近年來，常減壓蒸餾在塔器內部構件、抽真空設各等方面取得了新的進展。其中塔器內部構件的主要開發方向是首先實現汽液充分混合，然后用輔助設施實現汽液相分離。各種新型塔板開發的很多，但由于許多用戶都不太愿意冒險使用，因此，全球高效塔板的處理能力不到全球原油蒸餾能力的10％。雖然應用較少，但技術的蓬勃發展，已為煉化企業提效改造打下了深厚技術積累，本文簡要介紹一下高效的塔板技術。

國外新型塔板

 

1、VORTEX TRAY

VORTEX TRAY是SULZER CHEMTECH公司開發與生產的專利產品,能夠在不降低傳質效率的前提下,顯著提高塔內氣液負荷的通過能力這種塔板在結構上設計了一種獨特的懸掛式防旋渦降液管,塔板上的傳質元件可以為篩孔、浮閥和固定閥等。VORTEX TRAY具有以下所列四大特點:

(1)由于采用了形狀如同旋風分離器的降液管,這有利于對進入降液管的氣液混合物進行分離,因為氣體是通過升氣管上升的,所以能夠避免降液管液泛的發生;

(2)懸掛式降液管結構可以最大限度地提高塔板上的有效鼓泡區面積;

(3)增加了降液管的堰長,使液流強度、塔板壓降、降液管持液量都降低,提高了塔設備的處理能力和操作彈性;

(4)由于對降液管的位置進行了優化,最大可能地改善了兩相流動的均勻性,從而提高了傳質效率。

VORTEX TRAY的主要缺點是要求進料量相對穩定,塔板結構比較復雜。

2、Sulzer化學公司和shell公司新型塔板

Sulzer化學公司和殼牌公司組成聯盟，推出shell傳質技術工藝包。該技術涉及高性能塔板、內件、相分離設備，這些新型塔板可應用于常減壓蒸餾塔。

    高性能塔板組合了兩種塔板：shell公司Calming Section塔板和HiFi Calming Section塔板。與常規塔板相比，可提高汽液負荷能力。Calming Section塔板可最大量地提高氣體處理能力，最大量地提高噴射液泛能力和最大量城小霧沫夾帶，HiFi Calming Section塔板可最大量提高液體負荷處理能力，設計處理大的液體負荷，這種塔板比常規塔板的處理能力提高20％-30％。這種設計可以最大量提高降液管能力而又能保持大的有效面積；可用于減小塔板間距，塔板間距可小到304mm。

3、Jaeger產品公司的CoFlo塔板

每塊CoFlo塔板由液體分配器、接觸區以及液體收集器三部分組成。操作原理是使所有的液體被向上流動的氣體災帶。在接觸區發生分散過程，與該區相接的是汽液分離器，收集的液體通過側面的降液管回到下一個塔板。該塔板已經在得克薩斯州立大學的分離研究計劃組織進行測試。結果表明該塔板在效率不降低的情況下處理量比篩板塔板處理量提高100％。

該塔板的高能力是通過塔板內的并流獲得的。從降液管流下來的液體通過打孔的槽型分散裝置均勻地分布在塔板上，氣體通過槽間的縫隙通道向上流動?？p隙面積一船為塔板有效面積的15％-25％。通過縫隙導致的高氣速將液體霧化井將其攜帶至夾帶收集器，在此液體被分離并送人下一塔板的降液管，該液體為清液。降液管高度大于塔板問距，因此，降液管能力不會限制塔板的負荷。

4、Gesip公司的Highspeed塔板

Gesip公司的新型Highspeed塔板允許氣速高達30m/s，且不產生液體夾帶，而浮閥和泡罩塔板允許氣速為3m/s。該塔板上設置許多立式圓筒混合元件，元件下部為渦旋器（靜態混合器），可使高速流動氣體形成強烈渦流并與液體快速混合，在汽液間達到非常高的接觸表面積。在元件上部，兩相通過旋風分離器分離。由于該塔板效率非常高，因此對于相同處理量，采用該塔板的塔徑僅為采用常規泡罩塔板的1/2。其重量和總成本均為標準塔的1/5。

5、SuperFrac塔板

SuperFrac塔板是GLITSCH公司開發的系列專利產品，目前已有SuperFracⅠ~Ⅳ型、SuperFrac+型產品可供選用。塔板上的傳質元件包括 2 種結構的小圓形浮閥、降液管出口鼓泡裝置，降液管可以根據負荷的高低設計為扇形降液管、主降液管+輔降液管， 塔板搭接處設計有工藝篩孔，其中的Ⅳ型塔板包括5項專利技術。 

SuperFrac塔板的兩相通過能力比常規篩板塔板和浮閥塔板的高20~40%，操作彈性可以達到4:1，具有高通量、低壓降、傳質效率高等優點，但該類塔板的開孔率較小。

    另外，Nutter公司的MVG塔板工業規模和工業應用表明，MVG塔板在不損失傳質效率的情況下，比常規篩板塔板和浮閥塔板處理能力提筒15％-30％。其操作彈性比達到4：1，尤其適合于負荷變化較大的情況。MVG塔板一般可用于現有降液管和支撐設施，從而大幅減少停工改造時間。UOP公司在其MD塔板的基礎上改進降液管設計，縮短塔板間距開發了ECMD塔板；UOP公司和Nutter公司MVG聯合開發的新型塔板ECMD-MVG塔板，使用UOP公司的降液管和Nutter公司的MVG鼓泡器。

 

國內新型塔板

 

1、組合導向浮閥塔板

組合導向浮閥塔板是華東理工大學在1996年開發的專利技術，該閥吸取了條閥和導向篩板的各自特點，形成一種創新的組合條閥。它由矩形導向浮閥和梯形導向浮閥按適當的配比組合而成。

組合導向浮閥塔板的主要特點為：

①塔板上配有矩形和梯形導向浮閥，浮閥上設有導向孔，導向孔的開口方向與塔板上的液流方向一致。

②根據液流強度的大小或液體流路長短適當調節梯型浮閥和矩型浮閥的配比。

③浮閥在操作中不轉動，浮閥無磨損，不脫落。

④塔板效率與F1型浮閥塔板效率相比提高 10%-20%；生產能力可提高20%-30%。

2、Super V型浮閥塔板

石油大學與北京設計院一起，在原來的HTV船型浮閥塔板的基礎上，獨家提出了浮閥填料化的開發思路，開發了Super V型系列浮閥塔板，試驗室研究和初步工業應用表現出了極為優良的操作特性，具有廣泛的應用前景。

浮閥采用 U 型帶翼結構、閥體側翼開孔和開縫，提高塔板氣液接觸均勻性，防止浮閥結焦和結垢沉積。設計了側翼開孔的浮閥構型，以適用于低等結焦、結垢體系，稱為Super V-1浮閥；設計了側翼開縫的浮閥構型，以適應于中等以上易結焦、結垢體系，稱為Super V-2浮閥。同時該塔板采用同抹斜式降液管出入口堰技術想結合，大大提高了降液管的液相通過能力。該類浮閥塔板效率較高，操作彈性較大，為4:1左右，但結構較復雜，并且制造成本較高。

3、ADV微分浮閥塔盤

 ADV微分浮閥塔板是清華澤華公司與美國AMT公司共同開發的新一代浮閥塔板，它是在F1浮閥塔板的基礎上開發的。與傳統的F1浮閥塔板相比，塔從浮閥結構、降液管結構等方面進行了一系列的改進：

① 微分浮閥在閥頂開小閥孔，充分利用浮閥上部的傳質空間，使氣體分散更加細密均勻，汽液接觸更加充分。

② 局部采用帶有導向作用的 ADV微分浮閥，消除塔板上的液體滯留現象，提高汽液分布的均勻度。

③ 采用鼓泡促進器使整個塔板鼓泡均勻并降低液面梯度，從而提高傳質效率。

④ 適當改進降液管，增加鼓泡區的面積。

⑤ 閥腿采用新的結構設計，使浮閥安裝快捷方便，操作不易轉動或脫落。

該類塔盤從傳質效率、泄漏等方面得到了改進，與導向浮閥塔板相當；霧沫夾帶在中低速的空塔氣速下與F1相差不多；操作彈性不是很高，略低于SuperV 型塔板，但壓降與F1相當。

4、DJ塔板

DJ塔板是浙江工業大學在八十年代末開發形成的一種新型塔板。DJ塔板繼承了MD塔板降液管的特色，并在結構型式、通量和效率等方面有所創新、有所突破，形成了具有我國特色的新型塔板系列。

DJ-1型塔板是為了適應特大液氣比的吸收操作而開發的。主要結構特點是采用寬型降液管。對降液管的根數和排列作改進和優化。隨著塔徑的增大和溢流量的增加，調整降液管的寬度和長寬比，按等溢流強度原則來排列降液管；同時，兼顧各個溢流區的鼓泡面積分配合理。

DJ-2型塔板上設置了導流裝置，在相應位置上開設導流孔，安裝導流板，改善液流的初始分布，使塔板上的液流接近于活塞流。

該類塔盤具有大通量和大處理能力的優點，但不適用于液相負荷較小的體系；它的傳質效率相對較低，與 F1 浮閥塔板相當或略低。

5、噴射態塔板

噴射態塔板是在新型垂直篩板的基礎上開發的新型塔板，其以氣相為連續相，液相為分散相。新型垂直篩板是由日本三井造船株式會社于1968年前后開發成功的，自1980年始河北工業大學大學對其性能與結構進行深入研究，并在天津大沽化工廠工業化應用成功。

其原理如下：下層塔板上升的氣體由板孔縮流進入罩內，液體由帽罩底隙進入罩內，氣體將進入罩內的液體提拉，進行拉膜、破碎、向罩頂撞擊，氣液混合物折返從帽罩側孔水平噴出，靠重力在塔板上部空間分離。該塔板汽液接觸劇烈，液體被破碎成很小的液滴，混合充分，傳質表面巨大，傳質效率高，且處理量大，操作范圍寬。

天津市創舉科技股份有限公司前身是河北工業大學的化工實驗廠，繼承發展了垂直篩板塔的技術，經過數十年的研究開發，形成了能夠適用于各種工況的系列化噴射態塔板技術：

（1） 新型垂直篩板

傳質效率高，比F1浮閥高5%以上；處理能力大，可高出F1浮閥一倍以上；由于帽罩內氣相和液相并流，不是穿過液層的，阻力降低，低于F1浮閥20%以上；抗堵塞能力強，高氣速下對固體顆粒、易自聚物料沖洗能力強；抗發泡消泡：鼓泡態易形成造泡，噴射態易撕碎液泡；幾乎無液泛。

 

（2） 徑向側導噴射塔板

部分液體順著流動方向被噴射，降低液相返混，處理能力大、效率高。

（3） 低阻力膜噴射塔板

與徑向側導噴射塔板相比，具有更低的單板壓降。塔板上可設置冷卻盤管，以移除系統多余熱量?？苟氯芰?，常用于污水汽提等易堵工況，可顯著延長檢修周期。

（4）膜噴射無返混塔板

液相不返混，傳質后液體被導流至下層塔板，塔板上液體無濃度梯度，整層塔板具有統一的傳質推動力。

（5）分隔流無返混噴射塔板技術 

液相不返混，氣液兩相逆流接觸，消除塔板上的液面梯度、濃度梯度、溫度梯度，多降液管，適用于大液量、易發泡、難分離物系，如碳四深加工行業。

（6）全逆流無返混噴射塔板技術

    全逆流無返混噴射態塔板是我公司經過多年的不懈努力，在噴射態塔板基礎上成功研發出的新一代塔板分離技術。對板式塔的技術進步具有里程碑的意義。

    該術利用逆流接觸改變了板式塔百年以來一直沿用的錯流接觸形式，逆流接觸極大提升了塔板上氣液傳質、傳熱推動力。

    目前該技術已成功應用于碳四分離、甲醇精餾、脫苯等裝置中，與傳統塔板相比凸顯了其優異性能。去年三月份在美國石油城舉辦的國際精餾會議，該項技術得到了大會主席和FRI精餾中心專家的高度認可。