關于液泛產生的原因分析及處理辦法

張艷輝

（內蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，內蒙古鄂爾多斯 017320）

關于液泛產生的原因分析及處理辦法

張艷輝

（內蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司，內蒙古鄂爾多斯 017320）

2000年以來，中國境內的化工企業，尤其是煤化工企業迅猛發展，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，延長了產品合格時間，造成了很大浪費。液泛是化工裝置中精餾塔操作時經常會遇到的一種不正常狀態，本文對液泛產生的原因進行了分析，并針對各種原因產生的液泛提出了針對性的解決辦法。

液泛；精餾塔；塔板；負荷

液泛是精餾塔操作中經常發生的一種不正常的現象，如果處理不當會導致操作指標大幅波動，精餾操作的三大平衡（熱平衡、相平衡、物料平衡）被打破，最終導致產品不合格。如果發生在重質烴精餾塔中，還有可能造成塔頂產品變色等，甚至有可能導致裝置停車，對生產操作非常不利。

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，當壓降超過某一定值時，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

為能夠更好地對液泛產生的原因進行分析，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，板的一側有降液管，供液相逐板向下流動。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 板式塔內部結構圖

3 液泛原因分析

當液泛發生時，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，溫度分布出現不正常，發生液泛的區域溫度分布梯度很小。為什么會產生這些現象呢？

原因之一：精餾塔中氣相負荷過大（塔底蒸發量或氣相進料量過大），液相下降阻力增大，當氣相負荷大到一定的程度，降液管內的液相下降量減少，甚至無法下降，導致降液管內液面逐漸升高，如果此時還沒有降低氣相負荷，就會導致液泛。因為每臺精餾塔最初設計的氣液相負荷是固定的范圍，且這個范圍很小，一旦氣相負荷超過這個上限，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：精餾塔中液相負荷過大（回流量或者液相進料量過大），造成氣體不能向塔頂上升，或上升量很小，經過一定的時間積累就會導致液體被氣體完全托住，造成液體無法下流，也會產生液泛。

原因之三：在新建裝置初次開車時，或裝置大檢修后，交付生產時檢查不認真，塔中留有大量的焊渣、雜物、鐵銹等，堵塞了降液管，導致液泛。

原因之四：精餾塔中的物料因操作不當，如溫度過高、反應器催化劑泄漏至塔中等，引起塔內物料發生反應，反應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，而導致液泛。

4 發生液泛時的現象

精餾塔壓降超過規定值；塔的某一部分塔板溫差很小，與平時操作的溫差相差較大；塔頂壓力低，回流罐液面下降；嚴重時，塔的壓力會發生上下有規律的波動。此時操作人員就可以判斷為已經發生了液泛。

5 產生液泛后的處理方法

當發生液泛時，操作員要冷靜，不能急于處理，首先要分析產生的原因，究竟是液相過大還是氣相過大，不同的原因必須采用針對性的措施，否則可能適得其反，產生更嚴重的后果。

5.1 針對原因一的解決方案

如果塔的蒸發量過大，可見塔底熱媒的量高于正常操作值，且塔底溫度也較高，此時如果液泛剛剛發生，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，并恢復到正常水平，操作切忌大幅度關閉熱媒輸入量，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。

如果是塔的氣相進料過大，可見氣相進料流量很大，與當時塔的回流量和加熱量不平衡，如不及時降低氣相進料負荷，就會發生液泛。此時最好的辦法就是降低氣相進料量，如因疏忽大意，沒及時發現，液泛已經發生，則應該先緩慢降低進料流量，少量地降低塔底蒸發量，讓塔的氣相負荷慢慢減小?；亓髁靠梢砸曇悍呵闆r適當的減少。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 針對原因二的解決方案

精餾塔液相回流過大產生的液泛，可以緩慢少量地減少回流量，如果是有側線采出或側線回流的精餾塔則需要自下而上的逐級減少回流量，切不可同時大量減少回流，這樣極易造成沖塔，而使操作紊亂。如果側線采出的液面不高，就不要提高側線采出量，因為此時有可能側線采出不合格。操作時應注意，因前期發生液泛時，操作者可能會加大塔底再沸量。如果是這種情況，在減少回流量的同時，也要適當減少再沸量，避免因再沸量過大而發生沖塔。

如果是液相進料過大造成的液泛，應緩慢減少液相進料，同時可少量地減少回流，當塔已經恢復平衡，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。

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，一定要仔細認真，做到塔內清潔干凈。操作中反應工段注意觀察操作畫面和數據，如果發生催化劑非正常損失，及時通知下游精餾工段。

6 結語

生產操作要精心細致，緩慢進行。如果發現塔的操作數據不正常，要及時分析原因，可以與以前的操作數據對比，對比壓差、塔頂塔底溫度、加熱介質流量、回流量等，確定是否發生了液泛。一旦確定發生液泛，不可猶豫不決，造成事故擴大。

［1］王志奎.化工原理［M］.北京：化學工業出版社教材出版中心，2004.

TQ251；TP273

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2015-11-04