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塔设备的发展与展望乙烯最早是用乙醇脱水来进行小量生产，世界上第一套由石油烃类制乙烯装置始建于1940年美孚石油公司，首先使用的原料是炼厂的干气。20世纪90年代，装置能力提高到600～1000kt/a，控制系统采用DCS集散系统，控制精度、稳定性大大提高，并实现了许多过程先进控制、节能降耗措施，使乙烯生产成本大幅度降低，市场也更加扩大。我国乙烯工业发展较晚，起步于20世纪60年代。1962年兰化公司5kt/a乙烯装置建成投产，标志着我国乙烯工业的诞生，其后上海高桥乙烯于1964年投产。这两套乙烯装置均采用炼厂气为原料，裂解采用方箱炉，分离采用中冷油吸收法，生产化学级乙烯[2]。20493
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鉴于塔设备在炼油和石化工业中的作用、重要地位和当今我国石化工业面临的形势，按照塔内件研究的历史发展规律，结合我国塔设备操作现状和现有塔内件的技术水平，提出现阶段和未来的塔内件开发方向可以从三个主要方面拓展。塔内件现阶段实用技术的发展、塔内件储备技术的开发、大型塔设备的应用基础研究及科学化塔内件设计技术基础研究。塔设备科学化设计是未来塔设备的发展方向，现有经验设计技术难以适应未来塔设备科学化设计的要求，因此需要开展科学化塔内件设计技术的技术储备[2]。
2 塔设备的性能讨论
从板式塔的塔盘结构和填料塔所用的填料等几个方面讨论，分析了其对塔设备性能的影响，并提出了其具有的相应的优缺点[3]。
(1) 生产能力：板式塔的塔板开孔率一般较小；而填料塔内件的开孔率通常较大，故单位塔截面积上填料塔的生产能力一般均高于板式塔。
(2) 分离效率：在减压、常压和低压操作下，填料塔的分离效率优于板式塔；在高压操作下，板式塔的分离效率优于填料塔。
(3) 压降：填料塔由于空隙率高，故其压降小于板式塔。
(4) 操作弹性：填料塔的操作弹性取决于塔内件的设计，可根据实际需要确定填料塔的操作弹性；板式塔的操作弹性则受到塔板液泛、液沫夹带及降液管能力的限制，一般操作弹性较小。
(5) 结构制造及造价：一般来说填料塔的造价通常高于板式塔。板式塔较填料塔更易于操作。板式塔容易实现测线进料和出料，填料塔不宜直接处理有悬浮物或容易聚合的物料[3]。
3 板式精馏塔的塔板效率
板式精馏塔的精馏塔效率包括三种：点效率、塔板效率或莫夫里效率、全塔效率；这三种效率实质上是采用不同的方法评价了实际过程与理想过程的偏差。造成这种偏差的主要原因包含：液体和气体的性质，精馏塔中塔板的材料性质和几何结构，液体和气体形成多相流动时的动力学体系特性；若一个板式精馏塔的全塔效率已经知道，我们就可以通过确定完成预定精馏过程的理论平衡级的方法来确定这个板式精馏塔的主要工艺设计参数。在这三种效率中，点效率是确定塔板效率的基础，塔板效率是确定全塔效率的基础，它们之间有着一种内在的、藕合的关系[4]。
4 乙烯装置塔设备的研究
4.1 对PRO/Ⅱ软件模拟分析塔流程的研究
针对近年来大型乙烯装置中的精馏塔操作不稳定、能耗大的问题，利用PRO／Ⅱ软件模拟分析该塔流程，总结出随着装置规模大型化该塔采用多溢流塔板形式，计算中应考虑塔板形式对板效率取值的影响。当进料组成与设计工况不符或装置负荷增大时导致产品不达标的情况，可增设进料口在非设计工况下不同位置进料以满足分离的要求，并且塔顶冷凝器和塔底再沸器需要考虑充分的设计余量。并创造性提出了，在传统工艺流程基础上在塔顶冷凝器后增设排放冷凝器进一步回收丙烯的节能优化方案，为实际生产提供建议性指导[5]。