填料塔操作问题请教

各位大佬好：
        最近在学xl填料塔的设计，有个问题就比较困扰：原来设计一个填料塔用于精馏甲醇，假设塔径2m，进料16m³，塔顶采出8m³，后来工艺优化或者工艺改变的原因，进料仍然是16m³，采出变为4m³；
         像这样的情况，大塔小用是不是就不合理了，会不会有可能需要提供更大的回流比以维持塔中持液量、持气量的要求，导致能耗变高？
         用ASpen进行校核，需要更大的回流比，否则水力学红色报错，操作点在漏液线下方（板式塔应该是漏液线，填料塔显示压力小于最小摩擦阻力）。
         我这样理解不知道正确，请更为大佬指点指点

当你提到的情况发生时——即工艺优化或者变更导致塔顶产品流量减少而进料量保持不变——塔内的物料平衡将会发生变化，这确实可以引起一系列的操作问题。

填料塔中物料的流动和传质效率依赖于气液两相之间的接触面积以及两相之间的相对流速。塔径固定时，流量的变化可能导致塔内气液分布的不同，进而影响传质效率。

1. 回流比增加：为了维持塔内的物料平衡和传质效率，可能需要增加回流比以确保足够的液相撞击塔内填料，从而增加气液接触面积。增加回流比会增加能耗，因为需要更多地冷却和再蒸发返回液体。

2. 操作压力：如果操作点下降到最小气速（操作压力小于最小摩擦阻力），那么填料塔可能会进入淹没区域，流动受阻，塔内气相流速减小，传质效率变差。淹没会导致压力损失增大，塔内可能出现液体积聚，影响操作效率。

3. 运行的稳定性：如果进料量和塔顶采出量的差异较大，塔底会积累更多的液体，这可能导致塔底泵的负荷增加，或者如果塔底没有足够的设计余量，可能会导致物料在塔底积聚。

在实际操作中，如果遇到这种情况，你可能需要重新评估塔的设计和操作策略：包括但不限于塔内温度和压力的调节、回流比的调整、塔底产品的抽取率等。通常，这需要借助过程模拟软件（如Aspen Plus或Aspen HYSYS）来精确评估变更对整个系统的影响，并找出最优的操作条件。

简而言之，你的理解是正确的，塔径和操作条件的变更确实可能需要改变回流比，增加能耗，并可能导致操作的不稳定性。作为一个处理方案，或许可以考虑调整塔内的填料结构或者改变操作参数来适应新的工艺要求。
.

想法是对的，加大回流，能耗高了

斗志冲天 发表于 2023-12-20 15:58
当你提到的情况发生时——即工艺优化或者变更导致塔顶产品流量减少而进料量保持不变——塔内的物料平衡将会 ...

好的，理解了，谢谢

hcer 发表于 2023-12-20 16:25
想法是对的，加大回流，能耗高了

好的，谢谢

塔的工作原理所限，应该是当初的最佳设计了。设备的生产能力是要有一定范围局限的，无限的增大生产负荷就脱离了设备能力所限，就不会生产出合乎要求的产品了。

CHANGBAISHI 发表于 2023-12-21 07:53
塔的工作原理所限，应该是当初的最佳设计了。设备的生产能力是要有一定范围局限的，无限的增大生产负荷就脱 ...

您好，我的意思是降低塔的生产负荷，是否会因为原有塔径太粗的原因，导致能耗偏高

oshinia 发表于 2023-12-21 08:28
您好，我的意思是降低塔的生产负荷，是否会因为原有塔径太粗的原因，导致能耗偏高

这就得从新审一下原设计是否合理了。估计不会出现问题的。这类设备最好在现场测试一下它的最大负荷与最低负荷。如果单存的考虑塔径的因素，应该是有影响的。供参考。