集束纤维填料塔是一种新型高效的传质设备,它具有传质表面积大、压降小、操作范围广、利于传质液-液两相分离的优点,己被广泛应用于石油、化工领域的多种工艺过程中。本文首先以苯甲酸水溶液(原料液)和煤油(萃取剂)为传质体系,在一套直径70mm,高2630mm的有机玻璃集束纤维填料塔冷态实验装置上,在纤维丝填充密度1.89%～5.08%,运动粘度0.942mm2/s～1.138 mm2/s,水-油体积流量比3～6的操作区间内,考察了分布器、原料液的粘度、传质两相液体引入填料塔的顺序对集束纤维填料塔内两相流动、传质性能的影响。　　本文首先优化了填料塔的液体分布形式。当分布器喷淋点数不变,而塔内的“最大流动通道数”较多时,水-油流量比越大则传质两相接触得越均匀;而当“最大流动通道数”较小时,流量比越小则二者接触的效果越好;若喷淋点数(分布孔数)越接近“最大流动通道数”,则传质两相液体接触效果越好。　　改变纤维丝填充密度以及水-油体积流量比,随着原料液粘度的增加,流体的停留时间延长;两相接触、混合得更为均匀;而体积传质系数则呈先增后减的趋势;最佳传质工况(体积传质系数达到最大值时对应的工况)与原料液粘度和塔内纤维丝填充密度密切相关。　　传质两相液体的引入顺序对集束纤维填料塔内两相的流动、传质特性也具有直接影响。若先引入水相(原料液),后引入油相(萃取剂),体积传质系数随水-油体积流量比W/O的增大而减小;而在“先油后水”的情况下,体积传质系数则随水-油流量比W/O的递增而先增后减,并在水-油体积流量比5附件时取得最大值;在传质两相引入填料塔顺序不同的情况下,体积传质系数均随纤维丝填充密度的增加而先增后减,且存在一个极值。“先油后水”时,最佳传质工况出现在纤维丝填充密度为3.15%附近;而“先水后油”时,最佳传质工况则出现在纤维丝填充密度约为3.36%时。　　通过对冷模实验的实验结果进行分析,并结合数值模拟的方法,建立了以优化“微观传质面积比”的方法来确定集束纤维填料塔装置的设计准则。　　根据上述设计准则,设计了一套处理量为1万吨/年的汽油脱硫醇集束纤维填料塔小型工业侧线实验装置,并进行了工业侧线实验。工业侧线实验中,分别采用“小加氢汽油”、稳定汽油、预碱洗汽油作为原料,考察了集束纤维填料塔装置的脱硫效果。实验结果表明:与传统设备相比,一方面,集束纤维填料塔脱硫醇效率较高,最高可达到97.8%;另一方面,即使在与传统设备脱硫醇效率相当的情况下,集束纤维填料塔脱硫醇装置的碱耗等经济指标也明显优于传统装置。从而验证了设计准则的可行性和有效性,为该技术进一步的国产化奠定了扎实的基础。