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)。今天，就上面提出的幾個(gè)問(wèn)題原因做個(gè)詳細分析，另外舉出實(shí)例來(lái)展示生產(chǎn)中出現問(wèn)題時(shí)的參數變化和錯誤操作！
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。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。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)。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(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。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。? 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。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。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。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。
