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BVT浮阀塔板
2004年12期 发行日期:2005-09-05
作者:梁治国 亓荣彬
BVT浮阀塔板
    在石油炼制与化工工业中,塔器占有重要的地位,对产品产量、
质量都有着关键的影响,约占工艺设备总投资的20%~25%、钢材消
耗量的20%~30%。由于塔板具有良好的抗堵性、耐腐蚀性以及在高
压下尚能维持较高分离效率等优点,至今仍不失为1种应用广泛的传
质和分离设备。石油大学继开发研制HTV船型浮阀塔板并得到较好工
业应用之后,又推出1种新型BVT浮阀塔板,并得到初步工业应用,
取得了较好的经济和社会效益。
优化结构提高效率
石油大学在1985年开发出HTV船型浮阀塔板,其压降与F1型浮阀塔
板相当,气速高时小于F1型,泄漏和雾沫夹带均小于F1型,扩大了
塔板的操作弹性;而且HTV浮阀采用类似“船”体结构,纵向返混大
大减小,冷模效率高于F1型。HTV船型浮阀塔板自开发以来已先后
在大、中、小型50余座原油常压塔及催化分馏塔、汽油稳定塔中得
到应用。结果表明,该型塔板处理能力比F1型提高30%左右,操作
弹性大,调节灵活,适应性强,而且产品分割效果好,不卡阀,不脱
落。但10多年工业应用也发现了HTV塔板存在的不足,主要是液面
梯度较大、塔板上存在一定程度的返混、塔板两侧弓型区域还存在液
体滞流区、单板压降需进一步降低等。
为此,石油大学研究人员开发BVT浮阀塔板,它既保留了HTV塔板高
效、弹性大的优点,又吸收了其他平板式浮阀液体导向作用的优点。
在结构上,BVT浮阀与HTV浮阀有所不同。首先,BVT浮阀采用前端
小、后端大的半锥结构,阀边与塔板液流方向形成1个夹角。阀面后
端冲压出1~2个方向朝前的舌孔,舌孔的舌片与塔板平面成一定角
度,使舌孔和阀孔中吹出的气体对液体产生双重推动力,相当程度上
减小了液面梯度,并使板面积液减少、气体分布均匀、液体返混减少,
提高了传质效率,塔板压降也相应减小。其次,BVT浮阀由于呈半园
锥型结构,重心偏后,在操作中BVT浮阀前端先开启,半启状态类似
于浮舌开启,全启状态又类似于HTV浮阀,开启更加灵活。一般鼓泡
型塔板两侧弓型区域存在液体滞流,阻碍传质,导致塔板效率降低。
可在结构上调整BVT浮阀侧边夹角,通过不同夹角浮阀的适当排布,
尽量消除液体滞流区。
由于浮阀单体尺寸过大,不利于大开孔率塔板上浮阀的布置。在保持
其基本形式的基础上,将浮阀单体的长度缩小,塔板上的阀孔由矩形
变为梯形。浮阀单体上舌孔的设置明显强化了鼓泡面积上的操作,扩
大了操作弹性,提高了塔板效率。
对比试验结果
在冷模实验装置上,在堰高Hw=50mm、开孔率为11.4%条件下,BVT
塔板与F1型塔板及HTV塔板进行了对比试验。结果显示,由于BVT
塔板独特的结构特点,降低了塔板上的液面梯度,使板面上的气液分
布更加均匀,从而降低了塔板压降,减少了塔板的泄漏与雾沫夹带。
浮阀单体上舌孔的设置明显强化了鼓泡面积上的操作,扩大了操作弹
性,提高了塔板效率。
技术经济评价
某公司原油常压塔直径为2m。该塔共50层塔板,提馏段4层,均采
用HTV浮阀塔板。应用BVT塔板对该塔进行了改造,将原5#~26#(由
下往上数)塔板更换为BVT塔板,并对部分塔板进行堵孔处理。改造
前后对该塔进行标定,并作出技术与经济评价如下:
    ①轻质油收率明显提高。改造前常压塔的汽油收率、轻柴油
收率、重柴油收率及常压塔的总拔出率分别为3.4%、17.6%、4.7%、
25.7%,改造后采用BVT浮阀塔板时,常压塔汽油收率、轻柴油收率、
重柴油收率分别为3.49%、19.93%、4.99%,比改造前分别提高了
0.09%、2.33%、0.29%,常压塔总拔出率为28.41%,比改造前提高
2.71%。
    ②处理量增加。改造前后处理量由原来的1011.3t/d增加至
1372.5t/d,提高了35.7%。
    ③操作弹性增大。BVT浮阀塔板在该常压塔应用中,整个常
减压装置的处理量变化较大,高时可达60万t/a,低时可降至20多
万t/a。由于塔的操作弹性增大,工厂可以根据不同的季节和不同的
市场形势在较大范围内调整生产。
    ④经济效益显著。根据工业应用结果作初步的经济效益分
析,每年按50万t处理量计算,2001年油品价格为:190#油平均价
为2300元/t,柴油平均价为2640元/t,蜡油平均价为1700元/t,
汽柴油与蜡油价格差平均在700元/t以上。每年仅增加汽柴油收率
得到的经济效益为1122.1万元(没考虑常压塔处理量增加及重柴油收
率提高带来的效益)。
结论
①流体力学试验结果表明, BVT塔板的流体力学性能优于F1型塔板
及HTV塔板。
②在相同条件下,BVT塔板的Murphree板效率高于F1型塔板及HTV
塔板,在气速较低时更加明显。
③应用BVT塔板可提高轻油收率,增大操作弹性。在旧塔改造与新塔
设计中应用该塔板可带来显著的经济效益和社会效益。(梁治国 亓荣
彬 段道顺)
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