化工裝置生產(chǎn)中，精餾塔是最常見(jiàn)的、典型的分離設(shè)備，任何從事化工生產(chǎn)的人對(duì)精餾塔都不會(huì)陌生，但對(duì)精餾塔操作中常見(jiàn)的突出問(wèn)題，比如：液泛、淹塔、沖塔現(xiàn)象，原因都不是很清楚，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)對(duì)于塔的參數(shù)變化反應(yīng)也不敏感，這樣往往延遲了問(wèn)題的解決時(shí)間，影響裝置生產(chǎn)。今天，就上面提出的幾個(gè)問(wèn)題原因做個(gè)詳細(xì)分析，另外舉出實(shí)例來(lái)展示生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)的參數(shù)變化和錯(cuò)誤操作！
首先來(lái)看我們最熟悉的液泛現(xiàn)象在精餾塔中，由于各種原因造成液相堆積超過(guò)其所處空間范圍，稱(chēng)為液泛。液泛可分為降液管液泛、霧沫夾帶液泛等。降液管液泛是指降液管內(nèi)的液相堆積至上一層塔板。霧沫夾帶液泛是指塔板上開(kāi)孔空間的氣相流速達(dá)到一定速度，使得塔板上的液相伴隨著上升的氣相進(jìn)入上一層塔板。產(chǎn)生液泛時(shí)的操作狀態(tài)稱(chēng)為液泛點(diǎn)。在設(shè)計(jì)精餾塔時(shí)，必須控制維持液泛率在一定的范圍內(nèi)以保證精餾塔的穩(wěn)定運(yùn)行。液泛開(kāi)始時(shí)，塔的壓降急劇上升，效率急劇下降。隨后塔的操作遭到破壞。? 是什么原因?qū)е乱悍含F(xiàn)象的產(chǎn)生？由于塔板對(duì)上升的氣流有阻力，下層板上方的壓力比上層板上方的壓力大，降液管內(nèi)泡沫液高度所相當(dāng)?shù)撵o壓頭能夠克服這一壓力差時(shí)，液體才能往下流。當(dāng)液體流量不變而氣體流量加大，下層板與上層板間的壓力差亦隨著增加，降液管內(nèi)的液面隨之升高。若氣體流量加大到使得降液管內(nèi)的液體升高到堰頂，管內(nèi)的液體便不僅不能往下流，反而開(kāi)始倒流回上層板，板上便開(kāi)始積液；加以操作時(shí)不斷有液體從塔外送入，最后會(huì)使全塔充滿液體。就形成了液泛。若氣體流量一定而液體流量加大，液體通過(guò)降液管的阻力增加，以及板上液層加厚，使板上下的壓力差加大，都會(huì)使降液管內(nèi)液面升高，從而導(dǎo)致液泛。氣流夾帶到上一層板的液沫，可使板上液層加厚，正常增加到一定程度，液層的加厚便顯著起來(lái)(板上液體量增多，氣泡加多、加大)。氣流通過(guò)加厚的液層所帶出的液沫又進(jìn)一步加多。這種過(guò)量液沫夾帶使泡沫層頂與上一層板底的距離縮小，液沫夾帶持續(xù)地有增無(wú)減，大液滴易直接噴射到上一層板，泡沫也可冒到上一層板，終至全塔被液體充滿。5、塔頂和塔底的產(chǎn)品質(zhì)量均不合格。注意：以上兩種促成液泛的原因中，比較常見(jiàn)的是過(guò)量液沫夾帶。? 第二種常見(jiàn)的突出問(wèn)題是淹塔在精餾過(guò)程中，自某塊塔板往上液體逐漸積累，以至充滿部分塔段，使上升氣體受阻，氣、液兩相的傳質(zhì)傳熱過(guò)程不能正常進(jìn)行，這就叫淹塔。? 淹塔的現(xiàn)象是：塔頂溫度下降；回流罐液面下降；塔底液面和壓力增高。? 導(dǎo)致淹塔發(fā)生的原因有以下幾種：開(kāi)工時(shí)鐵屑、焊渣等雜物，正常生產(chǎn)中設(shè)備腐蝕物的沉積，或者液體中的固體析出，溶液的自聚物，都易引起降液管堵塞。? 處理方法有這兩項(xiàng)：1、適當(dāng)降低進(jìn)料量和回流量。2、如設(shè)備故障，則停工處理。精餾塔正常操作中，氣液相負(fù)荷相對(duì)穩(wěn)定。當(dāng)氣液相負(fù)荷都過(guò)大時(shí)，氣體通過(guò)塔板壓降增大，會(huì)使降液管中液面高度增加；液相負(fù)荷增加時(shí)，出口堰上液面高度增加。當(dāng)液體充滿整個(gè)降液管時(shí)，上下塔板連成一片，分餾完全被破壞，就會(huì)出現(xiàn)沖塔。? 沖塔的原因是：凡是形成塔內(nèi)氣液相負(fù)荷過(guò)大的因素都可引起沖塔，如原油的處理量、原料性質(zhì)過(guò)輕、原油進(jìn)塔含水量、塔底吹汽量、進(jìn)料溫度過(guò)高、回流中斷或分布不均等。? 現(xiàn)象：發(fā)生沖塔時(shí)，因塔內(nèi)分餾效果變壞，破壞正常的傳質(zhì)傳熱，致使塔頂溫度、壓力、側(cè)線餾出口溫度、回流溫度均上升，塔低液位突然下降，餾出油顏色變黑。? 處理的原則是降低汽液負(fù)荷，即降低回流量和塔底加熱蒸汽量，如果因?yàn)樘幚砹窟^(guò)大，可降低進(jìn)料量。必要時(shí)可中斷進(jìn)料、關(guān)閉塔底加熱蒸汽，待各層塔盤(pán)溫度回落到正常值以下后，再重新加熱、進(jìn)料。由穩(wěn)定塔參數(shù)變化情況可見(jiàn)：a）塔的分離效果已經(jīng)變差，塔底產(chǎn)品純度降低，導(dǎo)致加大蒸汽量的情況下靈敏板溫度依然低于正常生產(chǎn)時(shí)的指標(biāo)；b）塔頂壓力不變的情況下，加大回流量，回流下塔盤(pán)溫度依然高于正常指標(biāo)值，說(shuō)明塔頂產(chǎn)品純度降低，分離效果變差；c）靈敏板（第3層塔盤(pán)）與第21層塔盤(pán)溫差明顯變小，說(shuō)明下層塔盤(pán)輕組分增加，上層塔盤(pán)重組分增加，而塔底液位尚可正?？刂疲膳袛嗨霈F(xiàn)了嚴(yán)重的液泛現(xiàn)象。若為沖塔則塔底液位將會(huì)迅速降低，這是沖塔與液泛的明顯區(qū)別。對(duì)于已經(jīng)設(shè)計(jì)好并正常運(yùn)行后的精餾塔來(lái)說(shuō)，在原料組成變化不大的情況下，在產(chǎn)生沖塔或液泛現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)主要從操作上進(jìn)行分析。從上圖穩(wěn)定塔液泛時(shí)的對(duì)比數(shù)據(jù)可以看出，穩(wěn)定塔回流量與塔底加熱蒸汽量均高于正常值，這是導(dǎo)致出現(xiàn)液泛的最常見(jiàn)操作。操作人員經(jīng)驗(yàn)不豐富，對(duì)精餾塔操作理解不深，當(dāng)靈敏板溫度低時(shí)，加大塔底加熱蒸汽量，當(dāng)塔頂溫度高時(shí)又加大回流量，如此反復(fù)，導(dǎo)致加熱蒸汽量及回流量均過(guò)大，氣液相負(fù)荷均大幅超過(guò)塔的設(shè)計(jì)負(fù)荷，導(dǎo)致出現(xiàn)液泛，塔內(nèi)氣液平衡受到破壞。這個(gè)穩(wěn)定塔出現(xiàn)液泛現(xiàn)象后，重新調(diào)整回流量及塔底蒸汽量，但經(jīng)過(guò)16個(gè)小時(shí)穩(wěn)定塔依然未達(dá)到正常的平衡狀態(tài)。最后采取關(guān)閉加熱蒸汽、停止進(jìn)料、降低溫度的措施，重新投入運(yùn)行方調(diào)整正常。
