脱ベンゼン塔せんじょうベンゼン塔

一、概要

脱ベンゼン塔は脱着塔に従属し、溶油溶媒に溶解したベンゼン族炭化水素を熱担体の直接接触伝熱により揮発放出させる操作設備である。

動作原理：一般的な熱担体過熱蒸気を加熱剤として採用し、洗油液面上の粗ベンゼンの平衡蒸気圧を熱担体中の粗ベンゼンの分圧より大きくし、蒸気液の2相を逆流接触させ、物質伝達熱を行い、それによって粗ベンゼンを徐々に富油から放出させ、塔頂でベンゼン蒸気と蒸気の混合物を得て、塔底で比較的に純粋な貧油を得る。

本設備は一般的にアンモニア洗浄塔、ベンゼン洗浄塔、管式炉などの他の設備と共用されており、蒸留過程で通される直接蒸気は高度過熱蒸気である。そのため、直接蒸気使用量は脱ベンゼン蒸留操作に極めて重要な役割を果たす。

二、構造特徴及び分類

脱ベンゼン塔はその内部構造によってプレート式塔とフィラー塔に分けられる。板式塔は塔体と塔内部品（塔盤）から構成され、よく使用される板式塔盤にはスクリーン塔盤、フローティングバルブ塔盤、ブリスター塔盤（図1）がある。充填塔は塔体、充填剤層、液体分布装置などで構成されている（図2）。

フィラー塔は塔内のフィラーを気液二相間接触部材とする物質移動装置である。充填剤塔は連続接触式気液輸送設備に属し、二相組成は塔高に沿って連続的に変化し、正常な操作状態では、気相は連続相、液相は分散相である。

当社が生産した脱ベンゼン塔は、円形泡カバー、CJST垂直泡カバーまたはフローティングバルブ塔を内部部品とする板式塔が多く、筒体内の各部分の作用に応じて貧液槽段（設備によっては設置しないが、要求に応じて決める）、粗るつぼ段と精るつぼ段のいくつかの部分に分けられる。一般的には粗堙段に17層の塔盤を設置し、精堙段に13層の塔盤を設置する。

板式脱ベンゼン塔にはスカート座、塔体、塔内部品、塔釜、つり柱、接合管などの組成があり、塔内部品はすべてステンレス鋼部品であり、主に蒸気分配器、塔板、泡カバーまたは浮上弁がある。脱ベンゼン塔の外

図1図2

シェルはステンレス製で、2 ~ 3節に分けて製作され、現場で溶接されて一体化されている。

円形ブリスター塔板とCJST垂直ブリスター塔板にはそれぞれ特徴があり、脱ベンゼン塔内で単用することも、相互に使用することもできる。

1、円形ブリスター塔板の気液接触模式図は以下の通り：

特徴：

利点は操作が安定しており、弾性がよく、板の効果が高く、汚れの詰まりを回避でき、材料の検査が十分であるなど、弱点は構造が複雑で、建造費が高く、各層の塔板を通過するガスの圧力降下が大きいなどである。

2、CJST垂直ブリスター塔板の気液接触模式図は以下の通り：

特徴：

①効率が高い：塔内に多層（20層以上）の塔盤を設置し、塔頂部のアンモニア蒸気濃度は20%以上に達することができ、アンモニア蒸脱率は98%（伝統的なアンモニア蒸着塔は一般的に90%未満）に達し、閉塞に抵抗し、運転周期が長い。

②処理能力が大きい：ミストニップは極めて少なく、プレート上を流れる液体は基本的にガスを含まない清液であり、低下

降液管の液体が氾濫する可能性がある。

③操作弾性が良い：泡カバー、スクリーンなどの塔盤の泡の物質移動方式を改善し、気液は噴射形式で行う

接触、製品品質は気液負荷変動の影響をほとんど受けず、操作は安定している。

④閉塞抵抗力が強い：塔板板の穴が大きく、可動部品がないため、一般的に汚れや粘性材料に閉塞されにくい。また、気液は噴射状態でキャップから離れており、気速が高く、キャップ孔自体に強い自己洗浄能力があり、塔を塞ぐことはない。

⑤点検が便利。塔内の塔板と梁の接続方式はボルト固定を採用しており、点検修理が容易であり、特に塔盤を交換する際には、塔節を取り外す必要がなく、マンホールを通じて完成することができ、点検費用を節約することができる。

三、設計原則及び選択根拠

1、設計原則：脱ベンゼン塔の作動媒体はベンゼン蒸気、ベンゼンオイル洗浄、オイル洗浄、

設計圧力：≤0.1Mpa；設計温度：200℃

材質選択：炭素鋼材料はQ 235 CとQ 245 R、ステンレス鋼材料は304（0 Cr 18 Ni 9）である。

設計規範：JB/T 4710-2005「鋼製塔式容器」。

2、選択根拠：

脱ベンゼン塔の選択に考慮すべき要素は：材料の性質、操作棒

件、塔設備の性能及び塔設備の製造、設置、輸送

やメンテナンスなど。

脱ベンゼン塔の製造及び検査基準：SH 3098-93「石油

化学工業塔器設計規範』。

四、設置、使用、メンテナンス

1、脱ベンゼン塔の取り付け

①設置場所の選択は操作、点検、着脱の利便性などを保証しなければならない。

②基礎取付図は塔底外径とアンカーボルトの位置と大きさで作成し、スカート座の脱着に注意する

ベンゼン塔の基礎は相応に高くしなければならない（一般的に高さを4/5メートル増やす）。

③本設備の製作は一般的に筒体2-3節であり、節と節の間に保箍を配置する。現場設置時、脱ベンゼン塔の重量に基づいて揚重設備と工具を選択し、総組立図の要求に基づいて順次整塔を組み立て、そして塔板の水平度と塔身の垂直度を保証して、それから溶接を施す。

④塔台座を置く時、水平計で台座上の平面の水平度を検査し、水平度が平面全体に3 mmの許容差を保証し、その後台座を固定し、ナットを締め付ける。

⑤設置過程において常にその垂直度を確認しなければならず、架設済みの塔体の実際の軸線と設計軸線の偏差は塔体の高さの1/1500以下、局所曲げは測定長さの1/750以下である。

⑥塔身垂直度：塔節取付中、2節ごとに鉛直法で塔身の垂直度を検査し、総取付後にもう一度検査する。

その傾斜許容値は塔高の1/1000、最大は≦15 mmであり、そうしないと、水平ではなく、塔板にデッドスペースをもたらし、塔盤の効率を低下させることになる。

⑦塔全体の方位と局所方位の公差はいずれも塔底円周を基準として測定し、≦15 mmである。

⑧すでに鉄骨構造またはコンクリートフレームのプラットフォームがある場合、脱ベンゼン塔の各管口位置はプラットフォームと接合してはならないことに注意しなければならない。現場溶接のプラットフォーム（またははしご）は全塔に溶接（連結）接合調整を取り付けてから溶接し、各管口を避けるべきである。

⑨タワー全体を設置する場合は、避雷接地装置を設置すること。

2、脱ベンゼン塔の試運転及び運転

①試運転前に図面の特殊要求の有無と説明、銘板の特殊標識の有無、試験圧、試運転手順の特殊要求の有無などを調べるべきである。

②塔体の試運転作業はプロセスに精通した者が行うべきである。

③試運転前にシステム全体を洗浄し、入口の配管にフィルターを設置する。

④システムにバイパスがなければ、試運転時に臨時バイパスを増設しなければならない。

⑤設備出荷時に水圧試験を行ったため、現場設置が完了した後、カフ溶接部の漏れ試験だけを行うことができる。

⑥試運転：システム全体の設置が終わったら、ポンプで水を入れ、塔底に気管を入れて蒸気（少量）を入れ、

各部位に走る、噴く、滴、滲む、漏れる現象がないかを検査し、あれば排除するまで検査修理を行う。同時にタワーの動作状況を観察し、各計器と安全施設が完備していて、使いやすいかどうかを検査する。

⑦試運転中、ゆっくりと昇温と降温し、差圧と熱衝撃を与えないようにしなければならない。

⑧脱ベンゼン塔は図面規定の圧力を超えて運転してはならない。

⑨試運転が完了し、全塔は要求に応じて保温する（ミラー、接収を除く）。

3、脱ベンゼン塔の使用とメンテナンス

①運転中は、まず塔底の放空弁を開き、塔内の空気を排出してから閉じる。

②条件がある場合、塔釜の余液を完全に放出し、余圧を除去し、そして清水で塔を洗い、窒素ガスまたは空気を置換し、合格した後に作業を行うことができる。無条件の場合、塔釜の余剰液を流した後、余剰圧を取り除き、蒸気で塔を蒸す。

③給油要求は安定し、昇温速度は緩慢で、バルブの調節はまめで、遅い。

④駐車時にまず油の供給を停止し、釜液を入れ尽くし、蒸気で塔を15〜20分蒸らしてから空にする。

五、故障分析と排除：

試作及び生産過程で発生する可能性のある故障、可能性のある原因分析及び処理方法は以下の通りで、参考に供する：

塩城市海韻環境工学技術有限公司60—120万トン/年コークス炉（冷ドラム工程、脱硫工程、硫黄アンモニア工程、溶出ベンゼン工程、）の工程設計、設備供給、設置サービス。