塔内件

一个完整的填料塔是由塔内件和填料及塔体共同构成的。塔内件的作用是为了使气液在塔内有更好地接触，以便于发挥填料塔的最大生产能力和最大效率，所以说塔内件设计的好坏直接影响到整个填料塔的操作运行和填料性能的发挥。此外，填料塔的“放大效应”除了填料本身固有的因素之外，塔内件对它的影响也很大。

塔内件主要包括以下几个部分：

一、液体分布装置

二、填料压紧装置

三、填料支撑装置

四、液体收集再分布及进出料装置

五、气体进料及分布装置

六、除沫装置2100433B

吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法适用范围

《吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法》适用于石油化工行业吸附塔内件的安装及吸附剂的装填。

吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法工艺原理

《吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法》的工艺原理叙述如下：

1.实施流水作业，且24小时不间断，可最大程度压缩施工工期，最大限度减少吸附剂与空气的接触，有效保护吸附剂。

2.内件的重量不大，但内件的吊装以及吸附剂的装填的吊装操作是频繁发生的。塔吊的采用是利用塔吊的T形结构，用最小的占地面积、最小的吊装能力，解决同一重量、同一高度而需要频繁操作的吊装作业。

3.工作间是相对封闭的操作场所，可以减少格栅锈蚀和被污染。

4.在装剂平台上对各桶吸附剂进行称重、记录、取样，以计算各床层吸附剂的装填密度和追溯检查各桶吸附剂的稳定性。

5.利用装剂料斗上设置的限速滑板控制装剂速度。利用木拖鞋在装填过程中在标准压强下踩压压实，可以很好控制吸附剂装填的密实度。

6.利用抽排风的作用既可清除夹缝中的吸附剂，又可检查安装完毕后是否存在吸附剂泄漏。

吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法施工工艺

• 工艺流程

《吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法》的工艺流程见图1。

• 操作要点

《吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法》的操作要点如下：

一、施工准备和现场布置

1.现场设置内部构件仓库、吸附剂存储仓库和格栅检查工作间，见图2。吸附剂存储仓库在入库后的吸附剂装料桶下方垫200毫米×200毫米的木方与地面进行隔离。

2.现场设置吸附剂转运平台。

3.吸附塔内设置通风与照明。

4.在吸附塔顶部的装料孔处，设置可拆卸顶的防雨棚，用以在吸附剂装填过程中遇雨的应急防护。

5.在吸附塔顶部设置防坠器，用以保证施工人员进出吸附塔的安全。

6.制作组合式的可拆卸型直梯，见图3。

7.施工人员配备连体防静电工作服、长筒橡胶手套、口罩、防尘帽、全面部防护面罩、软底鞋、防尘过滤器、封闭式防护眼镜等个人防护用品。

8.吸附塔施工现场划分出隔离区域进行封闭式管理，从事吸附塔施工的作业人员经严格的相关操作技能培训及技术交底后发放作业证，无证人员严禁进入吸附塔施工区域。

二、中心管安装

1.中心管结构见图4。

2.按质量验收标准对吸附塔塔体和中心管进行检查。

1）吸附塔塔体质量验收标准

（1）塔体环缝组对后错边量应不大于2毫米。

（2）组对后形成的棱角，用长度不小于300毫米的直尺检查，其值不得大于钢板厚度δ_n的1/10，且不大于3毫米。

（3）内径公差为0 ⁸毫米。

（4）所有法兰螺栓孔应跨中布置。

（5）法兰面倾斜度应不大于0.5°。

（6）液位计法兰面的倾斜度应不大于0.3°。

（7）吸附塔的安装要求见表1。

2）中心管质量验收标准

（1）中心管垂直度偏差应不大于12毫米。

（2）中心管直线度在300毫米内应不大于3毫米。

（3）环缝组对后错边量应不大于2毫米。

（4）中心管椭圆度应不大于5毫米。

3.中心管组焊

1）吸附塔上封头为现场组装，封顶前先将中心管裙座底环及裙座吊进塔内并在下封头处安装就位，同时将中心管临时安装并固定在中心管裙座上，待吸附塔上封头现场组焊、热处理、水压试验结束后，进行中心管的正式安装找正、现场焊缝的焊接及床层管的安装。

2）吸附塔内部搭设中心管调整用的满堂脚手架。

3）利用2台15吨手拉葫芦将临时固定在裙座上的中心管提起。

4）将裙座在吸附塔下封头中心位置初步定位，用玻璃管水平仪找平裙座的上端口，测量上端口至吸附塔壁的距离，调整裙座，使上端口至吸附塔壁各点距离的差值不大于3毫米，裙座找正后点焊固定在下封头的裙座底环上。

5）用手拉葫芦将中心管回落到裙座上，测量中心管顶部第一层格栅支撑圈处至吸附塔壁间的距离并记录，调整中心管与吸附塔的同心度，偏差不大于3毫米，合格后用4根ф89×4的钢管做顶杠将中心管固定。固定时顶杠与中心管的连接为断续焊连接，顶杠与吸附塔不得焊接。

6）用玻璃管水平仪逐层测量吸附塔壁上格栅支撑圈与中心管上格栅支撑圈间的水平度偏差，用调整中心管与中心管裙座承插深度的方法，保证吸附塔壁上各层格栅支撑圈与中心管壁上各层格珊支撑圈上表面的水平度偏差不大于3毫米。具体操作方法为：以中心管与塔壁上的下两层支撑圈为调整对象，检查支撑圈的水平度，中心管上的支撑圈与塔壁上的支撑圈间的水平度误差靠调整间隙（节点Ⅲ）的方法进行调节。中心管调整间隙见图5。

7）调整合格后对裙座与中心管间隙处的环焊缝进行分段退步焊。

8）焊后打磨光滑，不得有棱角和毛刺。

三、吸附塔内部除锈及化学清洗

1.环形分配室内部化学清洗

1）将12个环形分配室上的144根环形分配管接口用带管嘴的盲板封堵，12个床层管接口用钢板封焊。

2）用化学清洗软管连接封堵盲板上的管嘴，使各分配室联通。化学清洗液主入口设置在最上层环形分配室的分配管盲板管嘴上，主出口设在最下层分配管盲板管嘴上。

3）清洗泵和清洗液容器设置在吸附塔外部，用化学清洗软管将主出、入口与清洗泵、清洗液容器联接。

4）用化学清洗液将环形分配室内部的杂质、油污等清洗并带出环形分配室。

5）清洗后环形分配室用净化风吹干，并将各管嘴密封，内部充惰性气体防护。

2.吸附塔内壁、中心管外壁、环形分配室外壁喷砂除锈及清理检查

1）将吸附塔上各类管口用布团封堵，防止沙子进入接管。

2）喷砂除锈时选用河沙，用细目筛网将较大的颗粒筛出，防止喷砂后各部位金属表面上出现麻坑。

3）喷砂除锈后，将吸附塔内沙子清除，并用工业吸尘器做彻底清理。

4）拆除封堵布团，用净化风吹扫各管口及内部的各个表面，彻底清除粉尘。

5）拆除满堂脚手架，安装组合式的可拆卸型直梯和防坠器。除留出装料孔及通风孔外，吸附塔上的所有接管均用盲板封闭。

四、吸附塔内件安装

1.格栅检查与防护

1）格栅开箱后，用叉车逐块运送至内构件检查工作间。

2）检查格栅肋板及约翰逊网表面是否存在锈迹，肋板上的锈迹可用砂纸和抛光片打磨处理，约翰逊网表面的锈迹必须使用细目砂纸打磨。用0.2毫米的塞尺逐块检查格栅上约翰逊网网丝间的间距。

3）检查合格的格栅用与格栅同样尺寸的伞型胶合板遮盖防护。

2.底层格栅安装、间隙调整、T形条安装焊接

1）底层格栅安装程序见图6。

2）底层24块伞型隔栅按分布位置就位。

3）用撬棍调整格栅间隙，相邻两块伞形格栅的侧面肋板之间要保证13毫米的间隙，每块伞形格栅内环肋板、外环肋板与中心管外壁、吸附塔内壁的间隙为19毫米，因吸附塔及中心管的制造误差不能保证上述数据时，24块格栅间的间距要调整均匀并经UOP技术代表现场确认。

4）格栅若不平稳，在肋板下缘与格栅支撑圈间加塞不同厚度的金属间隙片。

5）用龙门卡点焊或用楔形块填塞间隙等手段将格栅进行固定，防止在相邻格栅间隙间填塞陶瓷纤维绳时格栅串动。

6）在格栅间隙间填充陶瓷纤维绳。

7）陶瓷纤维绳填塞后，格栅肋板的上表面用T形密封条进行密封，T形密封条采用钨极氩弧焊与肋。

板焊接，焊接从中心位置开始，并采用分段退焊。焊接过程中，防护格栅网丝用的胶合板不得拆除。为确保杂物不进入格栅网丝，还需要用陶瓷纤维毡对格栅边框及防护胶合板之间的部位进行遮盖防护。

8）T形密封条焊接后进行渗透检测。

9）格栅分配器环管现场无应力组焊。

10）格栅内环、外环与中心管外壁、吸附塔内壁间的间隙用环形金属密封条及环形角钢件密封焊，方法与T形密封条的焊接相同。

11）环形金属密封条及环形角钢件密封焊后进行渗透检测。

12）格栅严密性试验。用盲板封闭通气管法兰、封闭下封头接管及人孔，通入0.038千克的洁净空气，用肥皂水对格栅的T形密封条、环形密封条焊缝进行测漏试验。

3.中间层格栅安装、间隙调整及陶瓷纤维绳填充

中间层每层24块格栅安装、间隙调整、找平方法与底层格栅基本相同，但中间层格栅没有T形密封条、环形密封条和环形角钢，格栅间隙间填充陶瓷纤维绳后即可进行环形分配管的现场组焊。

中间层格栅每层安装程序见图7。

4.顶层格栅安装、间隙调整及T形条安装

顶层24块格栅安装方法与底层格栅安装基本相同，但顶层格栅间隙间不需要填充陶瓷纤维绳。顶层格栅安装程序见图8。

5.底层格栅分配器环管无应力组焊

在吸附塔床层外，底部和顶部各有一套格栅分配器环管，环管一端与24块格栅上的分配器管口连接，另一端与外部管线连接。底层格栅分配器环管见图9。

格栅分配器环管按下列要求进行无应力组焊：

1）用3组龙门架或1套管夹对每道现场组对口进行连接。

2）用金属支架在格栅分配器环管下方进行支撑。

3）在完全自由状态下检查各口的对口间隙及对口错边量。

4）与格栅分配器连接的管口进行根部焊接、渗透检测。复检与格栅分配器连接的管口间隙及错边量，合格后进行填充焊、盖面焊。采用氩弧焊。

5）格栅分配器与外部管线连接的管口进行根部焊接及渗透检测，合格后进行填充焊及盖面焊。

6.中间层环形分配管无应力组焊

12层床层每层内有12组从中心管环形分配室引出的分配管，每组分配管与2块格栅上的内部分配器接管连接，接口型式为对接和接管与法兰的承插接。中间层环形分配管见图10。

配管及无应力组焊按下列要求进行：

1）安装环形分配室引出管及格栅分配器引出管的配对法兰。

2）各组分配管对接口用龙门架或管夹固定，接管与法兰的承插口用限位档块固定。

3）检查对接口的对口间隙及对口错边量，检查承插口的承插深度及两块配对法兰间的同轴度、法兰面间的平行度、螺栓孔对中情况等。

4）对接口进行根部焊后渗透检测，合格后进行填充焊和盖面焊，采用氩弧焊。

5）复查各配对法兰口处的同轴度、法兰面间的平行度、螺栓孔对中，确认其无因对接口焊接产生的外部应力。

6）分配管承插口焊接、渗透检测。

7）法兰螺栓力矩紧固。

7.顶层格栅与分配器环管无应力组焊

顶层格栅与分配器环管无应力组焊与底层格栅与分配器环管无应力组焊基本相同。

五、吸附剂装填及完整性试验操作要点

1.吸附塔各床层吸附剂装填及完整性试验工序见图11。

2.吸附剂装填

在吸附剂填装过程中，既要保护好格栅又要保护好吸附剂。格栅上任何超过技术要求的约翰逊网网格都会使吸附剂通过格栅从床层间漏出，漏出的吸附剂不是被冲进旋转阀损坏转子板就是进入格栅堵塞锲型网间的间隙，这种堵塞会增加格栅和床层的压降，并限制吸附分离装置的生产能力。保证均匀的吸附剂装填密度，是保证通过所有床层的流量正确的前提，实现这一保证的方法是分层均匀地装入吸附剂。吸附剂必须均匀地散落在整个床层上，避免不均匀的分布密度而导致通过该床层的流量分布偏差。吸附剂装填速度应该缓慢，用以实现整个床层的均匀分布和整平。吸附剂装填要点如下：

1）清理吸附塔内的施工工具、卡具和防火石棉布，用工业吸尘器清除任何碎屑及粉尘。

2）拆除即将装填吸附剂的床层范围内的接管盲板，安装吸附剂卸料管嘴、热电偶、吸附剂采样阀门等，伸入式管配件与接管的间隙间填充陶瓷纤维绳。

3）拆除格栅上的防护胶合板。

4）用棉布仔细擦拭器壁、格栅肋板及约翰逊网网丝，确保无附着物、油脂等杂质。

5）用工业吸尘器再次清除碎屑及浮尘。

6）检查并确认约翰逊网网丝间距未在施工过程中受损。

7）粗、细吸附剂按装填顺序叉运至转运平台；称重、开桶、取样、记录；装入移动料斗。

8）吸附剂从移动料斗装入吸附塔顶部装料孔处的固定料斗。

9）吸附剂的装填、整平。

（1）吸附剂的装填是施工中最重要环节之一，需UOP专家全过程监控。

（2）设置3个装填管（帆布袋）同时装填，吸附剂流量每个装填管每分钟为150千克。

（3）先装填1000千克粗吸附剂，再装填5000千克的细吸附剂。

（4）装填时在吸附剂上方均布设置3块临时格栅板，各站立1人负责找平至完全覆盖格栅表面，见图12。

（5）负责装填的3人在装填过程中均匀摆动装填管，将粗吸附剂均匀散布在格栅上，找平并完全覆盖格栅，再将吸附剂均匀散布在粗吸附剂上并找平。

（6）吸附剂装填后，安排2人连同原先3人共5人，穿木板鞋在吸附剂表面均匀踩踏压实。木板鞋见图13木板鞋的规格为300毫米×150毫米×12毫米和600毫米×200毫米×12毫米，上述规格的木板鞋各准备15双。

（7）踩踏压实时间5分钟。

（8）也可由3人连续装填，同时2人连续踩踏压实。

10）每层床层的吸附剂装填后上表面做镜面处理。

用UOP提供的整平板将床层表面整平至格栅支撑圈下方6毫米，将已计算并切除格栅支撑圈厚度的“下凸型”整平板搭在中心管外壁和吸附塔内壁上的格栅支撑圈上表面，利用整平板的刮平缘在吸附剂表面上按顺时针或逆时针方向推动，推动过程中增补或移除吸附剂，确保吸附剂表面的平整。

11）记录装入桶的总桶数（包括不到一桶及整平过程中的增补量），计算装料系数并与UOP技术顾问提供的数据进行对比，应达到装填要求。

3.完整性试验

完成每个床层的吸附剂装填后，均必需测试床层下方格栅防护罩表面的完整性。方法为给吸附室加压，通过相关的床层管线及格栅完整性试验捕集篮筐排出空气，检查捕集篮筐内的排出物是否有吸附剂，以此确认格栅上是否存在过大的可导致吸附剂泄露的间隙。这一试验不仅能测试是否存在吸附剂的泄露问题，而且还可清除可能在安装期间落入格栅和管道内部的所有碎屑，所以它是吸附剂装填过程中极其重要的组成部分。完整性试验操作要点如下：

1）在装填完吸附剂的床层伸出管线接管上安装球形阀。

2）在吸附塔上封头伸入吸附塔的接管处安装折流板使流入的净化风分布均匀，保证完整性试验过程中通入的净化风不会破坏吸附剂的镜面。

3）封闭吸附室。

4）用净化风加压至0.35千克/平方厘米。

5）打开球阀进行格栅和管道的排污，此时格栅分配器和床层管线中的碎屑可以以高速排出。重复加压和排污工序，直至无碎屑。

6）管线吹扫清洁后，关闭球阀，在球阀出口连接UOP提供的完整性试验捕集篮筐。

7）重新对吸附室加压至0.35千克/平方厘米。

8）打开球阀，通过完整性试验捕集篮筐为吸附室减压，持续60秒。

9）小心地取下篮筐，将它倒扣在黑色胶皮表面上并轻轻敲击，检查所有捕集到的碎屑。如果在篮筐内发现吸附剂颗粒，则需重复进行几次完整性试验，数次试验后捕集篮筐中持续存在吸附剂颗粒，则表示完整性试验失败，需卸除吸附室内的吸附剂找寻漏点。

10）排除吸附室内的净化风，拆除球阀后立即用盲板封闭已试验完床层的外伸接管。打开装料孔和上一床层通风孔盲板，恢复通风及照明后进行后续工序的施工。

六、整体防护

吸附塔内部构件和吸附剂装填工作全部结束后，为了开车前保护吸附剂不受任何损坏，将吸附塔所有接管加盲板进行隔离，用氮气（N₂）给吸附塔充压至0.35千克/平方厘米，定期观察压力，必要时再次充压。

《吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法》的应用实例如下：

中国石化集团南京工程有限公司在多套新建、改建、扩建石化工程项目中成功使用了吸附塔内件及吸附剂装填同时施工的施工方法并取得了成效。

1998年5月开工的洛阳石化总厂化纤工程16万吨/年对二甲苯联合装置，合同要求竣工日期为1999年12月，装置中两台吸附塔内部构件安装和吸附剂装填的施工工期为65天。施工结束后UOP现场代表检查一次通过并在装置投产过程中一次开车成功。

扬子石油化工股份有限公司140万吨/年芳烃装置改扩建项目，合同开工日期为2005年1月，竣工日期为2005年8月，吸附分离单元中的两台吸附塔内部构件安装和吸附剂装填施工工期为60天。在UOP专业工程师进行的最终检查中，取得了一次检查通过的成绩。该工程自投用至2009年，质量可靠，运行安全。

中国石化金陵分公司60万吨/年对二甲苯联合装置PX装置吸附分离单元中的4台吸附塔，合同开工日期为2008年5月30日，竣工日期为2008年8月15日，施工作业时间仅有75天。运用“吸附塔内件安装及吸附剂装填施工工法”进行施工，体现出了流水作业程度高、施工工序衔接紧凑、施工进度快、施工安全易于控制、施工质量控制好的工法特点。在UOP和业主联合检查中，中心管安装与壳体同心度偏差，塔内壁与中心管外壁上的格栅支撑圈上表面平面度公差，相邻格栅间的间隙、平整度、水平度及吸附剂装填时的密实度均符合UOP要求，为整个装置的平稳运行奠定了基础。