在化工裝置生產(chǎn)中，精餾塔是最常見(jiàn)的、典型的分離設備，任何從事化工生產(chǎn)的人對精餾塔都不會(huì )陌生，但對精餾塔操作中常見(jiàn)的突出問(wèn)題，比如：液泛、淹塔、沖塔現象，原因都不是很清楚，出現問(wèn)題時(shí)對于塔的參數變化反應也不敏感，這樣往往延遲了問(wèn)題的解決時(shí)間，影響裝置生產(chǎn)。

首先來(lái)看我們最熟悉的液泛現象

? 什么是液泛呢？

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到一定速度，使得塔板上的液相伴隨著(zhù)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)。在設計精餾塔時(shí)，必須控制維持液泛率在一定的范圍內以保證精餾塔的穩定運行。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。

? 是什么原因導致液泛現象的產(chǎn)生？

1、降液管內液體倒流回上層板

由于塔板對上升的氣流有阻力，下層板上方的壓力比上層板上方的壓力大，降液管內泡沫液高度所相當的靜壓頭能夠克服這一壓力差時(shí)，液體才能往下流。

當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(zhù)增加，降液管內的液面隨之升高。

若氣體流量加大到使得降液管內的液體升高到堰頂，管內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(mǎn)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 )使降液管內液面升高，從而導致液泛。

2、過(guò)量液沫夾帶到上層板

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(zhù)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(mǎn)。

?  液泛現象分幾種？

1、塔底與塔頂的壓差增加；

2、塔底與塔頂的溫差減??；

3、塔頂回流罐的液位降低；

4、塔底的產(chǎn)品產(chǎn)量減少；

5、塔頂和塔底的產(chǎn)品質(zhì)量均不合格。

?  用什么方法進(jìn)行處理？

1、整改降液板底隙；

2、降低上升蒸汽量；

3、減少進(jìn)料量；

4、降低蒸汽量、回流量。

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(mǎn)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。

?  導致淹塔發(fā)生的原因有以下幾種：

1、沉降管堵死，回流液無(wú)法下流。

開(kāi)工時(shí)鐵屑、焊渣等雜物，正常生產(chǎn)中設備腐蝕物的沉積，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。

2、液體量太大，使降液管超負荷。

?  處理方法有這兩項：1、適當降低進(jìn)料量和回流量。2、如設備故障，則停工處理。

最后一種常見(jiàn)問(wèn)題是沖塔

精餾塔正常操作中，氣液相負荷相對穩定。當氣液相負荷都過(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；液相負荷增加時(shí)，出口堰上液面高度增加。當液體充滿(mǎn)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 )出現沖塔。

?  沖塔的原因是：凡是形成塔內氣液相負荷過(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。

?  現象：發(fā)生沖塔時(shí)，因塔內分餾效果變壞，破壞正常的傳質(zhì)傳熱，致使塔頂溫度、壓力、側線(xiàn)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荷，即降低回流量和塔底加熱蒸汽量，如果因為處理量過(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。

?  數據分析

由穩定塔參數變化情況可見(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；

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?，可判斷塔出現了嚴重的液泛現象。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別。

?  什么原因造成的呢？

對于已經(jīng)設計好并正常運行后的精餾塔來(lái)說(shuō)，在原料組成變化不大的情況下，在產(chǎn)生沖塔或液泛現象時(shí)，應主要從操作上進(jìn)行分析。

從上圖穩定塔液泛時(shí)的對比數據可以看出，穩定塔回流量與塔底加熱蒸汽量均高于正常值，這是導致出現液泛的最常見(jiàn)操作。

操作人員經(jīng)驗不豐富，對精餾塔操作理解不深，當靈敏板溫度低時(shí)，加大塔底加熱蒸汽量，當塔頂溫度高時(shí)又加大回流量，如此反復，導致加熱蒸汽量及回流量均過(guò)大，氣液相負荷均大幅超過(guò)塔的設計負荷，導致出現液泛，塔內氣液平衡受到破壞。

這個(gè)穩定塔出現液泛現象后，重新調整回流量及塔底蒸汽量，但經(jīng)過(guò)16個(gè)小時(shí)穩定塔依然未達到正常的平衡狀態(tài)。最后采取關(guān)閉加熱蒸汽、停止進(jìn)料、降低溫度的措施，重新投入運行方調整正常。

小張剛到某化工廠(chǎng)精餾車(chē)間工作，看到有一個(gè)操作工老師傅，他就問(wèn)老師傅："你看，這個(gè)精餾塔，塔釜好容易把蒸汽蒸到塔頂，還讓它流回來(lái)，多浪費啊?！彼查g，老師傅無(wú)言以對，這個(gè)問(wèn)題怎么講呢？

連續精餾工藝流程