淺談影響蒸餾塔運行周期的因素

孫秋菊

（唐山三友化工股份公司，河北唐山 063305）

淺談影響蒸餾塔運行周期的因素

孫秋菊

（唐山三友化工股份公司，河北唐山 063305）

分析了母液SO2－4的濃度、灰乳質量以及蒸餾塔本身操作對蒸餾塔運行周期的影響，同時也分析了蒸餾塔內部結構的影響。

蒸餾塔；運行周期；影響因素；硫酸根；設備結構

蒸餾塔是氨堿法生產純堿的關鍵設備之一，它的長期、平穩運行不僅有利于整個生產系統的穩定，而且對于企業生產節能降耗也起著至關重要的作用。但在實際生產中由于蒸餾塔內特殊的作業環境，致使蒸餾工序設備、管線內產生大量結疤物質，影響著蒸餾塔的運行周期。筆者結合理論和工作實踐對影響蒸餾塔運行周期的一些因素展開討論。

1 母液中SO對蒸餾塔運行的影響

表1為我單位2＃蒸餾塔運行38天后預灰桶中部結疤分析數據：

表1 預灰桶中部結疤成分分析

探究蒸餾塔及預灰桶生成CaSO4結疤的根源，是精鹽水中夾帶的SO最終與石灰乳中的Ca2＋發生反應生成CaSO4，即：

而Ca2＋是分解固定氨（NH4Cl）所需的灰乳帶入的，因此Ca2＋無法避免。故精鹽水中SO濃度越高，在預灰桶中生產CaSO4的副反應越劇烈，在預灰桶及蒸餾塔中CaSO4結疤也越厚，蒸餾塔的運行周期也越短。因此精鹽水中的SO含量越低越好。

2 灰乳質量對蒸餾塔運行周期的影響

2.1 石灰石原料質量的影響

石灰乳中有一定量的砂子，會在預灰桶、蒸餾塔內與CaSO4、CaCO3一起形成結疤并不斷沉積，尤其在操作波動和開停塔時結疤更嚴重，導致塔后期蒸餾塔及預灰桶流體通道堵塞。

選用CaCO3含量高的石灰石，減少灰乳中砂子含量，從而降低砂液管堵塞機率。

2.2 石灰乳的影響

石灰消化是放熱反應，灰乳越稀其溫度越低，蒸餾用量越大，這樣易造成蒸餾塔內溫差及操作波動大，易引起塔壁疤片脫落，造成堵塔。

加強石灰窯的優化操作，不生燒、過燒?；胰闈舛瓤刂圃?55～165tt之間，嚴禁大波動。用液體磨磨細灰乳，有利于提高灰乳中活性CaO，在石灰工序用旋液分砂器除砂，在調和液進入蒸餾塔前設置沉砂分離器。

3 蒸餾塔的操作

3.1 物料流速的影響

蒸餾塔保持適當負荷（篩板塔一般蒸量在220 m3／h、笠帽塔一般蒸量在170m3／h左右為宜），塔內氣、液流速加大，鼓泡、翻騰相對加劇，使調和液夾帶的砂子對塔壁、菌帽起到一定的沖刷作用，類似防腐的打砂，可以減少塔壁、菌帽的結疤。而且氣、液流速增大還可以減少砂子在塔板死角的沉積，同時保持適當蒸量也可避免篩板塔出現偏流或氣液夾帶現象。

3.2 蒸餾量波動的影響

在蒸餾塔的運行中切忌頻繁、大幅的加減蒸量，這會造成氣液波動大，易引起疤塊脫落，砂層倒塌。如果生產波動大，需要大幅度的減少蒸量時，可適當將淡液串入母液中。一方面將母液稀釋，使蒸餾塔保持較大負荷；另一方面淡液串入母液可提高母液中CO2含量，Ca（OH）2反應形成CaCO3沉淀，有利于消除預灰桶內CaSO4的過飽和度，減緩結疤。少量的調節蒸量時，盡量用新開的塔，后期的塔氣、液通道變窄易堵，應盡量減少波動。特別注意砂液管堵塞不要用涼水沖，要用熱的廢淡液處理。因涼水進塔溫差大，易引起疤片脫落，而且處理通后因為砂液中砂子及碎疤塊含量較高，暫不要進塔，避免氣液通道堵塞速度加劇。

3.3 過?；覞舛鹊挠绊?/h3>

如果過剩灰濃度控制太高，一方面進入蒸餾塔內的砂子含量增加，另一方面流經塔內的液體粘度增大，會加劇塔內結疤及砂子的沉降，減少塔的運行時間。因此在廢液含氨允許的條件下，過剩灰濃度越小越好，應控制在1.0tt左右。

3.4 預熱母液溫度的影響

理論上講，蒸餾塔中CaSO4結疤的存在取決于生產CaSO4的反應溫度。理論上講，反應溫度高于93℃時生成CaSO4·0.5H2O，低于93℃時生成CaSO4·2H2O。93℃時CaSO4·0.5H2O轉變成CaSO4·2H2O，這轉變過程中CaSO4表面活化能大，容易在塔壁結垢。為了既保證蒸餾效率又能減輕結疤，可將預熱母液溫度控制在95～96℃。但實際生產操作中，各企業往往為了降低能源消耗，在不增加硫酸鈣水合物的情況下，適當降低預熱母液的溫度，從而減少蒸汽用量。

4 預灰桶中加入濃縮的廢液

蒸餾廢液中含有大量CaCl2，將其加到預灰桶中對CaSO4過飽和度的消除、促進其沉淀的生產有利。其原理是同離子效應，對反應Ca2＋＋SO→ CaSO4↓而言，反應得以向右進行的唯一條件是〔Ca2＋〕〔SO〕的離子積要大于CaSO4的溶度積。因為蒸餾母液中SO離子濃度是一定的，要提高其離子積，只有通過提高Ca2＋離子的濃度來實現。因此大量Ca2＋離子加入，對消除CaSO4的過飽和度、促進CaSO4沉淀顯然是十分有利的，從而減輕塔下結疤，延長蒸餾塔的運行周期。

5 設備結構的影響

在現實生產中，蒸餾塔的特有結構決定了蒸餾塔在運行過程中可能出現的問題。這些問題對蒸餾塔運行周期在一定程度上構成了影響。

5.1 預灰桶的影響

對于篩板式蒸餾塔，由于蒸汽由主蒸餾段首先進預灰桶，然后進預熱段，如果蒸餾塔的負荷過大，預灰桶出氣就會將部分液相中的灰乳夾帶而出，在預熱段進氣帽子附近形成懸掛物，當其大幅脫落時，就常常堵塞預熱段的出液通道，造成蒸餾塔的運行周期縮短。因此，行之有效的辦法是將預熱母液出口與預熱段進氣口管口方位錯開45°角，即使疤塊脫落也不會堵塞預熱母液流道。我公司首先在3＃蒸餾塔上進行了改造，效果非常明顯。

5.2 攪拌框架結構的影響

對于篩板式蒸餾塔，框架結構上結疤一旦脫落，即會將調和液管堵塞，造成死塔，為此股份公司嘗試在攪拌框架加掛鎖鏈的辦法來減少預灰桶壁掛疤，效果明顯。同時我公司也在探索篩板式蒸餾塔預灰桶攪拌的改造，從而進一步簡化現有攪拌結構，增強攪拌強度，減小攪拌開啟過程中的形變，進而減小疤塊脫落可能性。

TQ 114.161.6

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1005－8370（2012）06－25－02

2012－08－08