規(guī)整填料在TDI 精餾塔中的應(yīng)用

徐國軍

（臨港駿馳化工有限公司，河北 滄州 061000）

引言

規(guī)整填料是一種按照幾何圖形均勻排布的填料，整齊的堆砌在塔內(nèi)中，其主要有表面積非常大，壓降相對較小，流體分比較均勻，傳質(zhì)傳熱的效率特別高、應(yīng)用非常廣等優(yōu)點。金屬規(guī)整填料是最早被開發(fā)的，而后塑料、陶瓷、碳纖維等規(guī)整填料相繼被開發(fā)出來。作為填料塔中最為基本的構(gòu)件，填料的性能優(yōu)劣對于填料塔操作性能有著直接的影響。所以，在填料塔設(shè)計中塔的填料選擇是非常重要的一個環(huán)節(jié)，而在TDI精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填料也就變得尤為重要。

1 在TDI 精餾塔中規(guī)整填料的應(yīng)用原因

現(xiàn)階段，我國國內(nèi)精餾塔中所使用的填料多數(shù)都是陶瓷以及鋁質(zhì)矩鞍環(huán)。在進行TDI 精餾塔的安裝中，通常都會采用傳統(tǒng)的安裝方法，也就是使用瓷質(zhì)鮑爾環(huán)填料，這些填料都是散裝亂堆的。使得在實際的生產(chǎn)過程中，氣液量所產(chǎn)生的波動非常頻繁，而且塔內(nèi)的填料非常容易出現(xiàn)破碎和變形的現(xiàn)象，這些填料的碎片就會不斷的從箅子板上泄漏出去，有些是隨著到達(dá)了塔的底部，而有些則是受到氣流的影響從氣象出口管中流出去，從而對熱水泵以及壓縮機的正常運行帶來嚴(yán)重的威脅，也會進一步的將全塔阻力提升。此外，在與該設(shè)計類似的條件中，設(shè)備的直徑以及高度都明顯較大，進而會導(dǎo)致設(shè)備的投資增加。很多設(shè)備都運行了很多年，每年都需要對系統(tǒng)進行大規(guī)模的維修與養(yǎng)護，在清洗過程中需要將填料全部的扒出來，倘若不進行清洗或者清洗的不干凈，就會增大系統(tǒng)的壓降，這樣在氣流的沖刷之下，磁環(huán)就非常容易破碎，可能會出現(xiàn)安全事故[1]。

2 規(guī)整填料在TDI 精餾塔中應(yīng)用的選擇

在對TDI 精餾塔進行二期擴建時，就可能出現(xiàn)氣液量增加的情況，這樣在選擇使用散裝填料中，無疑會導(dǎo)致設(shè)備直徑以及高度的大幅度增加。根據(jù)相關(guān)的實踐研究發(fā)現(xiàn)，蘇爾壽的金屬波紋規(guī)整填料，如圖1所示。在使用過程中能夠有效的解決這一問題。TDI精制塔、采出槽、輸送泵、冷卻器、循環(huán)泵等諸多設(shè)備是TDI 精餾塔系統(tǒng)中的重要組成部分。因為粗TDI 中存在著一定量的HCL 和著色物質(zhì)，雖然HCL 的量比較小，但是其作用非常大，從而利用側(cè)線出料的方式進行。通過側(cè)線采出的TDI 會隨之進入到TDI 采出槽中，并借助TDI 泵將其輸送到相應(yīng)的TDI 冷卻器中，待其被冷卻到40 ℃時，就需要進行成品貯存[2]。

圖1 金屬波紋規(guī)整填料圖

在循環(huán)泵的作用下釜液會被輸送到再沸器內(nèi)部，通過壓蒸汽進行加熱，使其溫度達(dá)到156 ℃左右，再將釜液返回到塔的底部，不過在這一過程中不可避免的會在塔的底部濃集少量的重組分，如焦油等。因此，需要在循環(huán)泵的出口處增加一道工序，也就是將一股物料定量的采出，在焦油濃縮工序返回。塔頂冷凝器的主要作用就是將進入其中的塔頂氣象通過循環(huán)熱水使其逐漸的冷卻，而TDI 凝液槽中有凝液進入后，就需要用回流泵將其輸送到塔頂進行回流，出口的一股物料在返回時可能會在300#系統(tǒng)中，也可能進入到450#系統(tǒng)中，并要對塔頂輕組分進行及時的移除。如果二級冷凝器中進入的是不凝氣，在冷卻時就需要用冷凍水進行，凝液緩沖槽中進入了冷凝液之后，就需要利用循環(huán)泵將其輸送到相應(yīng)的HCL 汽提工序之中，而真空機組則會被不凝氣提所填充。

3 規(guī)整填料在TDI 精餾塔中應(yīng)用的填裝說明以及相關(guān)的注意事項

在TDI 精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填充材料時需要對填充說明進行全面的了解與解讀，并對所提出的注意事項引起高度重視，這樣才能夠?qū)⑵渥饔贸浞值陌l(fā)揮出來。具體的注意事項如下：

1）在進行規(guī)整填料的填裝時，需要盡量遵守由下而上的原則進行，在最低的填料層開始往上填充。不過受到使用情況影響，有一部分的填裝并不能夠由下而上的進行，或者因為床層的高度不同需要將其進行同時裝填，那么就需要將相應(yīng)的安全防護措施做好，以免出現(xiàn)安全事故，進而確保下層安全，順利的進行工作[3]。

2）每層的填料都需要盡可能的做到在塔附近的地面上將其組裝完成，進而為其順利安裝提供充足的保證。所有的填料都需要被吊到相應(yīng)工作入孔的位置上，然后根據(jù)安裝位置進行逐步的下放。不過在安裝過程中還存在著一些特殊的情況，也就是當(dāng)一定數(shù)量的填料在安裝完成后，可以在確保安全的情況下工作人員能夠在填料上站立工作，但是人行道板一定要在第一層上面使用，如果沒有人行道板是不符合要求的[4]。

3）通常情況下，各填料層之間都需要根據(jù)相關(guān)規(guī)定設(shè)置一定的角度，這是非常重要的注意事項，在整個填裝過程中，務(wù)必要將這項工作任務(wù)堅持到底。

4）精餾塔周圍的填料一定要與整個塔圓周進行接觸，不允許在床層內(nèi)部出現(xiàn)間隙，任何間隙都不能有，倘若發(fā)現(xiàn)有間隙，必須要將其完全填滿，在填充時可以使用窄條填料。

4 TDI 精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填料的特點

在應(yīng)用規(guī)整填料后，TDI 精餾塔的優(yōu)勢特點變得更加明顯。設(shè)備的整體處理能力非常大，在運行過程中生產(chǎn)量不斷的加大，而且生產(chǎn)產(chǎn)能也了進一步的提升；分離效率也變得更高，每米填料能夠?qū)? 塊～10塊的理論板進行有效填充，這對于原有設(shè)備中塔高不變的情況而言非常有效，極大的增加了理論板數(shù)；在使用規(guī)整填料后，填料的空隙率變得非常大，再加上金屬絲網(wǎng)毛細(xì)作用比較強烈，使得填料表面形成了一層比較均勻的液體薄膜，這種薄膜非常輕薄，而且持液量也比較小，所以及時是在其流通量比較大的情況下也不會產(chǎn)生大的降壓，因此，各個精餾塔在操作時的壓力以及溫度都會快速的降低，這樣產(chǎn)品的質(zhì)量以及收獲率就能夠大大提高，而產(chǎn)品的精度也能更高[5]。

除此之外，在TDI 精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填料可以有效的提高分離效率，并減小滯液量，用較小的回流比，將分離目的高效的達(dá)成，而能耗也會明顯的降低。在TDI 精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填料，還能夠?qū)⒉僮鲝椥杂行У脑黾樱酝褂玫木s塔的投資成本非常高，而且需要使用的塔數(shù)也在不斷增加，流程也非常的長，因此，在操作過程中穩(wěn)定性不足，而且產(chǎn)品質(zhì)量也得不到保證。而規(guī)整填料在TDI 精餾塔中的應(yīng)用，不僅能夠?qū)⒊杀緲O大的降低，而且操作彈性非常大，在設(shè)備運行時也非常平穩(wěn)，產(chǎn)品精度以及產(chǎn)量都有著明顯的提高。

5 規(guī)整填料在TDI 精餾塔中的實際應(yīng)用效果

在TDI 精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填料，使得設(shè)備在使用過程中能夠順利的運行，而且運行系統(tǒng)非常穩(wěn)定，有著極好的負(fù)壓分離效果。如表1 所示，是設(shè)備投入運行中的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的對比分析，能夠發(fā)現(xiàn)蒸餾塔底部的溫度、頂部的溫度和壓力等都非常的穩(wěn)定，規(guī)整填料的分離效果非常明顯，輕重組分在分離過程中也相對均勻，整體運行所受到的阻力都比較低，而且質(zhì)熱交換效果特別明顯，這樣TDI 精制系統(tǒng)的純度也就隨之有效提高，為系統(tǒng)的穩(wěn)定提供了保證，也實現(xiàn)了經(jīng)濟效益的最大化[6]。

表1 設(shè)備運行數(shù)據(jù)

6 結(jié)語

在TDI 精餾塔中應(yīng)用規(guī)整填充材料，需要根據(jù)具體的情況選擇出合適的填料，蘇爾壽的金屬波紋規(guī)整填料在應(yīng)用過程中具備良好的企業(yè)分離能力，而且使用使命相對較長，能夠更好地進行負(fù)壓分離，而氣液輕重組分在分離過程中也相對均勻，能夠促進質(zhì)熱進行充分的交換，將精餾塔設(shè)備的高度以及直徑極大的降低，降壓非常低，而設(shè)備的投資也就隨之不斷的減少，在維修過程中也能夠減少甚至是防止安全隱患的產(chǎn)生或者存留。這樣TDI 精餾塔設(shè)備能夠正常的運行，在連續(xù)運轉(zhuǎn)中也不容易出現(xiàn)故障問題，從而在一定程度上為工藝系統(tǒng)安全、可靠、平穩(wěn)的運行提供相應(yīng)的保障，而相關(guān)的企業(yè)也能夠有效的節(jié)省大量資金，獲得最大化的經(jīng)濟效益。