新型導向浮閥在120萬噸/年重油催化裂化裝置分餾塔的應用

孫俊++李海濤

摘 要：本文介紹了蘭州石化公司煉油廠120萬噸/年重油催化裂化裝置針對分餾塔塔頂塔盤易結鹽發生沖塔的問題，同時對分餾塔原有21～32層塔盤開孔率進行更改。工業應用結果表明，改造的分餾塔能夠有效的防止頂部浮閥塔盤因結鹽而發生堵塞，分餾塔頂部液體流動狀態得到改善，減少了液相返混，降低了霧沫夾帶，使分餾塔操作更加平穩，靈活。

關鍵詞：分餾塔；結鹽；塔盤；霧沫夾帶；浮閥

中圖分類號：TE624 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）14-0153-01

1 概況

2015年120萬噸/年重油催化裂化裝置隨原料性質惡化，分餾塔結鹽情況加劇，造成分餾塔多次沖塔，為保證裝置的正常生產運行以及產品質量合格，分餾塔進行頻繁水洗，為消除分餾塔結鹽對裝置長周期運行帶來的瓶頸，經過大量的調研工作后，分廠和車間的決定，與蘇州科迪環保石化股份有限公司合作，通過檢修對分餾塔第21-32層塔盤進行改造。

2 改造內容及目的

（1）由于F1型浮閥塔盤的特點，在分餾塔上部塔盤處容易出現滯留區，造成氣液相混合不均勻，從而增加堵塞的可能性，因此，容易造成分餾塔發生沖塔。科迪公司提供的高效導向浮閥具有以下幾個特點：1）浮閥采用雙導向孔結構。雙導向孔的開孔方向和液流方向一致，減少塔板上的液面梯度。2）浮閥采用拱形結構，減少和塔盤的接觸面積。3）導向浮閥為梯形。在操作中，氣體從閥蓋下面兩側吹出，與液流方向構成小雨90。的銳角，對改善液流狀態，減少液相返混、提高塔板液流均勻性具有良好的作用。綜上幾點因素，更換高效導向浮閥后，可以達到：①改善分餾塔上部塔盤液流流動狀態，減少返混以及霧沫夾帶；②改善分餾塔操作環境，使分餾塔操作彈性增大；③獲得良好的推動作用，使分餾塔上部塔盤上的氣液兩相接觸更均勻；④獲得良好的氣相通過能力，防止因分餾塔結鹽導致浮閥卡澀或堵塞，造成分餾塔沖塔。（2）將分餾塔第21-32層塔盤開孔率進行更改。根據裝置實際生產情況，通過計算后，將分餾塔第21-32層開孔率進行更改。由于本次更換的浮閥為高效導向浮閥，浮閥上具有導向蛇孔，在氣相負荷較小時氣體可以自導向蛇孔均勻的與液體接觸后進入下層塔盤，而當氣相負荷增大時，浮閥開啟，氣體可以自浮閥以及導向蛇孔通過，因為開孔率增大，氣體過孔氣速較原有塔盤降低，且具有良好的方向性，可更好的與液體接觸，降低霧沫夾帶量，可以使操作更加平穩，操作彈性增強。

3 應用后效果

（1）從壓降數據來看，分餾塔改造后，塔頂壓降并沒有出現類似2015年生產運行中隨時間增加，壓降緩慢上升的現象，更換塔盤后，壓降變化幅度較小，壓降控制平穩，但較原來正常偏高。而更換塔盤前，當分餾塔壓降達到45kpa后，就很可能因氣速過大造成沖塔。（2）從裝置加工量來看，更換塔盤后分餾塔中上部負荷較更換前更均勻，并且可以明顯的看到在頂循環流量相差不大的情況下，頂循抽出溫度和柴油餾出口溫度也有明顯上升，但塔頂溫度卻有所下降，說明分餾塔頂部塔盤液流流動狀態以及上部塔盤的傳質傳熱效果得到改善。（3）從塔板的水力學校核數據來看，采用高效導向浮閥后，塔板上氣體推動液體向前流動，減少了液面梯度，加強了氣液兩相擾動程度液流流動狀態得到改善，同時使分餾塔頂部塔盤，尤其是第32#塔盤的泄漏量大幅下降至4.56%，使分餾塔處理能力以及分離效率得到提高。（4）更換新型浮閥塔盤后，由于浮閥兩側為拱形，氣體從閥蓋兩側吹出，減少氣體直接向上吹，有效減小物沫夾帶量，降低因界面張力引起的發泡和泡沫層高度，使第29#、32#板的霧沫夾帶量較2015年時有所下降。（5）分餾塔改造后，由于開孔率增大，且新型浮閥結構減小了浮閥與塔盤的接觸面積，大大降低了因塔盤結鹽造成浮閥堵塞的幾率，使第29層和第32層塔盤降液管出口阻力以及降液管內液面高度大幅降低，液體流動狀態得到改善。（6）分餾塔改造后，液泛率為25.4%，而更換前液泛率為32.8%，液泛率有所降低。（7）分餾塔改造后，產品分布得到優化，相比改造前，穩定汽油干點以及柴油95%均有所提高，使裝置的整體效益得到提高。

4 結語

（1）改造后，對產品質量無明顯影響，從產品分析數據來看，質量調節靈活好用；（2）從壓降數據來看，分餾塔改造后，塔盤抗結鹽、抗堵塞能力較高，在壓降較高條件下，依然可以正常、平穩運行；（3）分餾塔改造后，結鹽問題仍然存在，但未進行洗塔或因塔盤結鹽發生沖塔，并且頂循換熱器、頂循空冷、柴油換熱器未因腐蝕而發生泄漏。（4）由于新型浮閥抗結鹽能力強，裝置可以靈活的根據原料性質變化調節處理量。（5）減少了塔板上的液面梯度，改善了液體流動狀態；大大降低了因塔盤結鹽造成浮閥堵塞的幾率。減少了液相返混、降低了分餾塔上部塔盤的霧沫夾帶以及泄漏量，提高了塔板液流均勻性以及塔板的處理能力和效率。（6）降低了因分餾塔結鹽發生沖塔和水洗時的產品損失和設備因腐蝕泄露帶來的損失，同時優化了產品分布，使裝置整體效益得到提高，僅避免分餾塔結鹽水洗時造成的物料損失一項，每年可減少330.05萬元，經濟效益明顯。

參考文獻

[1]郭敏強.混合箱塔板流體力學性能實驗研究.化學工程，2003，31（1）：13-19.