摘要：介紹了一種新型槽式液體分布器，該液體分布器的分布槽呈一倒凸字形結構，主體下部的小槽為緩衝沉降槽，它具有緩和液體衝力、增加液流截麵積、降低液流梯度、沉降固體雜物，以及防止固體堵塞液流小孔等作用。主體槽內的水平降液麵上開有液流小孔，用此簡單結構即可定點分布液體。主槽下部外側有擋液板，可完成液體的線分布。整個槽下窄上寬，可減少氣流阻力。新型液體分布器已應用到溫度高、液量小、物係髒、易結焦的原油減壓蒸餾塔洗滌段的改造中。改造後的減四線油的餾程寬度為74℃，色度小於4.5號，為下遊裝置提供了較好的潤滑油料。實踐表明，新型液體分布器具有結構合理、分布均勻、抗堵塞、易加工、易調平等優點，可供工程設計中選用。
主題詞：液體　分配槽　填料塔　蒸餾塔　開發　工業規模　應用

DEVELOPMENTAND APPLICATION OF
TROUGH-TYPE LIQUID DISTRIBUTOR

ChangGuangxi,Wang Chenya
Luoyang Petrochemical Engineering Corporation(Luoyang,Henan471003)

Abstract A new trough-type liquid distributor withdistributing slot of upside-down convex structure wasintroduced.The small slot at the lower part of the main body is abuffer solt,having effects of buffering liquid impact,increasingsectional area of liquid flow,decreasing liquid flowgradient,precipitating solid fouling as well as preventing solidfrom blocking up the orifice.An orifice was opened at thehorizontal downflow surface in the main slot.With this simpleconfiguration the liquid can be distributed at the fixed locations.Abaffle was installed outside the bottom of the main slot,makinglinear distribution of the liquid.The whole slot was shaped upnarrow down and wide upward,capabling of reducing gas flowresistance.The new liquid distributor has been already applied inrevamping of the washing zone in crude vacuum distillation towerwith high temperature,small flowrate,dirt and easy-cokingmaterial.After revamping,the distillation range of the forth-sidevacuum stream was 74℃,the colority was less than 4.5,supplyingsuperior lube-stock for the downstream units.Practice showed thatthe new liquid distributor has advantages of rationalconfiguration,even distribution,resistant to blocking,easymanufacturing and levelling.It can be selected in engineeringdesign.
Keywords liquid distributor,slot,packing tower,distillationtower,development,commercial application

　　液體分布器是填料塔至關重要的塔內件。液體初始分布的優劣，不僅影響填料的端效應，而且對不良正能量网站將影響整個填料床層。人們希望有較高的初始分布點密度，而分布點密度受噴淋密度的影響，有時也受物性、工況以及所決定的*小孔徑的影響。減壓蒸餾塔淨洗段噴淋密度小，溫度高，物係髒，易結焦，要求孔徑不能太小，便屬此種情況。此時若分布槽內液位較低，將給均勻分布帶來困難。下麵介紹一種由洛陽石油化工工程公司開發的新型液體分布器，它已成功地應用到工業裝置中。
1　新型液體分布器的結構分析
　　新型液體分布器的分布槽結構如圖1所示。分布槽主體呈一倒凸字形結構，主體側麵有兩個曲麵形輔助元件——擋液板，主體下部的小槽為緩衝沉降槽，與其上相連的兩個平麵為降液麵。

圖1　分布槽結構示意

1.1　緩衝沉降槽
　　在分布器處於工作狀態時，緩衝沉降槽內充滿液體，因而增大了對槽中液體波動的阻尼作用，對注入液體起著緩衝作用，從而提高抗幹擾能力。
　　緩衝沉降槽增大了液體沿槽水平方向主體流動的通道麵積，降低了槽中液體的流速。由水力學知識可知，對於平底槽，水深h隨流程s變化的微分方程為

　(1)

式中：C──謝才係數，m^0.5/s；
　　　V──槽中液體水平流速，m/s；
　　　R──槽的水力半徑(過流斷麵麵積與濕周之比)，m；
　　　h──液位高度，m；
　　　s──流程，m；
　　　g──重力加速度，9.8 m/s²。
　　從式(1)可知，由於緩衝沉降槽的存在，R增大，V減小，即可降低液麵流動落差，從而大大減小由液位差引起的液體分配不均。
　　緩衝沉降槽內可沉積鐵鏽等固體雜物，避免降液麵上的降液孔堵塞。
1.2　降液麵
　　該降液麵為台階式水平降液麵，在噴淋密度較小時，液體從緩衝沉降槽中“爬上”降液麵，使各降液孔的降液量更加均勻。
　　水平降液麵上的降液孔可保證液體的定點分布，避免發生側壁降液的重力型分布器和溢流堰式分布器所產生的液體平拋對射和壁流現象。
　　水平降液麵的底孔結構是槽式分布器中抗霧沫夾帶和抗升膜夾帶能力*強的結構。
1.3　側壁V形切口
　　當操作不穩定和工藝條件變化引起分布器中的液麵升高，或由於某種原因使降液麵上的降液孔堵塞而引起分布器中液位升高時，液體將從側壁上的V形切口溢流而出。V形切口既可起到溢流堰的分配作用，又可增大操作彈性。
1.4　擋液板
　　作為輔助元件的擋液板，對於自分布性能良好的填料，可不采用。而對於自分布性能較差的填料，裝上擋液板則可在不增加分布器高度的情況下將液體的點分布轉化為線分布。若在分布器下麵放兩層盤高度小、空隙率大的波紋填料，就能進一步實現液體的麵分布。
1.5　分布槽的外形
　　圖1所示的分布槽上寬下窄的外形，加上曲麵形的擋液板，使得在分布器的相鄰槽之間形成流線形的氣體通道，減少了氣相阻力。分布槽的主體可以一次成形，加工方便。它的剛度好，為保證分布器的加工安裝精度提供了必要條件。
2　試驗與結果分析
2.1　分布器的對比試驗結果分析
　　為了對比評價液體分布器的液體分布均勻程度，引入參數分布不均度

　(2)

式中：M_f──分布不均度；
　　　Q_i──單降液孔的實測降液量；
　　　 ──N個降液孔實測降液量的算術平均值；
　　　N──降液孔總數。
　　在直徑為600mm的塔上用自製的*大相對誤差小於3.4%的分流箱作為預分布器，在不同的降液孔徑下對新型槽式分布器和傳統的底孔流槽式分布器進行了小噴淋密度的對比試驗。通過收集各分布孔的流量，分別計算兩種分布器的分布不均度，並與相應的液體噴淋密度作圖比較，詳見圖2和圖3。

圖2　兩種結構分布器分布不均度與液體負荷的關係
(降液孔徑均為4 mm)

圖3　兩種結構分布器分布不均度與液體負荷的關係
(降液孔徑均為6 mm)

　　從圖2和圖3可以看出，新型槽式分布器的分布不均度明顯低於對比的傳統槽式分布器。且隨著降液孔徑的增大，其差值也增大。
2.2　放大試驗
　　為了使該種分布器能適用於大直徑塔，首先要確定液體分布槽的有效液流長度，即在該長度內液體在分布槽中流動引起的液麵流動落差不致引起嚴重的分布不均。有效液流長度也決定著采用預分布槽的數量。為此，進行了分布槽的長度放大試驗。
　　試驗用的分布槽由厚度為3 mm的有機玻璃製成，槽長1.5 m。在該槽的兩個降液麵上共有28個直徑為6mm的降液孔，其間距相當於每平方米102個分布點。沿槽的長度方向均設6個液位測點，以測量槽中降液麵上的液位高度。水從槽的一端注入，以模擬在直徑為3m的塔中采用一根預分布槽的情況。
　　試驗發現，在降液麵上液位高度保持在2～5 mm時，除注入點外，其它各點的液位差都在1mm以內。而傳統的底孔流槽式分布器在相同條件下早已出現大麵積幹孔現象。而且可以看到槽中的液位梯度很小。各降液孔的降液量基本上接**均降液量，這說明該新型結構分布槽的有效液流長度至少為1.5m。
3　新型槽式分布器的工業應用
　　在原油常減壓蒸餾中，減壓塔洗滌段是為保證減壓餾分油質量而設的一個關鍵部位。該段溫度高，液量小，物係髒，易結焦。洗滌段實際也是一個分餾段，進料段上升的氣體與上麵流下的減壓重餾分油在填料表麵上進**液傳質，使較重的與較輕的餾分得以分離。此外，液相還有衝洗進料段氣體夾帶上來的渣油液滴的作用。在該段流下的油實為過汽化油，它不僅含有由洗滌段分離出的接近於渣油的重餾分，而且含有由進料段氣體夾帶上去的渣油液滴，所以過汽化油是*重的餾分油。當該段液體分布不均，氣體短路時，會直接影響減壓重餾分油的餾程寬度、色度和殘炭，還極易造成洗滌段結焦，影響正常操作。由此可以看出，在洗滌段的設計中，選用適用於液量小、抗堵塞、分布均勻、綜合性能優良的液體分布器顯得尤為重要。
　　新型槽式分布器已在1996年11月南陽煉油廠潤滑油型常減壓蒸餾裝置改造工程中成功地應用於減壓塔淨洗段。該段塔徑為3 400mm，噴淋密度為1.5m³/(m²^．h)。在1∶1的冷模試驗中，液體分布均勻。兩年的生產操作證實，新型槽式分布器綜合性能優良。在曆次檢修中從未發現分布槽小孔被堵塞的情況。改造前後減壓塔各側線油品質量見表1和表2。

表1　改造前各側線油餾程　　℃

項　目	減一線油	減二線油	減三線油
初餾點	255	350	377
10%	337	399	448
50%	379	417	475
90%	408	437	523
幹點	429	447	541

　注：數據取自該廠標定報告，產品方案為三個側線。

表2　改造後各側線油產品質量

項　目	減二線油	減三線油	減四線油
餾程/℃
2%	374	408	427
5%		420	440
50%		440	469
97%	445	472	501
餾程寬度(2%～97%)/℃	71	64	74
色度號	<2	<4.0	<4.5

　注：產品方案為四個側線，生產潤滑油料。

　　從餾程來看，改造後減四線油餾程寬度(2%～97%)為74℃，色度小於4.5號，質量大為改善，達到了改造的目的。
　　新型槽式分布器還成功地應用於鹹陽長慶石油助劑廠常壓蒸餾裝置的常壓汽提塔中。兩套分布器的噴淋密度分別為15.7m³/(m²^．h)，29.8m³/(m²^．h)。
4　小　結
　　(1)新型槽式液體分布器結構比較合理，具有液體分布均勻、抗堵塞、氣相阻力小，而且易加工和易調平等優點。
　　(2)新型槽式液體分布器為減壓塔洗滌段的設計提供了一個可供選用的分布器結構。

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新型槽式液體分布器的開發與應用