魏新軍，李迎春，魯 鵬，楊 帥

(1.平頂山市神馬萬里化工股份有限公司，河南 平頂山 467000 ； 2.河南省化工研究所有限責任公司，河南 鄭州 450052)

汽提是用來回收被吸收的溶質(zhì)，使吸收劑與溶質(zhì)分離獲得再生的化工單元操作；同時，汽提還用于去除液體中的輕組分，如石化工業(yè)中常以蒸汽為汽提劑將液體中的輕組分脫除。汽提塔的形式可以為板式塔或填料塔。無論何種形式的塔，原料都從塔頂部入塔，從底部離塔；蒸汽從塔底部入塔，與液體在塔內(nèi)形成逆流接觸，并于塔頂和被提餾組分一起出塔。與吸收塔相反的是濃端在塔頂，稀端在塔底，在汽提塔內(nèi)液相中溶質(zhì)的平衡分壓大于氣相中溶質(zhì)的分壓；在汽提過程中，需要將溶質(zhì)分子相變?yōu)闅怏w，故為吸熱過程，所以汽提劑溫度一般等于或大于原料溫度，否則將降低汽提效果。通常蒸汽汽提量不能過少(一般為產(chǎn)品量的2.6%～4%)，汽提塔的管道直徑應足夠大，在塔內(nèi)構(gòu)件選擇上，多采用填料塔。平頂山市神馬萬里化工股份有限公司環(huán)己醇生產(chǎn)裝置苯部分加氫工藝中，催化劑再生系統(tǒng)汽提工序采用的是“濕式”汽提，用催化劑漿液中含有的水作為解吸介質(zhì)，通過閃蒸來分離出需要再生的催化劑料漿中的油相組分，然后將除去油相的催化劑送至再生工序進行再生，最后返回加氫反應系統(tǒng)繼續(xù)使用。

1 汽提工作原理

在汽提塔里，冷凝水與蒸汽在塔板上接觸冷凝水沿塔板水平流動，蒸汽通過塔板上的孔垂直向上流動，在離開塔板的蒸汽中，易揮發(fā)化合物的濃度較高，離開塔板的冷凝水中易揮發(fā)的組分濃度比進入塔板時的低。汽提裝置包括一個汽提塔、進料預熱器、塔頂冷凝器和平衡冷凝器。汽提裝置的工作原理圖，見圖1。

圖1 汽提裝置工作原理圖

汽提塔的形式可以為板式塔或填料塔。無論何種形式的塔，原料都從塔頂部入塔、底部離塔；解吸劑從塔底部入塔，與液體原料在塔內(nèi)逆流接觸，并于塔頂和被汽提餾組分一起出塔，在汽提塔內(nèi)液相中溶質(zhì)的平衡分壓大于氣相中溶質(zhì)的分壓，汽提過程中，需將溶質(zhì)分子相變?yōu)闅怏w，故為吸熱過程，所以汽提劑溫度要大于原料溫度，否則汽提效率降低。

2 存在問題

苯部分加氫催化劑再生工藝過程中的第一個工序是將加氫催化劑漿液夾帶的再生油經(jīng)汽提塔進行汽提除油，加氫反應系統(tǒng)壓力為4.0～5.0 MPa，溫度135～145 ℃，油汽提塔為常壓，加氫催化劑漿液從加氫反應系統(tǒng)依靠壓差輸送至油汽提塔進行除油操作。原設(shè)備采用催化劑漿液進口與汽提塔中心線一致的設(shè)計，將加氫催化劑進入油汽提塔的管道拐彎處設(shè)置為直角，由于該過程為高壓系統(tǒng)向常壓系統(tǒng)的輸送，加氫催化劑是微顆粒黏稠流體，沖擊力很大，拐彎處為直角使輸送阻力加大，造成輸送管道磨蝕減薄直至管道破裂，破裂處釋放的催化劑繼續(xù)擊穿油汽提塔側(cè)壁，不但形成重大的安全隱患，還造成加氫催化劑的泄漏損失，使得加氫催化劑再生系統(tǒng)降低負荷或停車；同時，微顆粒黏稠狀加氫催化劑是間歇式進入再生油汽提塔，水平設(shè)置的再生管線會造成漿液中的微顆粒沉積，使管線堵塞，必須停車疏通管線后才能繼續(xù)運轉(zhuǎn)，如圖1所示。改造前每三個月就要檢修一次，更換破損的哈氏合金管道，補焊被擊穿塔壁，輸送易燃、易爆、劇毒物料的管道設(shè)備有破損風險成為影響正常生產(chǎn)的重大隱患。

3 技術(shù)方案

反應體系中排出的部分需要再生的加氫催化劑是高壓、高溫、微顆粒黏稠流體，有腐蝕性和磨蝕性，且由于劇烈閃蒸流體的沖擊力很大，直角拐彎處輸送阻力較大，易造成塔內(nèi)管道爆裂，并擊穿油汽提塔壁；還會使水平設(shè)置的再生管線因催化劑微顆粒沉積，導致管路堵塞；為了保證催化劑汽提除油效果的同時減小液體催化劑的沖擊力，考慮利用預留口將催化劑進料位置由側(cè)向進料改為頂部進料，并將進入塔體的催化劑輸送管道，由直角型改為燈叉彎(也稱蹬踏彎)型，下彎角度為135°，上下端直線管道長度分別為500 mm和400 mm，直線管道的軸線與塔體軸線的距離為塔體半徑R的1/3～3/5，上端管線頂部用法蘭連接，如此可大大減小微顆粒黏稠高壓液體的流動阻力和沖擊力，還可以避免管道堵塞。

4 技改措施

為了解決環(huán)己醇生產(chǎn)中催化劑再生過程汽提塔泄漏、堵塞的技術(shù)問題，設(shè)計了新型催化劑再生工序的油汽提塔，包括塔體、上封頭和催化劑管線等，如圖2所示。

1.再生汽提除油塔 2.塔體 3.上封頭

由于塔頂部中間位置是汽提過程上升流的出口，如果產(chǎn)生位移會使上升氣流產(chǎn)生渦流，從而影響整塔效率，所以將催化劑輸送管道設(shè)置于旁邊位置，并沿塔體向下貫穿上封頭后伸入塔體內(nèi)腔，連接燈叉彎段和直管，并將燈叉彎與塔體內(nèi)壁的補強板焊接固定，燈叉彎的下彎角度為135°最佳。技術(shù)改造的關(guān)鍵是燈叉彎型管道應沿著汽提塔軸向位置伸入塔體內(nèi)腔，使再生催化劑流體與從塔底進入的汽提介質(zhì)蒸汽能夠充分地接觸，以提高汽提效率。由于再生催化劑是高壓微顆粒黏稠流體，沖擊力很大，所以燈叉彎段與塔體內(nèi)補強板要牢固焊接，避免產(chǎn)生松動；在保證汽提介質(zhì)蒸汽上升過程不受影響的前提下，增加催化劑輸送管道的直徑，利用流體的放大效應減緩需要再生的催化劑的沖擊力。

5 技改效果

消除了安全隱患。技改實施后克服了原設(shè)計的缺陷，再生催化劑輸送管道和除油汽提塔壁磨蝕沖刷情況大大降低，滿足安全生產(chǎn)的要求。改造后，保證了裝置長周期穩(wěn)定運行。技改實施兩年中未發(fā)現(xiàn)管道爆裂和汽提塔設(shè)備破損，節(jié)約設(shè)備維修和管道更換費用近百萬元。同時，避免了催化劑損失。加氫催化劑價格昂貴，每次檢修都有幾十千克流失；再加上每次檢修的降負荷或停車影響，造成生產(chǎn)裝置的產(chǎn)能下降，每年的經(jīng)濟損失達幾百萬元。

本次技術(shù)改造實施后，有效降低了催化劑流體對輸送管道的沖擊力，避免了管線的堵塞現(xiàn)象，催化劑再生過程汽提塔從改造前每三個月檢修一次減少至每兩年檢修一次，大幅提高了生產(chǎn)系統(tǒng)的長周期運行穩(wěn)定性。