精馏设备安全技术标准范本

方案示范文本解决方案编号：QC/RE-KA3900编号：QC/RE-KA3900Makeacomprehensive,specificandcleararrangementforacertainitemfromthetargetrequirements,workcontent,methodsandworksteps,soastocompletetheactivityofacertainitem.（标准方案示范文本）编订：________________________审批：________________________工作单位：________________________精馏设备安全技术标准范本使用指南：本解决方案文件适合在对工作想法的进一步提升，对工作的正常进行起指导性作用，产生流程包括确定问题对象和影响范围，分析问题提出解决问题的和建议，成本规划和可行性分析，执行，后期跟进和交互修正，总结等。文件可用word任意修改，可根据自己的情况编辑。　　精馏装置包括精馏塔、再沸器和冷凝器等设备。主要设备是精馏塔，其基本功能是为气液相提供充分接触的机会，使传热和传质过程迅速而有效地进行；并且使接触后的气、液两相及时分开，互不夹带。根据塔内气、液接触部件的结构形式，精馏塔可分为板式塔和填料塔两大类型。　　一、 板式塔　　(一)板式塔的结构　　板式塔通常是由一个呈圆柱形壳体及沿塔高按一定的间距水平设置的若干层塔板所组成，如图10—17所示。在操作时，液体靠重力作用由顶部逐板向塔底排出，并在各层塔板的板面上形成流动的液层；气体则在压力差的推动下，由塔底向上经过均布在塔板上的开孔依次穿过各层塔板由塔顶排出。塔内以塔板作为气液两相接触传质的基本构件。　　 　　工业生产中的板式塔，常根据塔板间有无降液管沟通而分为有降液管及无降液管两大类，用得最多的是有降液管式的板式塔(如图10—17所示)，它主要由塔体、溢流装置和塔板构件等组成。　　(1)塔体 通常为圆柱形，常用钢板焊接而成，有时也将其分成若干塔节，塔节间用法兰联接。　　(2)溢流装置 包括出口堰、降液管、进口堰、受液盘等部件。　　1)出口堰 为保证气液两相在塔板上有充分接触时间，塔板上必须贮有一定量的液体。为此，在塔板的出口端设有溢流堰，称出口堰。塔板上的液层厚度或持液量很大程度上由堰高决定。生产中最常用的是弓形堰，小塔中也有用圆形降液管升出板面一定高度作为出口堰的。　　2)降液管 降液管是塔板之间液流通道。也是溢流液中所夹带气体分离的场所。正常工作时，液体从上层塔板的降液管流出，横向流过塔板，翻越溢流堰，进入该层塔板的降液管，流向下层板。降液管有圆形和弓形两种，弓形降液管具有较大的降液面积，气液分离效果好，降液能力大，因此生产上广泛采用。　　为了保证液流能顺畅的流人下层塔板，并防止沉淀物堆积和堵塞液流通道，降液管与下层塔板间应有一定的间距。为了保持降液管的液封，防止气体由下层塔进入降液管，此间距应小于出口堰高度。　　3)受液盘 降液管下方部分的塔板通常又称为常驻液盘。有凹型及平型两种，一般较大的塔采用凹型受液盘，平型则就是塔板面本身。　　4)进口堰 在塔径较大的塔中，为了减少液体自降液管下方流出的水平冲击，常设置进口堰。可用扁钢或Ф8～10mm的圆钢直接点焊在降液管附近的塔板上而成。为保证液流畅通，进口堰与降液管间的水平距离不应小于降液管与塔板之间距。　　(3)塔板及其构件 塔板是板式塔内气、液接触的场所，操作时气、液在塔板上接触的好坏，对传热、传质效率影响很大。在长期的生产实践中，人们不断地研究和开发出新型塔板，以改善塔板上的气、液接触状况，提高板式塔的效率。目前工业生产中使用较为广泛的塔板类型有泡罩塔板、筛孔塔板、浮阀塔板等几种，但泡罩塔已越来越少。　　(二)板式塔的类型　　(1)泡罩塔 泡罩塔是随工业蒸馏的建立而发展起来的，是应用最早的塔型，其结构如图10—18所示。塔板上的主要元件为泡罩，泡罩尺寸一般为80、100、150三种，可根据塔径的大小来选择，泡罩的底部开有齿缝，泡罩安装在升气管上，从下一块塔板上升的气体经升气管从齿缝中吹出，升气管的顶部应高于泡罩齿缝的上沿，以防止液体从中漏下，由于有了升气管，泡罩塔即使在很低的气速下操作，也不致于产生严重的漏液现象。因此，该种塔运作很稳定并有完整的设计资料和部分标准。不足是结构复杂、压降大、造价高，已逐渐被其他的塔型取代，新建塔很少再用此种塔板。　　(2)筛板塔 筛板塔出现略迟于泡罩塔，与泡罩塔的差别在于取消了泡罩与升气管，直接在板上开很多的小直径的筛孔。操作时，气体高速通过小孔上升，板上的液体不能从小孔中落下，只能通过降液管流到下层板，上升蒸汽或泡点的条件使板上液层成为强烈搅动的泡沫层。筛板用不锈钢板制成，孔的直径约为Ф8mm。筛板塔结构简单、造价低、生产能力大、板效率高、压降低，随着对其性质的深入研究，已成为应用最广泛的一种。　　(3)浮阀塔 浮阀塔是在第二次世界大战后开始研究。自20世纪50年代起使用的一种新型塔板。其特点是在筛板上每个筛孔处安装一个可以上下浮动的阀体，当筛孔气速高时，阀片被顶起而上升，气速低时，阀片因自重而下降。阀体可随上升气量的变化而自动调节开度，这样可使塔板上进入液层的气速不至于随气体负荷的变化而大幅度变化，同时气体从阀体下水平吹出加强了气液接触。浮阀的形式很多。其中F—1型研究和推广较早，如图10—19所示。分轻阀和重阀两种，轻阀重25g，由1.5mm薄板冲压而成；重阀重33g，由2mm薄板冲压而成。阀孔直径39mm，阀片有三条带钩的腿，插入阀孔后将其腿上的钩扳转90°，可防止被气体吹走；此外，浮阀边沿冲压出三块向下微弯的“脚”。当气速低浮阀降至塔板时，靠这三只“脚”使阀片与塔板间保持2．5mm左右的间隙。　　 　　二、 危险分析及安全运行　　(1)危险状态分析　　1)鼓泡接触状态 当上升蒸汽流量较低时，气体在液层中吹鼓泡的形式是自由浮升，塔板上存在大量的返混液，气液比较小，气液相接触面积不大。　　2)蜂窝状接触状况 气速增加，气泡的形成速度大于气泡浮升速度，上升的气泡在液层中积累，气泡之间接触，形成气泡泡沫混合物。因气速不大，气泡的动能还不足使气泡面破裂，因此，是一种类似蜂窝状泡结构。因气泡直径较大，很少搅动，在这种接触状态下，板上清液会基本消失，从而形成以气体为主的气液混合物，又由于气泡不易破裂，表面得不到更新，所以这种状态对于传质、传热不利。　　3)泡沫状接触状态 气速连续增加，气泡数量急剧增加，气泡不断发生碰撞和破裂，此时，板上液体大部分均以膜的形式存在于气泡之间，形成一些直径较小、搅动十分激烈的动态泡沫，是一种较好的塔板工作状态。　　4)喷射接触的状态 当气速连续增加时，由于气体动能很大，把板上的液体向上喷成大小不等的液滴，直径较大的液滴受重力作用落回到塔板上，直径较小的液滴，被气体带走形成液沫夹带，也是一种较好的工作状态。　　泡沫接触状态与喷射状态均为优良的工作状态，但喷射状态是塔板操作的极限，液沫夹带较多，所以多数塔操作均控制在泡沫接触状态。　　(2)安全运行控制　　1)漏液 当气速较低时，液体从塔板上的开孔处下落，这种现象称为漏液。严重漏液会使塔板上建立不起液层，会导致分离效率的严重下降。　　2)液沫夹带和气泡夹带 当气速增大时，某些液滴被带到上一层塔板的现象称为液沫夹带。产生液沫夹带有两种情况：一种是上升的气流将较小的液滴带走；另一种是由于气体通过开孔上的速度较大。前者与空塔气速有关，后者主要与板间距和板开孔上方的孑L速有关。气泡夹带则是指在一定结构的塔板上，因液体流量过大使溢流管内的液体的流量过快，导致溢流管中液体所夹带的气泡来不及从管中脱出而被夹带到下一层塔板的现象。　　3)液泛现象 当塔板上液体流量很大，上升气体的速度很高时，液体被气体夹带到上一层塔板上的流量猛增，使塔板间充满气液混合物，最终使整个塔内都充满液体，这种现象称为夹带液泛。还有一种是因降液管通道太小，流动阻力大，或因其他原因使降液管局部地区堵塞而变窄，液体不能顺利的通过降液管下流，使液体在塔板上积累而充满整个板间，这种液泛称为溢流液泛。液泛使整个塔内的液体不能正常下流，物料大量返混，严重影响塔的操作，在操作中需要特别注意和防止。　　精馏装置的辅助设备主要是各种形式的换热器，包括塔底溶液再沸器、塔顶蒸汽冷凝器、料液预热器、产品冷却器等，另外还需管线以及流体输送设备等。其中再沸器和冷凝器是保证精馏过程能连续进行稳定操作所必不可少的两个换热设备。　　再沸器的作用是将塔内最下面的一块塔板流下的液体进行加热，使其中一部分液体发生汽化变成蒸汽而重新回流人塔，以提供塔内上升的气流，从而保证塔板上气、液两相的稳定传质。　　冷凝器的作用是将塔顶上升的蒸汽进行冷凝，使其成为液体，之后将一部分冷凝液从塔顶回流入塔，以提供塔内下降的液流，使其与上升气流进行逆流传质接触。　　再沸器和冷凝器在安装时应根据塔的大小及操作是否方便而确定其安装位置。对于小塔，冷凝器一般安装在塔顶，这样冷凝液可以利用位差而回流入塔；再沸器则可安装在塔底。对于大塔(处理量大或塔板数较多时)，冷凝器若安装在塔顶部则不便于安装、检修和清理，此时可将冷凝器安装在较低的位置，回流液则用泵输送人塔；再沸器一般安装在塔底外部。　　安装于塔顶或塔底的冷凝器、再沸器均可用夹套式或内装蛇管、列管的间壁式换热器，而安装在塔外的再沸器、冷凝器则多为卧式列管换热器。　　在化工生产中，精馏塔操作，由于生产不同产品的生产任务不同，操作条件多样，塔型也不一样，因此，精馏过程的操作控制也是各不相同的。　　①准备工作 检查仪器、仪表、阀门等是否齐全、正确、灵活，做好启动前的准备。　　②预进料 先打开放空阀，充氮置换系统中的空气，以防在进料时出现事故，当压力达到规定的指标后停止，再打开进料阀，打人指定液位高度的料液后停止。　　③再沸器投入使用 打开塔顶冷凝器的冷却水(或其他介质)，再沸器通蒸汽加热。　　④建立回流 在全回流情况下继续加热，直到塔温、塔压均达到规定指标，产品质量符合要求。　　⑤进料与出产品 打开进料阀进料，同时从塔顶和塔釜采出产品，调节到指定的回流比。　　⑥控制调节 精馏塔控制与调节的实质是控制塔内气、液相负荷大小，以保持塔设备良好的质热传递，获得合格的产品。但气、液相负荷是无法直接控制的，生产中主要通过控制温度、压力、进料量和回流比来实现。运行中，要注意各参数的变化，及时调整。　　⑦停车 先进料，再停再沸器，停产品采出(如果对产品要求高也可先停)，降温降压后再停冷却水。此处可填写公司名称/地址/位置Companyname/address/locationcanbefilledinthislocation