進(jìn)行討論。

2.1 塔的溢流方式

目前板式塔的主要溢流方式包括單溢流、雙溢流和四溢流，在某些復(fù)雜塔器中也會(huì)采用將不同溢流方式分段組合的方式布置塔內(nèi)件，如在某板式塔中，1-11#塔盤位采用雙溢流形式，12-60#塔盤采用四溢流形式。三種常用溢流方式的示意圖見圖2，其中陰影區(qū)域?yàn)橄噜弮蓪铀P的降液區(qū)。

圖2 板式塔溢流方式示意圖

溢流方式是板式塔的重要特征，也是影響板式塔管口方位最重要的因素。溢流方式變化，板式塔降液板及液封盤的布置會(huì)隨之變化，1#塔盤的降液方式必然隨之變化。由于導(dǎo)流管、塔釜隔板的存在，溢流方式不同對進(jìn)料塔盤層和塔釜管口方位布置的影響尤為突出。

2.2 塔釜隔板的布置方式

對于設(shè)有塔釜隔板的板式塔，塔釜隔板與1#降液板的相對位置關(guān)系有平行布置和垂直布置兩種方式，不同的布置方式，會(huì)影響1#降液板的導(dǎo)流方式，因而需要特別關(guān)注導(dǎo)流裝置與再沸器返回口的內(nèi)部進(jìn)料管的相互位置關(guān)系。

2.3 1#塔盤降液型式

1#塔盤的降液型式是由塔體溢流方式和塔釜隔板的有無及布置方式共同決定的。針對不同溢流方式的板式塔，1#塔盤的降流方式會(huì)有所不同，塔釜設(shè)有隔板時(shí)，1#塔盤的降液要保證流體流至塔釜再沸器區(qū)。塔釜隔板與1#塔盤的相互位置關(guān)系，也會(huì)影響1#塔盤的降液型式。由于塔釜產(chǎn)品出料口、液位計(jì)口、塔釜人孔一般布置在塔釜產(chǎn)品區(qū)，導(dǎo)流措施一般用于再沸器區(qū)的引流，因而1#塔盤的降液型式對以上管口方位的布置影響較??；而再沸器返回口一般設(shè)置有內(nèi)伸管，其與導(dǎo)流措施是否碰撞需要特殊關(guān)注。下面針對不同溢流方式和不同隔板布置方式下，1#塔盤降液方式的區(qū)別及其對再沸器返回口方位布置的影響進(jìn)行討論。

2.3.1 單溢流

單溢流塔降液方式見圖3。

圖3 單溢流塔降流方式

當(dāng)塔釜隔板與1#降液板平行布置時(shí)，如圖3(a)所示，270°一側(cè)的降液可直接溢流降液(如圖3(a1)所示)或通過導(dǎo)流管(如圖3(a2)所示)引流至塔釜再沸器區(qū)；通過直接溢流降液，塔釜內(nèi)沒有導(dǎo)流管限制再沸器返回口的布置，再沸器返回口理論上可以布置在任意角度，如圖3(a1)所示；通過導(dǎo)流管降液，再沸器返回口在進(jìn)行管口布置時(shí)要避開導(dǎo)流管所在方位，具體可布置方位如圖3(a2)所示。

當(dāng)塔釜隔板與1#降液板垂直布置時(shí)，如圖3(b)所示，270°一側(cè)的降液可通過液封盤局部開孔(如圖3(b1)所示)或者通過導(dǎo)流管(如圖3(b2)所示)引流至塔釜再沸器區(qū)；通過局部開孔降液時(shí)，塔釜內(nèi)沒有導(dǎo)流管限制再沸器返回口的布置，再沸器返回口理論上可以布置在任意角度上，如圖3(b1)所示；通過導(dǎo)流管降液時(shí)，再沸器返回口要避開導(dǎo)流管所在方位，具體可布置角度如圖3(b2)所示。

2.3.2 雙溢流

雙溢流的板式塔，1#塔盤的降液有兩種形式，一種是兩側(cè)降液，一種是中間降液，它們的降液方式也會(huì)有所不同。

(1)雙溢流塔1#塔盤兩側(cè)降液見圖4。

圖4 雙溢流塔1#塔盤兩側(cè)降液

1#塔盤兩側(cè)降液時(shí)，如果塔釜塔盤與降液板垂直布置，則如圖4(a)所示，1#塔盤的降液可通過塔釜再沸器區(qū)上方液封盤局部開口或者設(shè)置導(dǎo)流管的方式實(shí)現(xiàn)；通過液封盤局部開口引流時(shí)，再沸器返回口理論上可以布置在任意角度，如圖4(a1)所示；通過導(dǎo)流管降液時(shí)，再沸器返回口要避開導(dǎo)流管所在方位，具體可布置角度如圖4(a2)所示；如果塔釜塔盤與降液板平行布置，則如圖4(b)所示，0°側(cè)的降液可直接溢流降液或者通過導(dǎo)流設(shè)施引至塔釜再沸區(qū)，180°側(cè)的降液則需根據(jù)塔釜具體結(jié)構(gòu)確定；如圖4(b1)所示，如塔釜塔盤堰已延伸到1#塔盤液封盤的下方，1#塔盤可直接溢流經(jīng)塔釜隔板水平板到塔釜再沸區(qū)，理論上再沸器返回口可以布置在任意角度上；而對于圖4(b2)所示的塔，塔釜隔板堰沒有延伸到1#塔盤液封盤下的塔，180°側(cè)的降液則必須通過導(dǎo)流管等導(dǎo)流設(shè)施引流至0°側(cè)的塔釜再沸區(qū)，此時(shí)，要關(guān)注從180°跨至0°的導(dǎo)流管與布置在90°或270°的再沸器返回口的內(nèi)部物料管是否碰撞，再沸器返回口可布置方位如圖4(b2)所示。

(2)雙溢流塔1#塔盤中間降液見圖5。

圖5 雙溢流塔1#塔盤中間降液

1#塔盤中間降液時(shí)，如果塔釜隔板與降液板垂直布置，則如圖5(a)所示，1#塔盤的降液可通過塔釜再沸器區(qū)上方液封盤局部開口或者設(shè)置導(dǎo)流管的方式實(shí)現(xiàn)；通過液封板局部開口引流，再沸器返回口理論上可以布置在任意角度，如圖5(a1)所示；通過導(dǎo)流管引流，再沸器返回口要避開導(dǎo)流管方位，具體可布置角度如圖5(a2)所示；如果塔釜塔盤與降液板平行布置，則如圖5(b)所示，降液區(qū)全部落在在塔釜再沸器區(qū)時(shí)，可直接溢流降液，再沸器返回口理論上可以布置在任意角度，如圖5(b1)所示；降液區(qū)部分在塔釜產(chǎn)品區(qū)時(shí)，需通過導(dǎo)流管引流，再沸器返回口可布置在如圖5(b2)所示方位。

2.3.3 四溢流

四溢流塔的1#塔盤一般采用“兩側(cè)及中間同時(shí)降液”的溢流方式，一般有兩個(gè)再沸器返回口，且要求對稱布置。四溢流塔1#塔盤中間降液見圖6。

圖6 四溢流塔1#塔盤兩側(cè)及中間同時(shí)降液

為方便再沸器返回流體回到塔釜再沸器區(qū)，在布置管口方位時(shí)，應(yīng)該將塔釜隔板與1#塔盤垂直布置，如圖6所示。1#塔盤的降液可通過塔釜再沸器區(qū)上方液封盤局部開口(圖6(a))或者設(shè)置導(dǎo)流管(圖6(b))的方式實(shí)現(xiàn)。再沸器返回口與1#降液板平行布置，在90°或者270°方向上對稱布置，其內(nèi)伸管不會(huì)與導(dǎo)流管碰撞。

3 塔釜隔板對塔釜其他管口布置的影響

板式塔塔釜的管口主要包括塔底出料口、去再沸器口、再沸器返回口、塔釜排放口、塔釜人孔、液位計(jì)、最小流量返回口及公用工程口等。塔釜段是否設(shè)有隔板、1#塔盤的降液型式及其導(dǎo)流方式等將直接影響到塔釜段管口方位的布置。

一般情況下，塔底出料口、去再沸器口和塔釜排放口布置在塔底封頭上，當(dāng)塔釜沒有隔板時(shí)，方位不受限制，只要根據(jù)再沸器和塔底泵的位置，在滿足工藝、應(yīng)力要求的前提下進(jìn)行布置即可；但當(dāng)塔釜設(shè)有隔板時(shí)，塔底出料口要布置在塔釜產(chǎn)品區(qū)，去再沸器口布置在塔釜再沸器區(qū)。

塔釜沒有隔板且1#塔盤降液沒有導(dǎo)流管時(shí)，塔釜人孔理論上沒有方位限制；當(dāng)塔釜設(shè)有隔板時(shí)，原則上人孔布置在產(chǎn)品區(qū)，因?yàn)橛懈舭鍟r(shí)即使1#塔盤降液有導(dǎo)流管，也總是進(jìn)入再沸器區(qū)，對布置在產(chǎn)品區(qū)的人孔方位不會(huì)產(chǎn)生影響。如果受外部條件限制人孔需要調(diào)整到再沸器區(qū)時(shí)，需要使人孔避開1#塔盤的降液設(shè)施。

塔釜有隔板時(shí)，液位計(jì)應(yīng)該測量塔釜產(chǎn)品區(qū)液位，布置在產(chǎn)品區(qū)；最小流量返回口應(yīng)該布置在塔釜產(chǎn)品區(qū)，在塔釜水平隔板比較寬，空間有限的情況下要優(yōu)先保證液位計(jì)布置在產(chǎn)品區(qū)，經(jīng)工藝專業(yè)確認(rèn)后也可考慮將泵的回流口布置在再沸器區(qū)。公用工程口如果有兩個(gè)，在隔板兩側(cè)各布置一個(gè)。

塔釜隔板對塔釜常見管口方位布置的影響歸納為下表1。

表1 塔釜隔板對塔釜管口布置的影響

4 結(jié)語

塔釜設(shè)有隔板的板式塔，塔釜隔板的布置方式直接影響塔釜出料口、去再沸器口、塔釜人孔、液位計(jì)、最小流量返回口及公用工程口等管口的布置。塔釜隔板的布置方式，影響板式塔1#塔盤的降液及導(dǎo)流方式，進(jìn)而間接影響再沸器返回口方位的布置。綜上所述，塔釜隔板的方位布置對板式塔塔釜管口方位的確定影響重大，在設(shè)計(jì)中一定要引起高度重視。