浅析规整填料在TDI精馏塔中的应用

2022-10-06

引言

规整填料是一种在塔内按均匀几何图形排布, 整齐堆砌的填料, 由于具有比表面积大、压降小、流体分均匀、传质传热效率高等优点, 因此得到了广泛的应用。最早开发的是金属规整填料, 以后相继开发的有塑料规整填料、陶瓷规整填料和碳纤维规整填料。

填料是填料塔中汽液接触的基本构件, 其性能的优劣是决定填料塔操作性能的主要因素, 因此, 塔填料的选择是填料塔设计的重要环节, 我公司选用规整填料, 是因为比传统散装填料使用寿命长, 轻重组分比较均匀, 负压分离效果好。

一、在TDI精馏塔应用规整填料的原因

目前, 国内精馏塔中的填料以陶瓷和铝质矩鞍环为主。我们公司在一期TDI精馏塔安装中, 采用的是传统的方法, 是散装乱堆的瓷质鲍尔环填料。生产过程中, 气液量的频繁波动, 使的塔中填料极易破碎、变形, 造成填料碎片从箅子板上泄漏至塔底或被气流带到气相出口管中, 严重威胁热水泵和压缩机的正常运行, 全塔的阻力逐渐上升。另外在相近的设计条件下, 设备直径和高度都较大, 增加设备投资。设备经过多年的运行:系统每年大修, 都要扒填料进行清洗, 如果不清洗, 系统的压降要增大, 瓷环经过气流的冲刷破碎, 另外, 人在较高的地方工作, 存在安全隐患。

二、规整填料的选择

在公司的二期TDI技改扩建中, 由于气液量的增加, 如果选择散装填料的话, 设备的直径和高度将会增加很大, 经过多方的考察和验证, 决定选用苏尔寿的金属波纹规整填料。

TDI精溜塔系统由TDI精制塔、循环泵、再沸器、冷凝器、回流泵、TDI采出槽、TDI输送泵、TDI冷却器、凝液槽等设备组成。

由第二ODCB塔来的粗TDI进入精溜塔。由于粗TDI中含有少量的HCL和着色物质, 精制塔的产品TDI采用侧线出料。侧线采出的TDI进入TDI采出槽, 由TDI泵送冷却器冷却到40℃后送到TDI成品贮存。

釜液由循环泵送至再沸器内用中压蒸汽加热到约156℃返回到塔釜, 由于少量的焦油等重组分会在塔釜浓集, 故在循环泵出口定量采出一股物料返回到焦油浓缩工序。

塔顶气相进入到塔顶冷凝器用循环热水冷却, 凝液进入TDI凝液槽, 由回流泵送回塔顶回流, 出口一股物料返回300#或450#系统, 以及时移除塔顶轻组分。不凝气进入二级冷凝器用冷冻水冷却, 冷凝液进入凝液缓冲槽, 通过泵送到HCL汽提工序, 不凝气体去真空机组。

三、规整波纹填料 (包括格栅) 装填说明及注意事项

1. 尽可能从最低的填料层开始, 由下而上装填;如果不能由下而上装填, 或者在不同高度上的床层要同时装填的, 则必须提供适当的保护措施, 以保证下层工作的安全。

2. 如有可能, 各层堆填料都应在塔附近的地面上组装, 以保证都能顺利安装.每块填料都应起吊到工作人孔处, 并往下放到安装位置。虽然在有些情况下, 当安装了一定数量的填料后, 允许直接站在填料上, 但在第一层上面必须使用人行道板。

3. 一般情况下, 每层填料层与下面紧邻的一层填料之间要有一个规定的角度。这一点是非常重要的, 在整个装填过程中都必须坚持这么做。

4. 塔周边的填料必须与塔的整个圆周相接触, 在床层内部不允许出现任何间隙。如果有间隙, 可用窄条填料来填满。

四、规整填料在TDI精馏塔应用效果

此设备投入运行三年多, 系统稳定, 负压分离效果好, 先将运行数据列表如下:

设备运行数据如下:

通过对以上运行数据的比较, 可以看出规整填料分离效果比较好, 分离轻重组分比较均匀, 阻力较低, 质热交换较好, 提高了TDI精制系统纯度, 确保了系统地稳定, 取得了良好的经济效益。总结

选择苏尔寿Mella Plus金属波纹规整填料, 有较好的气液分离能力, 使用寿命长, 负压分离效果好, 分离气液轻重组分比较均匀, 质热充分交换, 可以大大降低精馏塔设备高度和直径, 压降也较低, 降低设备投资, 减少维修时的安全隐患;不仅保证了设备TDI精馏塔的正常、连续、运转, 确保了工艺系统地可靠、稳定运行, 而且为公司节约了地大量资金, 创造了良好的经济效益。

摘要：精馏塔用于TDI精制的提纯, 是光化系统的关键设备, 填料是化工生产中广泛采用的传质传热设备, 规整填料替代散装填料来提高TDI中的纯度, 可以大大降低设备直径和填料高度, 达到良好地分离轻重组分效果。

关键词：规整填料,纯度,TDI精馏塔,效果