精馏塔重沸系统的工艺模拟与设计曹克腾,杜翔,邓方义,李和杰(中石化广州工程有限公司,广东省广州市510620)摘要:介绍了精馏塔重沸系统中不同重沸器及塔釜结构型式的特点,采用HYSYS和HTRI软件对不同再沸比的重沸体系进行了模拟计算和设计选型,分析比较了不同重沸系统的性能表现(热负荷、重沸器温度、换热面积等)。结果表明:以吸收稳定系统解吸塔为例,对于中等再沸比体系,塔釜设置开孔式静置隔板能显著改善重沸系统的分离性能,同时可以减小重沸器需要的换热面积;对于低再沸比体系,选用釜式重沸器和一次通过式重沸器较为合适;对于高再沸比体系,则优选塔釜无隔板或带恒压头隔板的热虹吸式重沸器。此外,通过对精馏塔底层塔盘液相短路的研究,发现短路比例对于一次通过式重沸系统和塔釜带静置隔板的热虹吸式重沸系统的影响较为显著。研究以再沸比为判断依据,为精馏塔重沸系统的选择和工业设计提供了一定的理论指导。关键词:精馏塔重沸系统重沸器结构塔釜结构再沸比液相短路重沸系统包括塔釜结构、重沸器和连接管线,是精馏塔的重要组成部分,其设计运行情况直接影响精馏塔的分离效果和操作稳定性。Kister[1]分析了900多项精馏塔失效的案例,发现与重沸器相关的高达20%。文中将重沸器、塔釜结构和连接管线作为整体系统进行工艺模拟,将再沸比作为重要工艺参数,研究不同型式的重沸器和塔釜结构对操作性能的影响,为精馏塔重沸系统的设计提供指导。1重沸器及塔釜结构型式简介1.1重沸器的型式沈洋[2]总结了不同类型重沸器结构特点,根据结构特点将重沸器分为釜式重沸器、热虹吸式重沸器、强制循环式重沸器和内置式重沸器等。表1为几种重沸器的性能特点。表1各种重沸器性能特点Table1Performancecharacteristicsofdifferenttypeofreboilers项目热虹吸式重沸器立式卧式釜式重沸器强制循环式重沸器立式卧式内置式重沸器沸腾侧管程壳程壳程管程管程壳程传热速率高高较低高高较低汽化率上限,%3030>803030无单台传热面积中等大大大大小是否需要泵否否否是是否介质停留时间短短长短短长结垢倾向低低高低低高占地面积小大大小大无设备费用低中等高中等中等低清洗检修困难容易容易困难容易困难热虹吸式重沸器应用广泛,按操作方式可分为循环式热虹吸重沸器和一次通过式热虹吸重沸器(见图1)。二者的区别在于:循环式热虹吸重...