一、原始开车 1．开车前的准备 开车前应对照图纸，检查和验收系统内所有设备、管道、阀门、分析取样点及电器、仪表等，确保正常完好。 2．单体试车 ○1合成塔内件空气气密试验 内件的中心管用特制的闷头螺帽（内衬橡皮）将其盲死，气体进口处用专用工具将其密封。在冷付线上接上送气管，并装上放空管阀门及压力表。启动空压机从冷付线管送空气，使内件逐渐升压，当压力表升至0.8mpa时，停止送空气，保压两小时，压力不降为合格。 ○2冷交换器内件空气气密试验 参照合成塔内件空气气密试验，直至合格。 ○3循环机单体试车合格 ○4电加热器塔外通电试验合格。（由电工进行） 3．系统吹净 ○1吹净前的准备 a. 按流程依次拆开各设备和主要阀门的进口法兰，并插入挡板。 b. 开启各设备的放空阀、排污阀及导淋阀，拆除分析取样阀、压力表及液位计的气液相阀。 c. 人工清理合成塔外筒内壁，进出口处和冷付线装上盲板。 ○2吹净操作 高压系统吹净： 与压缩工序联系送入空气（系统压力不大于2mpa,冷交换器管内外压差不大于0.8mpa）,按气体流程逐台设备、逐段管线吹净，放空、排污、分析取样及仪表管线同时进行吹净。吹净时用木锤轻击外壁，调节流量时大时小、反复多次，直至吹出气体清净为合格。吹净过程中，每吹完一部分后，随即抽掉有关档板，并装好有关阀门及法兰。严禁用手在法兰拆开处档试吹出污物。吹净时应按顺流程和逆流程各进行一次。 低压系统吹净： a. 液氨设备及管线吹净。高压系统吹净后，由放氨阀导入空气吹净放氨管线与液氨贮槽及其管线。液氨贮槽吹净前须先用清水进行清洗。 b. 氨冷器及气氨管线吹净。通过液氨贮槽放氨管导气（也可由冰机打空气），从氨冷器加氨管加入空气（0.2-0.3mpa）逐台设备，逐段管线进行吹净，直到合格。 4．系统空气气密试验 ○1高压系统空气气密试验： a. 关闭各放空阀、放氨阀、排污阀、取样阀，开启循环机进出口阀，压力表阀。 b. 与压缩机工序取系送空气，开启补气阀和和系统近路阀，分别以5、10、15mpa三次升压。 c. 对设备、管道、阀门、法兰、分析取样点和仪表等接口处及所有焊缝涂肥皂水进行查漏。发现泄漏，做好标记，卸压处理。直至无泄漏，保压三十分钟压力不降为合格。 ○2低压系统空气气密试验： a. 液氨系统及管线空气气密试验。由放氨阀导入空气，控制压力1.6mpa。用上述方法进行气密试验，直至合格。同时检查、调整安全阀。 b. 氨冷器及气氨管线空气气密试验。通过液氨贮槽导入空气入氨冷器，升到0.35mpa。用上述方法进行气密试验，直至合格。 高、低压系统气密试验合格后，全系统卸压拆除合成塔进、出口及冷付线处盲板。 5．装填催化剂（应事先制定装填方案） 合成塔装催化剂是一项重要细致的工作，催化剂装填的好坏，直接影响生产时催化剂层的阻力、温度和活性，必须十分重视。 ○1装填前要对催化剂型号、粒度是否与装填方案相符及运输过程是否受潮等情况进行检查。 ○2装填前应将催化剂过筛、除去粉末。过筛现场要干燥清洁，严防水、油、杂物等混入催化剂中。 ○3要尽量避免在阴雨天气进行装填工作。 ○4催化剂装填前要对合成塔内筒进行认真地检查和清理，确保内筒清洁完好。 ○5装填时在塔底部和最上部必须铺一层大颗粒的催化剂垫底和压面。底部装填大颗粒的催化剂以防止催化剂穿过钢丝网掉入换热器。顶部装填大颗粒催化剂以均匀气体分布和防止细催化剂倒入中心管。粒度最小的装中上层，其余部位装中等粒度的催化剂。（一般来说同一种催化剂其颗粒粒度越大，活性越低，还原时开始出水温度及出水主期温度越高，但压力降越小。粒度小的反之。所以催化剂的装填要依据还原过程床层高温持续时间对还原影响而定。） ○6催化剂装填前，要封好中心管和测温套管，并将触媒筐四周用白布塞紧，严防催化剂及异物掉入中心管、测温导管及外筒与内筒之间的环隙。 ○7催化剂在装填时要注意松紧一致，力求均匀以防引起气体偏流。在装填时应均匀倒入，同时用细竹竿轻轻捣实。各处按同样速度升高，催化剂表面要接近平面。 ○8当催化剂装到距中心管管口50mm左右时停止装填，将撒在塔顶及白布上的催化剂清理掉，取下中心管、测温套管及环隙的白布，盖上钢丝网，拧紧压网螺母，上好触媒筐盖，并将电炉丝孔用白布塞死。然后安装合成塔大、小盖及测温热电偶。 ○9填装完毕要用空气或惰性气体吹扫，以除去装填过程中产生的催化剂细粉和灰尘，若不立即投入升温还原，必须使合成塔处于封闭状态。 6．系统置换 在催化剂升温还原必须用精炼气置换全系统。 由压缩机送精炼气体由补充气阀进合成系统置换。先置换塔前，由塔前放空阀放空。10分钟左右关塔前放空阀，置换塔后，由塔后放空阀放空。置换过程中，先充压1—2mpa再卸压排气，反复进行。直到系统氧含量≤0.2%为合格。分析取样管压力表管应同时置换。 7．精炼气（或惰性气）气密试验 用空气气密试验只能试到15mpa左右。故必须在系统置换结束后，用惰性气或精炼气试至32mpa工作压力。试验方法及检查要求与第一次相同（合成塔小盖要用变压器油查漏）。试验过程中及试验合格后排气只能从塔后放空，严禁塔前放空，以免触媒灰或小颗粒触媒倒入中心管。 以上工作完成后方可转入催化剂的升温还原。

精馏塔是进行精馏的一种塔式汽液接触装置。作为精馏过程的主要设备，有板式塔与填料塔两种主要类型。根据操作方式又可分为连续精馏塔与间歇精馏塔。

小七之前已经为大家详细介绍过填料塔和各类填料。今天就开始带大家了解板式塔的结构和原理。

板式塔

板式塔通常是由一个圆柱型的壳体及沿塔高按一 定的间距水平设置的若干层塔板（或塔盘）所组成。

板式塔实物图

板式塔塔板

板式塔的塔板可分为有降液管及无降液管两大类。有降液管的一般液体呈错流式，无降液管的液体呈逆流式。

板式塔由塔板不同可以分为泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、舌型板和斜孔板等等。其中以泡罩塔，浮阀塔和筛板塔在工业生产中使用最为广泛。

1泡罩塔

泡罩塔板是工业上应用最早的塔板，它由升气管及泡罩构成。泡罩安装在升气管的顶部，分圆形和条形两种，以前者使用较广。泡罩有f80、f100和f150mm三种尺寸，可根据塔径大小选择。泡罩下部周边开有很多齿缝，齿缝一般为三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上为正三角形排列。

泡罩边缘开有纵向齿缝，中心装升气管。升气管直接与塔板连接固定。塔板下方的气相进入升管，然后从齿缝吹出与塔板上液相接触进行传质。由于升气管作用，避免了低气速下的漏液现象。

优点：该塔板操作弹性，塔效率也比较高，运用较为广泛。

缺点：是结构复杂，塔压降低，生产强度低，造价高。

2筛板塔

筛孔塔板简称筛板，其结构特点是在塔板上开有许多均匀小孔，孔径一般为3～8mm。筛孔在塔板上为正三角形排列。塔板上设置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液层。

筛板塔的优点是结构简单、造价低，生产能力大，板上液面落差小，气体压降低，同时塔板效率较高。

缺点是操作弹性小，筛孔易堵塞，不宜处理易结焦、黏度大的物料。

3浮阀塔

浮阀是20世纪二战后开始研究，50年代开始启用的一种新型塔板，后来又逐渐出现各种型式的浮阀。

其型式有圆形、方形、条形及伞形等。较多使用圆形浮阀，而圆形浮阀又分为多种型式。

其特点是浮阀取消了泡罩塔的泡罩与升气管，改在塔上开孔，阀片上装有限位的三条腿。但是操作时阀片易脱落或卡死。

浮阀可随气速的变化上、下自由浮动，提高了塔板的操作弹性、降低塔板的压降，同时具有较高塔板效率，在生产中得到广泛的应用。

横向比较

板式塔溢流装置

板式塔的溢流装置是指溢流堰（出口堰）和降液管。

板式塔内部原理

液体靠重力作用由顶部逐板流向塔底排出，并在各层塔板的板面上形成流动的液层；气体则在压力差推动下，由塔底向上经过均布在塔板上的开孔依次传播各层塔板由塔顶排出。

塔板上气液两相的接触状态是决定板上两相流流体力学及传质和传热规律的重要因素。当液体流量一定时，随着气速的增加，可以出现一下几种接触状态：

1鼓泡接触状态

气速较低时，气体以鼓泡形式通过液层。由于气泡的数量不多，形成的气液混合物基本上以液体为主，气液两相接触的表面积不大，传质效率很低。

2蜂窝状接触状态

随着气速增加，气泡数量不断增加。当气泡形成速度大于气泡浮升速度时气泡在液层中累积。气泡间相互碰撞，形成各种多面体的大气泡。由于气泡不易破裂，表面得不到更新，所以此种状态不利于传热和传质。

3泡沫接触状态

当气速继续增加，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以液膜的形式存在于气泡之间，形成一些直径较小，扰动十分剧烈动态泡沫，由于泡沫接触状态表面积大，并不断更新，是一种较好的接触状态。

4喷射接触状态

当气速继续增加，把板上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。液滴回到塔板上又被分散，这种液滴反复形成和聚集，使传质面积增加，表面不断更新，是一种较好的接触状态。

工业生产中一般希望呈现泡沫态和喷射态两种状态。

因喷射接触状态的气速高于泡沫接触状态，故喷射接触状态有较大的生产能力，但喷射状态液沫夹带较多，若控制不好，会破坏传质过程，所以多数塔均控制在泡沫接触状态下工作。

化工生产过程中，是如何对塔设备进行定义的？

答：化工生产过程中可提供气（或汽）液或液液两相之间进行直接接触机会，达到相际传质及传热目的，又能使接触之后的两相及时分开，互不夹带的设备称之为塔。塔设备是化工、炼油生产中最重要的设备之一。日常见的、可在塔设备中完成单元操作的有精馏、吸收，解吸和翠取等。因此，塔设备又分为精馏塔，吸收塔、解吸塔和萃取塔等。

2塔类设备是如何分类的？

答：（1）按塔的内部构件结构形式。可将塔设备分为两大类：板式塔和填料塔。

（2）按化工操作单元的特性（功能），可将塔设备分为：精馏塔、吸收塔、解吸塔、反应塔（合成塔）、萃取塔、再生塔、干燥塔。

（3）按操作压力可将塔设备分为：加压塔、常压塔和减压塔。

（4）按形成相际接触界面的方式，町将塔设备分为：具有固定相界面的塔和流动相界面的塔。

3从填料塔的结构上看，填料塔主要由哪几部分组成？

答：由塔体、喷淋装置、填料、裙座、填料支撑装置、液体分布器、气体进出管口、液体进出管口以及人孔，接管等附件组成。离开填料层的气体可能夹带少量雾状液滴，因此，有时需要在塔顶安装除沫器。

4填料塔的内部结构与作用原理如何？

答：填料塔的塔体一般为一圆形简体，筒内分层装有一定高度的填料。液体从塔顶部进入塔体。通过分布器均匀喷洒于塔截面的填料上。在填料层内，液体沿填料表面呈膜状流下。各层填料之间设有液体再分布器，将液体重新均匀分布于塔截面上的填料层，再进入下层填料。气体从塔底部进入，通过填料缝隙中自由空间，从塔上部排出。气体与液体在填料表面达到充分的接触。

5筛板塔的结构有什么特点？

答：筛板塔是性能良好、结构简单的一种塔设备。筛板水洗塔是典型的筛板塔，与填料塔不同，筛板塔内装的不是填料，而是每隔一定距离安装一块钻有小孔的塔板。塔板上有一定高度的液层，气体以较高的流速从筛板由下而通过筛板上的小孔以气泡形式鼓出，从而在筛板上形成气液的泡沫使两相充分接触，进行传质，液体经溢流堰、降液管流至下一层塔板。两相的组分浓度沿塔高呈阶梯式变化。操作时气体以高速通过小孔上升，液体则通过降液管流到下一层板。分散成泡的气体使板上液层成为强烈的泡沫层。在正常操作范围内，通过筛孔上升的气流，应能阻止液体经筛孔向下泄漏。筛板一般用不锈钢板制成，使用碳钢的比较少见。

6筛板与泡罩板的区别是什么？

答：泡罩的直径通常为80～150mm（随塔径的增大而增大），在板上按正三角形排列，中心距为罩直径的1.25～1.5倍。

筛孔在塔板上作正三角形排列，其直径一般是3～8mm，常见的4～5mm，对于处理悬浮颗粒与脏污的介质，一般采用大筛孔，筛板孔径一般在10mm以上。孔心距与孔径之比常在2.5～4.0范围内。塔板上设置溢流堰，以使板上维持一定深度的液层，筛板的厚度约为孔径的0.4～0.8倍。

筛板与泡罩板的差别在于取消了泡罩与升气管，而直接在板上开很多排列规则的小直径的圆孔，也就是筛孔。

筛板塔的结构简单，造价低，它的生产能力比泡罩塔高10%～15%，板效率也约高出10% ～15%，而每层塔板压力降则低约30%。但操作范围比泡罩塔窄，操作弹性仅为2～3，且小孔筛板容易堵塞。

7筛板水洗塔有什么特点？

答：筛板水洗塔生产能力大、不易堵塞、操作适应性大、阻力降稳定、检修周期长而且检修便利。筛板水洗塔一般都是经过若干年使用后才进行大修。主要是更换被腐蚀的塔板。一般上面几层筛板由于水的剧烈冲蚀较易损坏，中下部筛板腐蚀更换的周期更长。

8常见的板式塔主要类型有哪几种？

答：板式塔类型的小同，在于其中的塔板结构不同，常见的主要类型有：泡罩塔、筛板塔、浮阀塔、舌片塔、穿流筛板塔与穿流栅板塔。

9板式塔的主要部件有哪些？

答：板式塔的主要部件包括：塔体、塔体支座、除沫器、接管、人孔、手孔和视镜，以及塔内附件。

10塔设备中的除沫器有什么作用？

答：除沫器用于捕集夹在气流中的液滴。使用高效除沫器，对于回收昂贵的物料、提高分离效率、改善塔设备的操作状况，以及减少环境污染等都是非常必要的。

11、泡罩塔的作用原理是什么？

12、为什么要在泡罩塔的塔盘上开设泪孔？

13、泡罩塔有什么优缺点？

14、浮阀塔的作用原理是什么？

15、浮阀塔的结构特点导致其有什么缺点？

16、浮阀塔的优点有哪几方面？

17、同泡罩塔和筛板相比，浮阀塔的造价如何？

18、塔设备应该达到何种要求，才能满足石油炼化工业生产的需要？

19、什么叫塔设备的空速？

20、什么叫塔设备的液泛？

本文由 盖德化工论坛 转载自互联网 **车间事故分析报告 事故名称 净化岗位氢气循环压缩机一段夹套冻裂 分析人 时间 **.1.11 事 故 经 过 由于系统停车时间较长，，在巡检时发现c1001一段进口夹套有裂纹，随后通知保全工进行处理，在处理过程中循环水不通畅，发现夹套内有大量的冰块，分析原因是由于天气寒冷，循环水冻堵涨坏汽缸夹套。 原因 分析 1主观上操作工在停车后巡检质量差，岗位防冻工作没有彻底执行好。 2由于系统停车后循环水压力较低，管道回水较细不畅，也是造成冻裂的一个原因 防范措施 或 处理方案 1．加强操作工的巡检质量，提高防冻意识 2．在循环水回水加排放点，保证回水畅通。 **车间事故分析报告 事故名称 系统温度升高 分析人 时间 **.02.26 事 故 经 过 2005年2月26日，夜班发现贫甲醇温度有所上升，贫甲醇温度由原来的-61℃升至-58℃，系统其它温度也有明显上升，工况只能勉强维持生产，初步分析为氨冷器有可能泄漏，经检测发现，氨冷器中醇含量最高达13%，氨冷器进行氨置换，同时发现氨冷冻一进压力滤网前后压差较大，氨冷器蒸发压力过高，经初步处理，工况有所恢复。 原因 分析 1． 氨中含甲醇影响氨的蒸发，氨的蒸发温度升高，氨冷器换热效果变差； 2． 氨冷冻机一进过滤器堵，造成氨的蒸发压力上升，蒸发温度上升。氨冷器换热效果变差。 防范措施 或 处理方案 1． 对氨冷冻一进过滤器前压力加强巡检； 2． 加大氨中醇的分析检测，并做好记录，发现温度升高及时处理； 3． 待系统停车，清理氨冷机一进滤网。 **车间事故分析报告 事故名称 净化岗位硫化氢去老厂吹风气锅炉管线带醇 分析人 时间 **.1.11 事 故 经 过 3月16日7：25v1005液位突然上涨，t1004塔顶温度升至 103℃，t1004、 t1005系统出现紊乱，通过联系，得知吹风气锅炉进口管排出甲醇。 由于v1006罐，v1005罐液位已满，造成t1004压力升高，从而导致塔顶、塔底温度升高，t1004、t1005系统出现紊乱。 原因 分析 1． v1006罐液位失灵，现场v1006罐已满，中控液位仍处于较低位置，未达到中控液位设定值，出口阀fv1044全关,致使甲醇通过v1006罐气相管线进入v1005罐，造成v1005罐液位瞬时升高，甲醇带入吹气锅炉； 防范措施 或 处理方案 1.打开lv1048降低v1005液位，开lv1044旁路及v1006底部导淋尽快降低v1006液位； 2.在pv1036b阀后加一分离器，分离出气体中的甲醇； 3.问题发生后，要求岗位安排专人对系统中的薄弱环节、出现过的问题、易引发事故的点，进行专人看管。中控和现场随时校对液位，对于事故举一反三，组织岗位人员进行学习讨论。

一. 总控岗位 1、操作中注意控制一段循环压力调节阀的动作，防止猛开猛关，调节阀要长时间处在关闭状态。在 原始开车时易保持微小开度，以避免可燃爆炸气体在惰洗器及氨冷器内积聚。 2、一吸塔液位过高时，应缓慢向碳铵液槽排放，不准排放过猛，严防碳铵液槽爆炸或变形。 3、各设备的排放管线应保持畅通。 4、在开车前检查各处安全阀下截止阀是否打开。 5、在引蒸汽时，系统设备管道应先进行预热和排尽积水，以免发生水击而损坏设备。 6、在引冷却水时，先打开对空放空阀和对地排放阀，进水时可放出系统中空气，以免发生水击。 7、在引氨时，设备和管路中的积水一定要排尽。 8、用仪表空气向系统充气充压时，仪表空气压力一定要始终大于系统压力，防止系统气流倒入仪表空气管路中，因系统有氨水，立刻会造成调节控制系统的腐蚀，水会堵塞调节系统的空气通路。仪表空气与系统接口处一定要有防漏出的措施和防止可能误操作发生的危害。 9、注意控制氨冷凝器温度及惰洗器出口气体组成和液相温度，及时调整氨冷凝器及惰洗器冷却水量，使尾气组成不落在爆炸范围以内，并控制防腐空气用量。 10、注意检查静电接地装置是否完好，如有损坏应及时检修。 11、尾气系统各密封点不准有泄漏现象，如有泄漏应立即消除。 12、注意检查避雷系统设施是否完好，每年检查一次。 13、尾吸塔放空管不易直接放空，应接入排气总管，与蒸汽喷射器排放蒸汽混合后放空，以防雷雨时尾吸塔放空管着火，一旦着火或回火时引起系统爆炸。 二. 蒸发岗位 1、严格执行本岗位的工艺指标，防止结晶堵塞，若发生堵塞或造粒中断应及时处理，在处理过程中，要防止蒸汽和尿液烫伤。 2、必须保持熔融泵循坏副线畅通，以及泵入口管下排放阀畅通，在处理紧急（主要是防系统结晶堵塞）故障时，必须在此两处能倒出物料或排出系统物料。 3、停车时上塔尿液倒入尿液槽，然后再用蒸汽置换干净，绝对禁止不倒料直接用蒸汽置换，造成尿液粘塔或粘料盆。 4、运行中经常注意喷头运转情况，根据负荷量变化适当调整转速。 5、正常造粒时不准将头伸入造粒塔内观察，防止烫伤、砸伤。 6、皮带在运行时，禁止在上面跨越，往上面坐人或堆放重物。 7、造粒前先起动皮带，皮带故障时，必须立即停止造粒。 8、停车后，必须及时对甲铵和尿液管线进行加水稀释，，防止发生结晶堵。 9、引蒸汽时，必须先排净管道内的积水，防止发生液击。 10、在造粒塔顶部巡检或检修时，要防止高空坠落，检修或更换喷头时要将螺栓紧固好，防止喷头脱落。 11、清除粘塔尿素时，应先将塔顶尿素冲洗干净在入塔内。入塔底清理要戴安全帽、挂安全网、从上至下清理。塔顶不准清洗喷头或喷头试车。 三. 泵房岗位 1、液氨泵、一甲泵、二甲泵填料要加强维护与检修，防止跑、冒、滴、漏，污染环境。 2、液氨泵、一甲泵、二甲泵、高压冲洗水泵用副线加压时，若副线阀已关死压力仍不上，应迅速打开副线阀，严禁在出口阀 、副线阀同时关死或不通的情况下开泵。 3、液氨泵、一甲泵、二甲泵压力波动范围要小，应将压力表底阀关小，以保证压力表针波动小，但严禁关死。 4、泵跳闸后应全面检查泵体、电气、仪表、油压等，确认无问题后方可重新起动。 5、操作人员要经常检查泵的电流波动情况，从而判断泵运行是否正常。 6、液氨泵、一甲泵所用高压螺栓应经常作外观检查，定期探伤，如在使用中发现问题，应及时更换。 7、正常开泵后，要及时关闭液氨缓冲过滤器排放阀，防止气、液氨大量排除造成事故。 8、如果液氨大量跑氨，本岗位不能处理，可由总控停车关闭三楼缓冲槽下液球阀或紧急切断阀。 9、一甲泵压力表和球阀容易堵塞，开停泵时要注意检查，确保畅通。 10、短期停车时，合成塔三物料管每4小时冲洗一次，合成塔出料管每8小时冲洗一次。

1、造气

造气实质上是碳与氧气和蒸汽的反应，主要过程为吹风和制气。具体分为吹风、上吹、下吹、二次上吹和空气吹净五个阶段。原料煤间歇送入固定层煤气发生炉内，先鼓入空气，提高炉温，然后加入水蒸气与加氮空气进行制气。所制的半水煤气进入洗涤塔进行除尘降温，最后送入半水煤气气柜。

造气工艺流程示意图

2、脱硫工段

煤中的硫在造气过程中大多以H2S的形式进入气相，它不仅会腐蚀工艺管道和设备，而且会使变换催化剂和合成催化剂中毒，因此脱硫工段的主要目的就是利用DDS脱硫剂脱出气体中的硫。气柜中的半水煤气经过静电除焦、罗茨风机增压冷却降温后进入半水煤气脱硫塔，脱除硫化氢后经过二次除焦、清洗降温送往压缩机一段入口。脱硫液再生后循环使用。

脱硫工艺流程图

3、变换工段

变换工段的主要任务是将半水煤气中的CO在催化剂的作用下与水蒸气发生放热反应，生成CO2和H2。河南中科化工有限责任公司采用的是中变串低变工艺流程。经过两段压缩后的半水煤气进入饱和塔升温增湿，并补充蒸汽后，经水分离器、预腐蚀器、热交换器升温后进入中变炉回收热量并降温后，进入低变炉，反应后的工艺气体经回收热量和冷却降温后作为变换气送往压缩机三段入口。

变换工艺流程图

4、变换气脱硫与脱碳

经变换后，气体中的有机硫转化为H2S，需要进行二次脱硫，使气体中的硫含量在25mg/m3。脱碳的主要任务是将变换气中的CO2脱除，对气体进行净化，河南中科化工有限责任公司采用变压吸附脱碳工艺。来自变换工段压力约为1.3MPa左右的变换气，进入水分离器，分离出来的水排到地沟。变换气进入吸附塔进行吸附，吸附后送往精脱硫工段。

被吸附剂吸附的杂质和少量氢氮气在减压和抽真空的状态下，将从吸附塔下端释放出来，这部分气体称为解析气，解析气分两步减压脱附，其中压力较高的部分在顺放阶段经管道进入气柜回收，低于常压的解吸气经阻火器排入大气。

变换与脱硫工艺流程图

5、碳化工段

1、气体流程

来自变换工段的变换气，依次由塔底进入碳化主塔、碳化付塔，变换气中的二氧化碳分别在主塔和付塔内与碳化液和浓氨水进行反应而被吸收。反应热由冷却水箱内的冷却水移走。气体从付塔顶出来，进入尾气洗涤塔下部回收段，气体中的少量二氧化碳和微量的硫化氢被无硫氨水继续吸收，再进入上部清洗段。气体中微量二氧化碳被软水进一步吸收，最后达到工艺指标经水分离后，送往精脱硫塔进一步脱硫后，送往压缩机三段进口。

2、液体流程

浓氨水由浓氨水泵从吸氨岗位浓氨水槽打入付塔，一方面溶解塔内的结疤，另一方面吸收主塔尾气中的剩余二氧化碳，逐步提高浓氨水的碳化度。然后，付塔的溶液由碳化泵从底部抽出，打入主塔，在主塔内进一步吸收变换气中的二氧化碳，生成含碳酸氢铵结晶的悬浮液，再由底部取出管压入分离岗位进行分离。

回收塔回收段中的无硫氨水来自合成或铜洗工段使用过的无硫氨水和回收段的稀氨水压入稀氨水压入吸氨岗位母液槽和稀氨水槽或送脱硫岗位使用，从回收段出来的水直接排污水沟。

碳化工艺流程图

6、甲醇合成工段

联醇是将经变换、脱碳后的净化气中的CO：1-5%、CO2＜0.5%（其含量可根据生产所要求的醇氨比调节）与气体中的H2经压缩机加压到15MP后，依次经过洗氨塔、油分、预热器、废热锅炉进入合成塔，在催化剂的作用下合成为甲醇，同时起到气体净化的作用。醇后气中CO＜0.5%、CO2＜0.2%。出塔气体经水冷却到40℃左右，将气体中的甲醇冷凝，使气体中的甲醇含量小于0.5%，经醇分离器分离出甲醇后，一部分气体经甲醇循环机返回甲醇合成塔，大部分气体进入精炼工段。

粗醇生产工艺流程示意图

7、精炼工段

醇后工艺气中还含有少量的CO和CO2。但即使微量的CO和CO2也能使氨

催化剂中毒，因此在去氨合成工序前，必须进一步将CO和CO2脱除。我们公司是采用醋酸铜氨液洗涤法，铜洗后的工艺气体中的含量将至25ppm以下。醇后气体由铜洗塔底部进入，与塔顶喷淋的醋酸铜氨液逆流接触，将工艺气中的CO和CO2脱除到25ppm以下，经分离器将吸收液分离后送往压缩机六段进口。铜氨液从铜洗塔经减压还原、加热、再生后，补充总铜、水冷却、过滤、氨冷后经铜氨液循环泵加压循环使用。

8、压缩工段

压缩工段的压缩机为六段压缩。由于合成氨生产过程中，变换、脱碳、粗醇与氨合成分别在0.87MPa、3.7MPa、15MPa、27MPa条件下进行，压缩工段的任务就是提高工艺气体压力，为各个生产工段提供其所需的压力条件。

9、氨合成工段

氨合成工段的主要任务是将铜洗后制得的合格N2、H2、混合气，在催化剂的存在下合成为氨。压缩机六段来的压力为27?MPa的新鲜补充气，与循环气混合后进入氨冷器、氨分离器、冷交换器，经循环机升压并经过油分离器除油后进入氨合成塔的内件与外筒的环隙，冷却塔壁，出来后经预热器升温后进入氨合成塔内件，完成反应后离开反应器，分别进入废热锅炉、预热器、软水加热器回收热量，最后经水冷器、冷交换器、氨冷器降温冷却，将合成的氨液化分离出系统，未反应的氮氢气循环使用。

10、冷冻工段

由于氨合成工段需要通过液氨气化来产生低温生产条件，因此冷冻工段的任务就是把气态的氨重新液化。由氨蒸发器蒸发的气氨经气氨总管进入冰机前分离器，分离出液氨后进入氨压缩机加压，加压后的气氨经油分离器后进入水冷器，在此气氨冷凝为液氨并回到冰机液氨贮槽，由支出阀送给氨蒸发器循环使用或氨库。

液泛： 在逆流接触的气-液反应器或传质分离设备中，气体从下往上流动。当气体的流速增大至某一数值，液体被气体阻拦不能向下流动，愈积愈多，最后从塔顶溢出，称为液泛。 　　 产生液泛时的气体速度或连续相速度称为液泛速度；这种操作状态称为液泛点。在设计设备时，必须使设备的操作不致发生液泛。 淹塔： 　　直径一定的塔，可供气、液两相自由流动的截面是有限的。二者之一的流量若增大到某个限度，降液管内的液体便不能顺畅地流下；当管内的液体满到上层板的溢流堰顶时，便要漫到上层板，产生不正常积液，最后可导致两层板之间被泡沫液充满。这种现象，称为液泛，亦称淹塔。 塔设备的液泛及原因 　　液泛开始时，塔的压降急剧上升，效率急剧下降。随后塔的操作遭到破坏。 促成液泛的因素主要有以下两个： 　 　a.降液管内液体倒流回上层板 由于塔板对上升的气流有阻力，下层板上方的压力比上层板上方的压力大，降液管内泡沫液高度所相当的静压头能够克服这一压力差时，液体才能往下流。 当液体流量不变而气体流量加大，下层板与上层板间的压力差亦随着增加，降液管内的液面随之升高。若气体流量加大到使得降液管内的液体升高到堰顶，管内的液体便不仅不能往下流，反面开始倒流回上层板，板上便开始积液；加以操作时不断有液体从塔外送入，最后会使全塔充满液体。就形成了液泛。若气体流量一定而液体流量加大，液体通过降液管的阻力增加，以及板上液层加厚，使板上下的压力差加大，都会使降液管内液面升高，从而导致液泛。 　　 b.过量液沫夹带到上层板 气流夹带到上一层板的液沫，可使板上液层加厚，正常情况下，增加得并不明显。在一定液体流量之下，若气体流量增加到一定程度，液层的加厚便显著起来（板上液体量增多，气泡加多、加大）。气流通过加厚的液层所带出的液沫又进一步加多。这种过量液沫夹带使泡沫层顶与上一层板底的距离缩小，液沫夹带持续地有增无减，大液滴易直接喷射到上一层板，泡沫也可冒到上一层板，终至全塔被液体充满。 　　以上两种促成液泛的原因中，比较常见的是过量液沫夹带。

8.2 粗苯蒸馏及古马隆--茚树脂的生产 8.2.1粗苯蒸馏 很多焦化厂粗苯回收采用生产一种苯（粗苯）流程，精苯车间须设两苯塔，将粗苯经两苯塔分离为轻苯（150℃前馏出物）和重苯（150℃以上的馏出物）。 粗苯蒸馏工艺流程为：原料粗苯经过在贮槽静置脱水后，用原料泵送入两苯塔中部。由塔顶逸出的轻苯蒸气进入冷凝冷却器，冷却到25~30℃后进入油水分离器，分离除去水后的轻苯进入回流柱，一部分用回流泵送回塔顶，另一部分入轻苯槽，作为进一步加工的原料。 塔底设有重沸器向塔提供热量。 由塔底排出的重苯经冷凝冷却后，流入重苯贮槽，作为生产古马隆--茚树脂的原料。 两苯塔设在粗苯精制车间时，由于是液相进料，回流比与气相进料（两苯塔设在粗苯回收工段）相比较，要小很多。有的工厂生产实际回流比只有0.1~0.3（对原料），可以生产出合格的轻苯和重苯，甚至当进料温度低时，可以不打回流。因此，笔者认为，两苯塔设在粗苯精制车间时，如果在两苯塔顶部进料，可以不打回流（两苯塔液相进料低负荷运行时，已有不打回馏的操作经验，仅供参考。）。 两苯塔的操作，也可以在提馏段开侧线提取重质苯，塔底排出萘溶剂油。萘溶剂油送至焦油加工车间提取萘。 8.2.2 古马隆--茚树脂的生产 8.2.2.1 原料和产品 （1）原料来源 制取古马隆--茚树脂的原料为粗苯精制或粗苯回收生产的重质苯或重苯；焦油加工生产的脱酚油。 （2）辅助原料 a.催化剂 硫酸，浓度为92%~93%； 三氟化硼——乙醚或三氟化硼——醋酸络合物。 b.试剂 氢氧化钠溶液，浓度为14%~15%； 稀硫酸，浓度为40%~46%。 （3）产品质量 古马隆——茚树脂是古马隆及茚混合物的聚合体。具有对酸和碱的化学稳定性、绝缘性、绝热性和黏着性。能溶于苯、甲苯、二甲苯、乙醚、四氯化碳等多种有机溶剂中，其质量指标见表8--3。 表8—3 固体古马隆--茚树脂质量 名称 指标 外观 浅黄色与棕褐色 软化点（环球法）/℃ 80~90 灰分，%不大于 1.0 酸碱度，%不大于 0.05 水分，%不大于 0.5 8.2.2.2 古马隆--茚树脂的制取 古马隆--茚树脂可按下述5个步骤制取。 （1） 原料的初馏（切取古马隆--茚馏分） 制取黄色古马隆--茚树脂的原料有重苯或重质苯脱酚、脱吡啶的酚油。这些原料中古马隆和茚的含量不同，且沸点范围也比较宽，所以需进行初馏，以切取适用的古马隆--茚馏分。 用脱酚油和重苯的不同沸点范围的馏分制取树脂时，沸点范围为160~200℃的馏分是制取古马隆--茚树脂的适宜原料。 影响树脂质量的有害杂质主要有苯乙烯（沸点145~146℃）、二聚环戊二烯（沸点168℃）及甲基茚（沸点205℃）等。苯乙烯能使树脂软化点降低，二聚环戊二烯能影响树脂的透明度，故在原料初馏时，应尽量除去这些组分。 在重苯和脱酚油中古马隆和茚的含量仅为20%~25%，重苯的200℃前馏出量为50%以上，酚油约为60%以上，且二者含萘量均较高，故必须进行初馏。而重质苯中古马隆和茚的含量一般高于45%，200℃前馏出量高于80%，含萘量小于10%，已是生产优质树脂的原料，故质量好的重质苯可不经过初馏。 原料进行初馏时，切取的古马隆--茚馏分的沸点范围为160~190℃，其质量要求是：初馏点不低于150℃；160℃前馏出量不大于5%（容积）；200℃前馏出量不大于90%（容积）；干点不大于210℃；含萘量不大于4%。 （2）古马隆--茚馏分的净化 初馏后得到的古马隆--茚馏分中，尚含有酚及吡啶等杂质，需分别用14%--15%的苛性钠溶液（固体苛性钠的用量为原料含酚量的50%~70%）和40%~46%的硫酸（折合100%硫酸用量为原料中吡啶含量的1.3~1.5倍）洗涤除去。用稀硫酸洗涤时，还能除去一部分能生成暗色树脂的碳氢化合物。 一般经净化后的古马隆--茚馏分中，酚和吡啶的含量应不大于0.5%，否则将直接影响下一步聚合反应的效果，并使树脂质量下降，含酚量不合格还会引起设备的腐蚀。 国外有的厂家用酸碱洗涤和水洗后的古马隆--茚馏分送进脱色塔进行脱色处理，以除去馏分中酸洗后产生的聚合物，改善古马隆--茚树脂的色泽。该塔通常为减压塔，用塔顶出来的古马隆--茚馏分进行聚合反应。 （3）聚合反应 经净化后的古马隆--茚馏分以浓度为92%~93%、加入量4%~5%（重量）的硫酸进行聚合。硫酸浓度过高，树脂在苯中的溶解性会减弱，还会增加硫酸与聚合液中甲基苯类的磺化；浓度过低时，树脂的聚合程度低，其软化点降低。 聚合温度宜控制在80℃左右。温度过高，易生成暗色酸性树脂，油类的挥发损失也较大；温度过低，则聚合反应缓慢。 在硫酸催化作用下的古马隆--茚聚合，是以正离子型加成聚合反应的形式进行的，其反应速度极快，因此为了控制温度和降低聚合物的比重（聚合程度），除用洗涤器内的蛇管冷却器间接冷却外，一般还在聚合前加入定量的重溶剂油作为稀释剂（连续聚合可不加稀释剂）。在稀释后的馏分中，古马隆--茚的含量一般为20%~25%，比重不应大于0.97（20℃）。 聚合反应的终点，可以根据聚合液的比重不再增加或聚合液的温度不再上升来确定。 古马隆--茚采用硫酸法聚合成本较低，但易产生磺化反应，树脂及溶剂油收率低，树脂灰分高，易呈暗色。 三氟化硼乙醚络合物对不饱和化合物聚合的催化能力强，反应时间短，树脂收率高（一般比硫酸法高10%），质量好。但三氟化硼价格昂贵，对设备腐蚀性大。三氟化硼乙醚络合物与空气中的水汽能生成氟化氢，对人体呼吸道有强烈的刺激，因此，对设备的严密性要求高，此外，所产生的含氟废水也较难处理。 采用三氯化铝作催化剂时，聚合效果及成本与三氟化硼基本相同，但三氯化铝在聚合过程中析出氯化氢和氯气，对人体有损害，同时又腐蚀设备，操作也较繁，故其应用受到限制。 （4）中和及水洗 聚合反应完毕后放出废酸，然后用水洗涤（加水量约为溶液体积的6%~8%），静置并放出废水后，用浓度为14%~15%的碱液进行中和，中和温度应保持在50~60℃，以防乳化，水洗进行至分离水呈中性无盐为止。 （5）最后精馏 为了得到软化点合格的古马隆--茚树脂，并回收稀释剂，采用精馏法将稀释剂与未聚合物分离出来。精馏时，聚合液温度应保持在200℃左右，温度过高树脂将分解成苯、酚、甲苯等解聚物。因此，精馏时应通入直接蒸汽或在400~500mmhg的真空度下操作。 精馏所得的前馏分即为稀释剂，可循环使用，然后是馏分中未聚合的油类，可作为精溶剂油。当溶剂油馏出量减少时，在减压下继续蒸出高沸点油。留于釜内的残液达到规定的软化点（＞80℃）时，即为古马隆--茚树脂成品。 制取古马隆--茚树脂的工艺流程如图8—1所示。 图8--1 制取古马隆--茚树脂的工艺流程 原料脱酚酚油或重苯由原料槽用泵送入初馏釜内进行初馏。 当初馏脱酚酚油时，先切取前馏分（145℃前），再切取古马隆--茚馏分（精脱酚酚油，145~195℃）。当塔顶温度升至195℃时取馏出样分析，当初馏点达170℃、干点达205℃时，结束蒸馏，釜底残油于自然冷却后放入残油槽。前馏分和残油均送回焦油蒸馏工段配入焦油重蒸。 当蒸馏重苯时，在塔顶温度为150℃前切取前馏分（如量太少也可不切），塔顶温度升至150℃时开始回流，切取古马隆--茚馏分（精重苯），当塔顶温度升至195℃时，取样分析，当初馏点达180℃、干点达210℃时，停止提取精重苯，然后在塔顶温度为195~210℃时，提取低萘油，在210~225℃时提取高萘油，一般在220℃左右结束蒸馏，釜内残油于自然冷却后放入残油槽。前馏分送往精苯原料槽；低萘油和残油送入焦油蒸馏原料，高萘油可送入工业萘蒸馏原料。 初馏所得的精馏分用泵送入洗涤聚合器内进行碱洗、酸洗净化和聚合反应，然后经热水洗涤，再用稀碱液中和至ph为8~9。 最后将合格的聚合液用泵送入终馏釜进行最后精馏。当馏出高沸点油类时，从釜内取样测定树脂软化点，当软化点合格时，结束蒸馏。放料进行热包装，并冷却成为固体古马隆。

1、co2气提工艺　 （1）主要技术特点： 　　①流程简单：由于合成工段气提效率很高，减小了下游工序的复杂程度，是目前惟一工业化、只有单一低压回收工序的尿素生产工艺，操作方便、投资小、可靠性强、运转率高、维修费用低。 　　②高压圈工艺优化组合：操作压力为l3.6-13.8mpa、氨/碳比为1∶2.95、合成温度180～183℃ 、冷凝温度为167℃、气提温度190℃、气提效率为80%以上，这些参数都比较温和，采用 25-22-2 crnimo材料即可达到材质耐腐蚀性的要求，设备制造和维修费用低。 ③只有单一低压回收工序的尿素生产工艺。 ④由于汽提效率较高，故只设低压回收工段即可满足物料循环回收的要求，但因为没有中压工段，所以汽提效率的波动将对下游工序产生影响，因此汽提塔必须控制在相对稳定的条件下操作，在一定程度上限制了整个装置的操作弹性。 ⑤由于未反应物的分解与分离主要是在汽提塔内实现的，所以用于加热汽提塔的中压蒸汽量较大，引起其总能耗比其它两种工艺要稍高一些。 ⑥因其工艺流程简单，设备总台数少，在国内建厂业绩较多，七十年代至今又自行设计或引进了年产4～52万吨co2汽提法尿素装置共18套；而且软、硬件费用也相对较低。 ⑦电耗低：因为操作压力低，因而高压氨泵、高压甲铵泵的功耗也低。由于气提效率高且没有中压回收工段，没有单独的液氨需循环回收，甲铵液的循环量也少，因而进一步降低了循环氨、甲铵所必须的功耗； ⑧采用池式冷凝器：池式冷凝器作为初级反应器使合成塔的体积减少了约50%、尿素框架的高度为由原来的76m左右降低到38米左右。 ⑨安全系数高：在脱氢转化器中，通过钝化燃烧除去原料co2中的h2、co等可燃性气体，使高压和低压放空气均处于爆炸范围之外，工艺装置安全性高。 ⑩污染小：工艺冷凝液经水解解析后，不仅降低了氨损失，也消除了对环境的污染。 (2)co2气提工艺优点： ①采用与合成等压下，用二氧化碳气体进行气提来分解未转化的甲铵和游离氨，高压系统物料靠重力自行循环，因此，二氧化碳气提法流程短，设备少，操作控制也比较简单。 ②二氧化碳气提法体现尿素合成二段论明显，液体二氧化碳和氨在甲铵冷凝器中进行，甲铵脱水在尿素合成塔中进行，充分体现尿素两段合成原理的优越性。 a：在高压甲铵冷凝器中2nh3+co2↔nh2coonh4 +q1该反应的生成热和气态的氨和二氧化碳冷凝进入液相方处置冷凝热可用来副产蒸汽，此部分蒸汽用于低压分解、蒸发及解析等工序，并使生成过程中蒸汽和冷却水耗量降低。 b：nh4coonh2↔nh2conh2+h2o-q2反应在尿素合成塔内进行，为了提高转化率，可以提高塔内温度，压力不必要增加很大。 c：由于甲铵的生成热在甲铵冷凝器中已经导出，合成塔的热量自热平衡就不需要加入过多的氨来维持，如他的总物料减少，不但提高了合成塔的产率，而且流程中大大减少了循环系统的复杂性，并使动力消耗减少。 d：由于气提法物料在高压甲铵冷凝器内冷凝，使进入合成塔的气体量大大减少，合成塔内容积得到充分利用。 e：高压系统操作稳定性好。 ③高压洗涤器的尾气含氨，冲淡了氧气的组分，使混合气体在爆炸极限之外，同时增设co2脱h2装置，使co2气中h2体积分数由0.5%降到0.005%以下。 ④低压循环系统只有两台设备，浸没式冷凝器和液位槽及吸收器，减少了设备，简化了流程，减少了氨耗，降低了解析设备所要求的能力。 ⑤进一步降低了尿素主框架的高度：通过采用新型高效塔盘、卧式池式冷凝器、减少合成塔的容积和降低塔的高度、增设借液氨为动力的高压氨喷射器等方法，主框架的高度由原76m降到38.5m左右； (3)缺点： ①nh3/c比低，nh3过量的少，对高压设备的腐蚀严重，缩二脲生成量高。 ②短期停车，规定合成塔物料立即放掉。 2、氨汽提工艺 　（1）主要技术特点: 　　①合成塔进料nh3/co2摩尔比为3.3～3.6，co2转化率较高（64-67%左右），减少了高压回路以后的循环回收负荷； 　　②由于合成系统nh3/co2摩尔比较高和设备选材恰当，大大减轻了设备的腐蚀问题，无需专门钝化高压系统没备，另外，即使事故停车，可以封塔几天而无需排放，封塔3天再开车后尿素产品仍为白色； 　　③中、低压分解加压器均为降膜式，操作过程积液量少，即使停车排放，nh3和co2的损失量也少； 　　④由于采用了甲铵喷射泵，所有高压设备均可布置在地面上，无需高层框架，可节约投资，大大加快建设进度； 　　⑤由于有中压分解段，增加了操作的灵活性和弹性，可通过改变气提效率和高压甲铵冷凝器的副产蒸汽量来调节整个装置的蒸汽平衡，使之在最佳的条件下操作； 　　⑥工艺冷凝液经水解解析处理后，不但彻底消除了污染，减少了氨和尿素的损失，而且处理后的冷凝液还可作为锅炉给水； 　　⑦造粒改用转鼓造粒技术，克服了原来喷淋造粒尿素硬度小、粒柱小、易结块且从塔顶排放的氨和尿素粉污染环境的缺点。 （2）nh3汽提工艺优点： nh3汽提工艺是意大利斯纳姆普罗吉提公司于六十年代开发的nh3为汽提剂的尿素生产技术，后来发展为nh3自汽提工艺，在世界范围内也有广泛的建厂业绩。其优点是： ①高压圈内主要设备能地面布置，无需高层框架，设备操作与维修都比较方便； ②操作控制相对也比较简单，只需简单控制合成塔进出口的温度即可控制塔内的氨/碳比。由于大量过剩氨的存在，氨/碳比的微小变化对合成塔的操作条件几乎没有影响。由于中压分解工段的存在能平衡汽提效率波动对下游工序产生的影响，使得汽提塔的操作比较灵活，故可通过改变汽提塔的操作条件来调整合成塔的氨碳比，并进一步调整整个装置的热量平衡及蒸汽产量，保证了整个装置的稳定操作。 ③该工艺关键设备汽提塔选用钛材，其耐腐蚀与耐侵蚀的能力强，其操作温度可达230℃，可使整个装置在40%的低负荷下稳定操作，特别是近两年斯纳姆普罗吉提将其汽提塔的钛管改为锆衬里管，进一步提高了该设备耐腐与耐侵蚀的能力，也在很大程度上提高了装置的操作弹性，可不必再翻转使用，方便了操作及维修。 ④在合成回路中，采用了以液氨为动力的喷射器来循环甲铵溶液，喷射器没有转动部件，几乎不用维修。 ⑤气提塔换热管由衬锆双金属不锈钢材质代替钛材，这种材料可有效地防止冲刷腐蚀。 ⑥bd放空管线及放空烟筒由不锈钢材质代替碳钢材料。 ⑦采用转鼓造粒技术，可增强成品的硬度，使颗粒增大，不易结块。 （3）缺点： ①工艺流程较长。 ②投资较大。

16、什么是液泛？ 答：在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至上层塔板，破坏了塔的正常操作，这种现象叫做液泛。 液泛形成的原因，主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大，超过了最大允许速度所造成的。另外在精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢流管内液面上升，以至上下塔板的液体连在一起，破坏了塔的正常操作的现象，这也是液泛的一种形式。以上两种现象都属于液泛，但引起的原因是不一样的。 17、什么是雾沫夹带？ 答：雾沫夹带是指气体自下层塔板带至上层塔板的液体雾滴。在传质过程中，大量雾沫夹带会使不应该上到塔顶的重组分带到产品中，从而降低产品的质量，同时会降低传质过程中的浓度差，只是塔板效率下降。对于给定的塔来说，最大允许的雾沫夹带量就限定了气体的上升速度。 影响雾沫夹带量的因素很多，诸如塔板间距、空塔速度、堰高、液流速度及物料的物理化学性质等。同时还必须指出：雾沫夹带量与捕集装置的结构也有很大的关系。虽然影响雾沫夹带量的因素很多，但最主要的影响因素是空塔速度和两块塔板之间的气液分离空间。对于固定的塔来说，雾沫夹带量主要随空塔速度的增大而增大。但是，如果增大塔板间的距离，扩大分离空间，则相应提高空塔速度。 18、什么是液体泄漏？ 答：塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏。在精馏操作中，如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层，甚至低于液层所具有的位能，这时就会托不住液体而产生泄漏。 空塔速度越低，泄漏越严重。其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板，不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去，致使塔板效率下降。因此，塔板的适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的，正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%。泄漏量的大小，亦是评价塔板性能的特性之一。筛板、浮阀塔板和舌形塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏。 19、什么是操作弹性？ 答：操作弹性是指上升气体速度的最小允许值（负荷下限）到最大允许值（负荷上限）之间的范围。上升气体速度在此范围变动时，精馏塔能在一定的分离效果下，维持正常的操作。 前面已经谈过，精馏塔的负荷上限是以上升蒸汽的雾沫夹带量不超过蒸汽流量的10%为限制；负荷下限是以塔板上液体的泄漏量不超过液体流量的10%为限制。 一般的说，浮阀塔操作弹性最大，有的试验表明负荷上限与负荷下限之比可达7~9左右，泡罩塔次之，筛板塔最小。应当注意的是，当上升气体速度变化时，塔板效率要变化，这会引起分离效果发生变化。 20、什么是返混现象？ 答：在有降液管的塔板上，液体横过塔板与气体呈错流状态，液体中易挥发组分的浓度降沿着流动的方向逐渐下降。但是当上升气体在塔板上是液体形成涡流时，浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起，破坏了液体沿流动方向的浓度变化，这种现象较做返混现象。返混现象能导致分离效果的下降。 返混现象的发生，受到很多因素的影响，如停留时间、液体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力梯度等。 21、什么是物料平衡?物料平衡在精馏操作中的意义是什么? 答：物料平衡是质量不灭和转换守恒定律在化工上的应用。对于任何一个生产过程来说，按重量计，物料转化量应为产品生成量和物料损失量之和。 通过物料衡算，可以知道原料转化为产品的情况及损失量的大小，以便寻求改善的途径。物料衡算对整个过程或过程的某个阶段同样适用；可对参与过程的全部物质进行衡算，也可以对任意组分进行衡算。 在操作中随时掌握精馏塔的物料平衡情况对于一个操作工来说是一个最基本和最起码的要求。物料平衡掌握不好，一种是进料多，采出少；另一种是进料少，采出多。这两种情况都不是正常操作，影响产品的质量和数量。 因此，为了使精馏塔处于最佳条件下操作，为了提高产品的质量和数量，降低能耗，减少加工损失，在实际操作中必须经常进行物料衡算，调整操作。 22、什么是最适宜的进料板位置? 答：最适宜的进料板位置就是指在相同的理论板数和同样的操作条件下，具有最大分离能力的进料板位置或在同一操作条件下所需理论板数最少的进料板位置。 在化学工业中，多数精馏塔都设有两个以上的进料板，调节进料板的位置是以进料组分发生变化为依据的。当进料组分中的轻关键组分比正常操作较低时，应将进料板的位置向下移，以增加精馏段的板数，从而提高精馏段的分离能力。反之，进料板的位置向上移，则是为增加提馏段的板数，以提高提馏段的分离能力。 总之，在进料板上进料组分中轻关键组分的含量应该小于精馏段最下一块塔板上的轻关键组分的含量，而大于提馏段最上一块塔板上的轻组分的含量。这样就使进料后不至于破坏塔内各层塔板上的物料组成，从而保持平稳操作。 23、什么是塔板效率? 答：在精馏塔的实际操作中，由于受到传质时间和传质接触面积的限制，不能达到气液平衡状态，即塔板上蒸汽中所含的低沸点组分的浓度较与液相达到平衡时的蒸汽中所含的低沸点组分的浓度要低，因此一块实际塔板的作用总不及一块理论塔板的作用。从这个概念出发，塔板效率可以表示为理论板数与实际板数之比。 影响塔板效率的因素主要有：（1）气相与液相交换的快慢；（2）塔板上气液相混合的程度；（3）上升蒸汽夹带液体雾滴进入上层塔板的数量和塔板的液体泄漏量。 上述三方面的因素又受塔板的设计和布置，操作条件以及所处理物料的物理性能等影响。塔板的设计和布置包括：塔板几何尺寸，塔板间距，溢流堰高度，开孔率，升气孔的排列等。操作条件包括：上升蒸汽速度，塔板上液体停留的时间，温度和压力等。处理物料的物理性能包括：相对挥发度，蒸汽与液体的粘度和重度，扩散系数和表面张力等。附带指出，物料的物理性质随塔中操作温度和压力的不同而变化。 生产中，选择塔板型式时，塔板应满足如下要求（1）板效率高；（2）生产能力大，即允许的气液相负荷都较高，使尺寸较小的塔能完成较大的生产任务；（3）操作稳定，操作弹性好；（4）经济耐用，消耗钢材少；（5）便于操作和检修。 24、什么是填料的当量高度? 答：填料的当量高度也叫填料的等板高度。相当于一层理论板分离程度所需的填料高度，亦可论述为与一层理论塔板的作用相当的填料高度。 25、什么是填料的喷淋密度? 答：填料的喷淋密度也叫液体的质量速度。每小时每平方米塔的横截面所喷淋的液体千克质量数。 26、什么是填料层的持液量? 答：填料层操作时，在填料空隙中及填料表面上所积存的液量称为持液量，其表示单位为（m3液体/m3塔容积）。持液量可分为两部分： （1）静持液量：当填料塔停止喷淋液体及停止排滴后塔内所积持的液量称为静持量。净持量只取决于填料的特性和液体的性质，而与液体喷淋量无关。 （2）动持量：当填料塔停止喷淋液体后排出来的液体量称为动持量。动持量除了与填料及液体特性有关外，还与液体的喷淋密度有关，但在载点以下时，与气速无关。静持量与动持量之和，即为总持液量。 27、什么是填料塔？有什么优、缺点？ 答：填料塔在塔内装有一定高度的填料，属于气液连续接触的传质设备。塔内的上升蒸汽沿着填料的孔隙由下而上的流动；塔顶留下的液体沿着填料表面自上而下的流动。气液两相间的物质与热的传递，是借助于在填料表面上形成较薄的液膜表面进行的。 填料塔突出的优点是：流体流动的阻力小，结构简单，钢材用量少，造价低，安装检修方便，填料便于用耐腐蚀的材料制成。 28、在使用填料时都有哪些要求？ 答：首先，由于填料和塔壁之间的缝隙较填料层中间的缝隙为大，故液体容易向塔壁流动而影响传质效果，通常称这为边壁效应。过去认为，填料直径越大，边壁效应越严重。一般填料塔要求塔径d与填料直径d之比大于10:1。对于高塔而言，则边壁效应更为严重，因此，常用分段填装或用液体再分布起来解决这一问题。一般情况下，填料装填的高度h与填料塔径之比为2～6是较为适宜。 其次，对填料的排序也有要求。当d/d大于8时，填料最好采用整齐排放。当填料乱堆时，设备内应先加水，然后把填料放到水中，以免破碎造成堵塞，填料装完后，再把水放掉。 第三，当填料塔停车后，应检查填料的破损和污染情况，并决定清洗或更换。 29、浮阀塔板的结构是怎样的？是怎样工作的？ 答：浮阀塔是我国近十余年来广为使用的一种新型企业传质设备。目前它广泛应用在石油化工中，并取得了令人满意的效果。 浮阀塔的结构较为简单，主要结构有受液盘，降液管，溢流堰，浮阀和塔板。 30、浮阀塔板有哪些优缺点? 答：浮阀塔板的性能兼有泡罩塔板与多孔塔板的优点，并改进了它们的缺点。泡罩塔板由于齿缝开度是固定的，因此其对蒸汽负荷变动的适应性能不好。汽速小时，气液接触不好，气速大时，又易使蒸汽吹开液体。多孔塔板虽然结构简单，处理能力大，但操作弹性比较小，对于浮阀塔来说，阀片的开度则随汽速而变。低气速时，阀片在重力作用下自动落下，以减少泄漏。所以，浮阀塔的效率较高，操作弹性大，能较好的适应进料量的变化，有实验表明，其最大负荷与最小负荷的比可达到7～9左右。浮阀塔结构简单，自由截面积较大，造价比泡罩塔降低12～15%，处理能力比泡罩塔板提高20～40%左右。由于浮阀塔板的蒸汽是水平吹入液层，因此，气液搅动较好，雾沫夹带小，接触时间长，传质效果好，其效率比泡罩塔板药膏15%。 浮阀塔板的主要缺点是蒸汽沿上升蒸汽气孔的周边喷出，仍然有液体的逆向混合，因而会降低传质效率。另外，阀片容易被卡住、锈住或粘住，影响开启。