張艷輝

（內(nèi)蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017320）

關(guān)于液泛產(chǎn)生的原因分析及處理辦法

張艷輝

（內(nèi)蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017320）

2000年以來，中國境內(nèi)的化工企業(yè)，尤其是煤化工企業(yè)迅猛發(fā)展，化工人才缺口很大，操作人員水平參差不齊，致使一些裝置建成后開工初期操作不平穩(wěn)，延長了產(chǎn)品合格時(shí)間，造成了很大浪費(fèi)。液泛是化工裝置中精餾塔操作時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到的一種不正常狀態(tài)，本文對(duì)液泛產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析，并針對(duì)各種原因產(chǎn)生的液泛提出了針對(duì)性的解決辦法。

液泛；精餾塔；塔板；負(fù)荷

液泛是精餾塔操作中經(jīng)常發(fā)生的一種不正常的現(xiàn)象，如果處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致操作指標(biāo)大幅波動(dòng)，精餾操作的三大平衡（熱平衡、相平衡、物料平衡）被打破，最終導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。如果發(fā)生在重質(zhì)烴精餾塔中，還有可能造成塔頂產(chǎn)品變色等，甚至有可能導(dǎo)致裝置停車，對(duì)生產(chǎn)操作非常不利。

1 液泛的定義

液泛是指在精餾塔中氣液相負(fù)荷過大，使塔板與塔板之間的壓降增大，則降液管中下降到下一層塔板的液相量減少，降液管中的液面逐漸升高，當(dāng)壓降超過某一定值時(shí)，降液管中的液相逐漸漫到上一層塔板，致使兩層或幾層塔板的液相連成一體，這種現(xiàn)象就叫作液泛。

圖1 降液管中液相受力分析

2 精餾塔的類型

為能夠更好地對(duì)液泛產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，需要了解精餾塔。常用的精餾塔一般有板式塔和填料塔兩種，本文以板式塔為例進(jìn)行介紹。板式塔是在圓形筒體中安裝若干層水平塔板，板與板之間有一定的間距，塔板上開有許多孔（孔上可能安裝一些附件，如浮閥、泡罩等），供氣相逐板向上流動(dòng)，板的一側(cè)有降液管，供液相逐板向下流動(dòng)。降液管既要能使液體順利流到下一層塔板，又要能使液體中夾帶的氣泡分離出來。板式精餾塔如圖2：

圖2 板式塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

3 液泛原因分析

當(dāng)液泛發(fā)生時(shí)，在DCS操作畫面上可以看到精餾塔的壓降增大到正常的范圍以外，溫度分布出現(xiàn)不正常，發(fā)生液泛的區(qū)域溫度分布梯度很小。為什么會(huì)產(chǎn)生這些現(xiàn)象呢？

原因之一：精餾塔中氣相負(fù)荷過大（塔底蒸發(fā)量或氣相進(jìn)料量過大），液相下降阻力增大，當(dāng)氣相負(fù)荷大到一定的程度，降液管內(nèi)的液相下降量減少，甚至無法下降，導(dǎo)致降液管內(nèi)液面逐漸升高，如果此時(shí)還沒有降低氣相負(fù)荷，就會(huì)導(dǎo)致液泛。因?yàn)槊颗_(tái)精餾塔最初設(shè)計(jì)的氣液相負(fù)荷是固定的范圍，且這個(gè)范圍很小，一旦氣相負(fù)荷超過這個(gè)上限，降液管中的液面逐漸上升到與上一層塔板連在一起。

原因之二：精餾塔中液相負(fù)荷過大（回流量或者液相進(jìn)料量過大），造成氣體不能向塔頂上升，或上升量很小，經(jīng)過一定的時(shí)間積累就會(huì)導(dǎo)致液體被氣體完全托住，造成液體無法下流，也會(huì)產(chǎn)生液泛。

原因之三：在新建裝置初次開車時(shí)，或裝置大檢修后，交付生產(chǎn)時(shí)檢查不認(rèn)真，塔中留有大量的焊渣、雜物、鐵銹等，堵塞了降液管，導(dǎo)致液泛。

原因之四：精餾塔中的物料因操作不當(dāng)，如溫度過高、反應(yīng)器催化劑泄漏至塔中等，引起塔內(nèi)物料發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)物沉積在塔板上或降液管管壁，沉積物逐漸堵塞了液相下降的通道或氣相上升的通道，而導(dǎo)致液泛。

4 發(fā)生液泛時(shí)的現(xiàn)象

精餾塔壓降超過規(guī)定值；塔的某一部分塔板溫差很小，與平時(shí)操作的溫差相差較大；塔頂壓力低，回流罐液面下降；嚴(yán)重時(shí)，塔的壓力會(huì)發(fā)生上下有規(guī)律的波動(dòng)。此時(shí)操作人員就可以判斷為已經(jīng)發(fā)生了液泛。

5 產(chǎn)生液泛后的處理方法

當(dāng)發(fā)生液泛時(shí)，操作員要冷靜，不能急于處理，首先要分析產(chǎn)生的原因，究竟是液相過大還是氣相過大，不同的原因必須采用針對(duì)性的措施，否則可能適得其反，產(chǎn)生更嚴(yán)重的后果。

5.1 針對(duì)原因一的解決方案

如果塔的蒸發(fā)量過大，可見塔底熱媒的量高于正常操作值，且塔底溫度也較高，此時(shí)如果液泛剛剛發(fā)生，則可以緩慢降低塔底熱媒量，使氣相量減少，液體得以逐漸下降，并恢復(fù)到正常水平，操作切忌大幅度關(guān)閉熱媒輸入量，這樣可能造成氣相量急劇減少，液體可能突然大量落至塔底，造成塔底液位超高，塔底物料不合格。

如果是塔的氣相進(jìn)料過大，可見氣相進(jìn)料流量很大，與當(dāng)時(shí)塔的回流量和加熱量不平衡，如不及時(shí)降低氣相進(jìn)料負(fù)荷，就會(huì)發(fā)生液泛。此時(shí)最好的辦法就是降低氣相進(jìn)料量，如因疏忽大意，沒及時(shí)發(fā)現(xiàn)，液泛已經(jīng)發(fā)生，則應(yīng)該先緩慢降低進(jìn)料流量，少量地降低塔底蒸發(fā)量，讓塔的氣相負(fù)荷慢慢減小?；亓髁靠梢砸曇悍呵闆r適當(dāng)?shù)臏p少。但不要大量減少，否則氣相可能沖到塔頂，造成超壓或安全閥起跳事故。

5.2 針對(duì)原因二的解決方案

精餾塔液相回流過大產(chǎn)生的液泛，可以緩慢少量地減少回流量，如果是有側(cè)線采出或側(cè)線回流的精餾塔則需要自下而上的逐級(jí)減少回流量，切不可同時(shí)大量減少回流，這樣極易造成沖塔，而使操作紊亂。如果側(cè)線采出的液面不高，就不要提高側(cè)線采出量，因?yàn)榇藭r(shí)有可能側(cè)線采出不合格。操作時(shí)應(yīng)注意，因前期發(fā)生液泛時(shí)，操作者可能會(huì)加大塔底再沸量。如果是這種情況，在減少回流量的同時(shí)，也要適當(dāng)減少再沸量，避免因再沸量過大而發(fā)生沖塔。

如果是液相進(jìn)料過大造成的液泛，應(yīng)緩慢減少液相進(jìn)料，同時(shí)可少量地減少回流，當(dāng)塔已經(jīng)恢復(fù)平衡，再提高回流量至正常值。但是不要把回流量大幅度減少，這樣容易造成塔頂波動(dòng)。

由于原因三或四引起的液泛并不多見，而且這兩種原因引起液泛后，隨之而來的就是淹塔（即部分塔段被液體充滿），這時(shí)只能停車檢修解決，所以裝置開工前的檢查非常重要，一定要仔細(xì)認(rèn)真，做到塔內(nèi)清潔干凈。操作中反應(yīng)工段注意觀察操作畫面和數(shù)據(jù)，如果發(fā)生催化劑非正常損失，及時(shí)通知下游精餾工段。

6 結(jié)語

生產(chǎn)操作要精心細(xì)致，緩慢進(jìn)行。如果發(fā)現(xiàn)塔的操作數(shù)據(jù)不正常，要及時(shí)分析原因，可以與以前的操作數(shù)據(jù)對(duì)比，對(duì)比壓差、塔頂塔底溫度、加熱介質(zhì)流量、回流量等，確定是否發(fā)生了液泛。一旦確定發(fā)生液泛，不可猶豫不決，造成事故擴(kuò)大。

［1］王志奎.化工原理［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社教材出版中心，2004.

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