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摘要:精馏塔是化工装置中重要的化工设备。其设备布置的好坏往往会对操作单元，甚至对整个装置的生产会产生很大的影响，直接关系到一个化工装置是否美观、经济以及安全和实用。精馏塔的管道设计工作包括设备布置和管道布置两部分。本文主要探讨精馏塔的设备布置部分。以下笔者结合自己曾经设计的兖矿榆林60万吨甲醇项目精馏装置，试论一下塔的设备布置。
关键词：精馏塔，设备布置
一、塔的布置
塔与其关联的设备有：再沸器、塔顶冷凝器、二级冷凝器、回流罐、回流泵、釜液冷却器、釜液泵等。这些设备一般按流程顺序，在不违反《石油化工企业设计防火规范》的前题下，尽可能靠近布置，形成独立的操作系统。并且同类设备集中布置，如冷凝器一般布置在三层楼面上，回流罐布置在二层楼面上，泵布置在一层楼面上。这样不但整齐，美观，而且操作也方便。塔的布置方式有以下几种：
1 单排布置：一般情况下多采用单排布置的方式，并且中心线对齐；若二个或二个以上的塔设置联合平台时，可以中心对齐，也可以切线对齐。
2 非单排布置：对于直径较小本体较高的塔，可以双排布置或成三角形布置，这样，可以利用平台将塔联系在一起，提高其稳定性。但须注意平台生根构件应采用可以滑动的导向节点以适应不同操作温度的热胀影响。
3 框架式布置：对于直径DN≤1000的塔还可以布置在框架内或框架的一边，利用框架设置其平台、梯子。
在榆林兖矿60万吨/年甲醇项目中，塔是采用的单排布置的方式，主要是基于工艺流程和设置联和平台的考虑。甲醇精馏的工艺过程有四个塔，预精馏塔T-2101，甲醇加压塔T-2102，甲醇常压塔压塔T-2103，气提塔T-2104，工艺介质的主要走向是粗甲醇经预热进入预精馏塔T-2101，在预精馏塔中除去甲醇中残留的溶解气体及以二甲醚为代表的低沸物，塔顶出来的主要馏分经过冷凝器后再由加压塔进料泵送入甲醇加压塔T-2102，然后粗甲醇加压塔T-2102塔底液体经过液位调节送至精甲醇常压塔T-2103，精甲醇常压塔T-2103下部塔板上抽出一股液体经过气提塔进料泵送入T-2104。由工艺流程可以看出工艺介质是依次从T-2101到T-2104，四个塔是串联的，所以采用单排布置方式，这样就比较符合流程式的布置。
二、塔的安装高度
首先要满足工艺要求，满足再沸器的安装、塔底泵吸入管道的安装及操作要求；当成组布置的塔设置联合平台时，由于人孔高度不一有时平台标高取齐有困难，可调整个别塔的群座高度或安装高度，以便平台标高取齐。
在榆林兖矿60万吨/年甲醇项目中，T-2104塔的裙座高度原来是4500mm。考虑到和临近的T-2103塔之间要设置联合平台，而T2103塔的裙座高度是6500mm。按照T-2103和 T-2104塔的人孔位置计算标高后，发现二塔的各个人孔高度之间有一定距离，都没有在一个高度平面。经过和工艺及设备专业协商，对T-2104塔的群座高度进行调整，使其最大程度的满足二塔之间设置了3道联合平台。
三、塔的间距
两塔之间的间距主要是从平台设置，再沸器的相对位置，两塔间是否管道敷设以及管口方位等方面来综合考虑。从塔体上的管口考虑，通常，塔平台的宽度应使塔周边法兰距平台边不小于600mm。按照人孔伸出塔外壁250mm，其它管口伸出塔外壁也为200mm~250mm，可以得出，塔的平台外边距塔外壁最少应为800 mm；对保温的塔，还要考虑直爬梯的设置处的宽度是否合适，通常，若塔的保温厚度小于100 mm，梯子内侧距塔外壁为250mm；若塔的保温厚度大于100 mm，梯子内侧距塔外壁为350mm；
现在以其中塔T-2102，T-2103布置为例来简要的论述一下塔间距的布置。先从塔平台设置方面来考虑：两个塔的保温厚度要求都是110 mm，则梯子内侧距塔外壁应为350mm，考虑到上人方便，梯子内侧距平台边不小于600mm，由此可以得出，塔的平台外边距塔外壁最少为950mm；这样两个塔的净间距至少应为1900mm；塔径分别是T-2102是4200mm，T-2103是5000mm，则间距应该至少是D1/2+D2/2+1900（其中D1是T-2102塔径，D2是T-2103塔径）;另外从管道敷设方面来考虑：有上塔T-2102和塔T-2103的 进料管线，有进塔T-2103再沸器E-2105B蒸汽管线，这样两塔之间又需要一定的净距离，大约1100mm;第三，从塔T-2103的再沸器和两个塔之间的相互位置关系来考虑，再沸器的支架宽需要3800mm;再沸器E-2105的支架宽度大于T-2102和T-2103之间所走管线的间距要求，取大者3800mm.这样综合三方面因素，两塔之间的 最小距离应为8600mm;此时还需和结构专业讨论，看塔之间的距离是否能够满足两塔的基础间距要求，是否需要作一定的放大。通过讨论，此塔间距离满足基础要求。这样两塔之间的间距最终确定为8600mm.
四、塔的再沸器的布置
塔的再沸器与塔的距离在满足配管及安装、检修的情况下，尽量靠近塔布置。卧式再沸器的管束抽出侧要留出足够的检修空间。立式再沸器至塔之间的管线越短越好，常常管口直接相接。这里尤为注意的是：在再沸器布置时，需勾出塔与再沸器所有连管的草图，提交管机专业计算，根据结果看再沸器的支耳是否要加弹簧。然后，核算再沸器的支耳标高是否合适，有时甚至要调整塔的安装高度。
五、塔的配管研究对塔布置的影响
设备布置完毕后，还需要进行一些配管研究工作，具体包括：塔上梯子平台的设置，塔上管道的布置，塔的管道支架的设置。这些方面的研究对塔的设备布置也有一定的影响。例如，塔顶馏出管的管径一般较大，介质为气相。在塔管道布置时，应首先考虑其位置，考虑其是否影响到塔的间距及其他工艺的要求。
六、结束语
以上是笔者就精馏塔的设备布置的一些心得体会，论述比较简要。总之，塔的布置既要考虑满足工艺流程，又要考虑经济合理；既要考虑实用、安全，又要考虑整齐、美观。设计时，只有综合考虑各种因素，才能设计出好的作品。文中的不妥之处，欢迎阅者批评指正，共同提高设计水平。
参考文献：
1.《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-1998
2.《化工装置设备布置设计规定》HG 20546-92
关键词：精馏塔，设备布置
一、塔的布置
塔与其关联的设备有：再沸器、塔顶冷凝器、二级冷凝器、回流罐、回流泵、釜液冷却器、釜液泵等。这些设备一般按流程顺序，在不违反《石油化工企业设计防火规范》的前题下，尽可能靠近布置，形成独立的操作系统。并且同类设备集中布置，如冷凝器一般布置在三层楼面上，回流罐布置在二层楼面上，泵布置在一层楼面上。这样不但整齐，美观，而且操作也方便。塔的布置方式有以下几种：
1 单排布置：一般情况下多采用单排布置的方式，并且中心线对齐；若二个或二个以上的塔设置联合平台时，可以中心对齐，也可以切线对齐。
2 非单排布置：对于直径较小本体较高的塔，可以双排布置或成三角形布置，这样，可以利用平台将塔联系在一起，提高其稳定性。但须注意平台生根构件应采用可以滑动的导向节点以适应不同操作温度的热胀影响。
3 框架式布置：对于直径DN≤1000的塔还可以布置在框架内或框架的一边，利用框架设置其平台、梯子。
在榆林兖矿60万吨/年甲醇项目中，塔是采用的单排布置的方式，主要是基于工艺流程和设置联和平台的考虑。甲醇精馏的工艺过程有四个塔，预精馏塔T-2101，甲醇加压塔T-2102，甲醇常压塔压塔T-2103，气提塔T-2104，工艺介质的主要走向是粗甲醇经预热进入预精馏塔T-2101，在预精馏塔中除去甲醇中残留的溶解气体及以二甲醚为代表的低沸物，塔顶出来的主要馏分经过冷凝器后再由加压塔进料泵送入甲醇加压塔T-2102，然后粗甲醇加压塔T-2102塔底液体经过液位调节送至精甲醇常压塔T-2103，精甲醇常压塔T-2103下部塔板上抽出一股液体经过气提塔进料泵送入T-2104。由工艺流程可以看出工艺介质是依次从T-2101到T-2104，四个塔是串联的，所以采用单排布置方式，这样就比较符合流程式的布置。
二、塔的安装高度
首先要满足工艺要求，满足再沸器的安装、塔底泵吸入管道的安装及操作要求；当成组布置的塔设置联合平台时，由于人孔高度不一有时平台标高取齐有困难，可调整个别塔的群座高度或安装高度，以便平台标高取齐。
在榆林兖矿60万吨/年甲醇项目中，T-2104塔的裙座高度原来是4500mm。考虑到和临近的T-2103塔之间要设置联合平台，而T2103塔的裙座高度是6500mm。按照T-2103和 T-2104塔的人孔位置计算标高后，发现二塔的各个人孔高度之间有一定距离，都没有在一个高度平面。经过和工艺及设备专业协商，对T-2104塔的群座高度进行调整，使其最大程度的满足二塔之间设置了3道联合平台。
三、塔的间距
两塔之间的间距主要是从平台设置，再沸器的相对位置，两塔间是否管道敷设以及管口方位等方面来综合考虑。从塔体上的管口考虑，通常，塔平台的宽度应使塔周边法兰距平台边不小于600mm。按照人孔伸出塔外壁250mm，其它管口伸出塔外壁也为200mm~250mm，可以得出，塔的平台外边距塔外壁最少应为800 mm；对保温的塔，还要考虑直爬梯的设置处的宽度是否合适，通常，若塔的保温厚度小于100 mm，梯子内侧距塔外壁为250mm；若塔的保温厚度大于100 mm，梯子内侧距塔外壁为350mm；
现在以其中塔T-2102，T-2103布置为例来简要的论述一下塔间距的布置。先从塔平台设置方面来考虑：两个塔的保温厚度要求都是110 mm，则梯子内侧距塔外壁应为350mm，考虑到上人方便，梯子内侧距平台边不小于600mm，由此可以得出，塔的平台外边距塔外壁最少为950mm；这样两个塔的净间距至少应为1900mm；塔径分别是T-2102是4200mm，T-2103是5000mm，则间距应该至少是D1/2+D2/2+1900（其中D1是T-2102塔径，D2是T-2103塔径）;另外从管道敷设方面来考虑：有上塔T-2102和塔T-2103的 进料管线，有进塔T-2103再沸器E-2105B蒸汽管线，这样两塔之间又需要一定的净距离，大约1100mm;第三，从塔T-2103的再沸器和两个塔之间的相互位置关系来考虑，再沸器的支架宽需要3800mm;再沸器E-2105的支架宽度大于T-2102和T-2103之间所走管线的间距要求，取大者3800mm.这样综合三方面因素，两塔之间的 最小距离应为8600mm;此时还需和结构专业讨论，看塔之间的距离是否能够满足两塔的基础间距要求，是否需要作一定的放大。通过讨论，此塔间距离满足基础要求。这样两塔之间的间距最终确定为8600mm.
四、塔的再沸器的布置
塔的再沸器与塔的距离在满足配管及安装、检修的情况下，尽量靠近塔布置。卧式再沸器的管束抽出侧要留出足够的检修空间。立式再沸器至塔之间的管线越短越好，常常管口直接相接。这里尤为注意的是：在再沸器布置时，需勾出塔与再沸器所有连管的草图，提交管机专业计算，根据结果看再沸器的支耳是否要加弹簧。然后，核算再沸器的支耳标高是否合适，有时甚至要调整塔的安装高度。
五、塔的配管研究对塔布置的影响
设备布置完毕后，还需要进行一些配管研究工作，具体包括：塔上梯子平台的设置，塔上管道的布置，塔的管道支架的设置。这些方面的研究对塔的设备布置也有一定的影响。例如，塔顶馏出管的管径一般较大，介质为气相。在塔管道布置时，应首先考虑其位置，考虑其是否影响到塔的间距及其他工艺的要求。
六、结束语
以上是笔者就精馏塔的设备布置的一些心得体会，论述比较简要。总之，塔的布置既要考虑满足工艺流程，又要考虑经济合理；既要考虑实用、安全，又要考虑整齐、美观。设计时，只有综合考虑各种因素，才能设计出好的作品。文中的不妥之处，欢迎阅者批评指正，共同提高设计水平。
参考文献：
1.《化工装置管道布置设计规定》HG/T20549-1998
2.《化工装置设备布置设计规定》HG 20546-92