淺析環(huán)氧乙烷精餾塔液泛的處理

劉革　王文強(qiáng)　劉曉峰

摘 要：環(huán)氧乙烷是乙烯下屬中較為重要的衍生物，主要被用于生產(chǎn)合成洗滌劑、抗凍劑、表面活性劑以及乙二醇等產(chǎn)品。同時(shí)，環(huán)氧乙烷還被廣泛應(yīng)用于紡織業(yè)、制藥業(yè)、石油的開采煉制乃至軍工等領(lǐng)域，是有機(jī)化工產(chǎn)品中非常重要的一種合成產(chǎn)物。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)的不斷發(fā)展，環(huán)氧乙烷的需求量也不斷增加。雖然目前大量私營(yíng)企業(yè)也開始生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，但產(chǎn)需平衡仍然稍傾斜于需求一側(cè)。某公司環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置于2007年12月建成投產(chǎn)，按年運(yùn)行8000h計(jì)算，設(shè)計(jì)加工能力為20萬t當(dāng)量環(huán)氧乙烷（EOE）/年。而后通過裝置改造和更換新型催化劑年產(chǎn)環(huán)氧乙烷增加到25萬t。隨著裝置產(chǎn)能擴(kuò)大，精餾塔運(yùn)行長(zhǎng)期處于較高負(fù)荷，因此經(jīng)常出現(xiàn)的液泛情況，造成裝置波動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)甚至造成裝置停車。為保證裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行，通過對(duì)精餾塔的操作分析和反復(fù)觀察找出發(fā)生液泛的原因及發(fā)生液泛前的參數(shù)變化規(guī)律，得出處理環(huán)氧乙烷精餾塔液泛的操作方法，并在實(shí)際操作中得到應(yīng)用，避免了精餾塔的液泛發(fā)生。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧乙烷;產(chǎn)能擴(kuò)大;高負(fù)荷;精餾塔;液泛

1 精餾塔液泛的簡(jiǎn)介

精餾塔是進(jìn)行精餾的一種塔式氣液接觸裝置。利用混合物中各組分具有不同的揮發(fā)度，即在同一溫度下各組分的蒸氣壓不同這一性質(zhì)，使液相中的輕組分（低沸物）轉(zhuǎn)移到氣相中，而氣相中的重組分（高沸物）轉(zhuǎn)移到液相中，從而實(shí)現(xiàn)分離的目的。精餾塔也是石油化工生產(chǎn)中應(yīng)用極為廣泛的一種傳質(zhì)傳熱裝置。

液泛又稱淹塔，是帶溢流塔板操作中的一種不正常現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重降低塔板效率，使塔壓波動(dòng)，產(chǎn)品分割不好。表現(xiàn)為降液管內(nèi)的液位上升和板上泡沫層提升至使塔板間液流相連。造成液泛的原因是液相負(fù)荷過大，氣相負(fù)荷過小或降液管面積過小。

液泛時(shí)塔板的溫度上升、塔的壓差波動(dòng)上升、塔的液位下降、回流罐液位下降

2 精制一單元發(fā)生液泛情況介紹

環(huán)氧乙烷/乙二醇裝置于2019年更換新型催化劑年產(chǎn)環(huán)氧乙烷增加到25萬t。負(fù)荷提高到120%，這就需要兩個(gè)精制單元同時(shí)達(dá)到滿負(fù)荷才能夠達(dá)到生產(chǎn)要求。目前，精制一單元的產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到的極限超出設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，該單元環(huán)氧乙烷精餾塔為板式塔盤，在正常回流比的情況下，塔的分離效果已經(jīng)到了極限，經(jīng)常出現(xiàn)液泛的現(xiàn)象。車間在日常生產(chǎn)中不斷研究，尋找規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在精餾塔發(fā)生液泛時(shí)，適當(dāng)減少精制一單元負(fù)荷，在保證產(chǎn)品質(zhì)量合格的情況下，降低回流比，減少產(chǎn)品產(chǎn)出，能夠有效的緩解精餾塔液泛對(duì)正常生產(chǎn)產(chǎn)生的影響。

圖1顯示的是精制一單元精餾塔的流程，以及發(fā)生液泛時(shí)關(guān)注的幾個(gè)重要的參數(shù)。

3 精制一單元發(fā)生液泛的原因及對(duì)策

通過對(duì)精制一單元精餾塔操作參數(shù)的監(jiān)控對(duì)比，發(fā)現(xiàn)液泛產(chǎn)生的原因是精餾塔進(jìn)料量過大，塔底溫度高，回流比大，塔內(nèi)氣相向上流量過大，使塔內(nèi)回流的液相在塔盤上不斷累積，形成液泛。

在精餾塔液泛初期，塔內(nèi)溫度開始發(fā)生波動(dòng)并逐級(jí)上升，若此時(shí)操作人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取相應(yīng)處理措施，塔頂溫度會(huì)迅速出現(xiàn)較為明顯的上升，塔頂壓力以及壓差同時(shí)發(fā)生較大波動(dòng)，此時(shí)精餾塔塔底及回流罐液位會(huì)發(fā)生急速下降，最嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成精餾塔堵塔導(dǎo)致裝置緊急停車。

圖2顯示的是精制一單元精餾塔發(fā)生液泛時(shí)，塔的壓差，塔底液位發(fā)生變化曲線。

圖3顯示的是精餾塔發(fā)生液泛不同塔板的溫度變化曲線，從圖中可以看出，發(fā)生液泛時(shí)下層塔盤溫度首先發(fā)生變化，會(huì)出現(xiàn)較為明顯的波動(dòng)同時(shí)不斷上升。當(dāng)該點(diǎn)溫度上升至一定程度時(shí)，各層溫度會(huì)開始逐層上升。這樣，我們可以找出首先波動(dòng)的溫度點(diǎn)，對(duì)該溫度點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)該點(diǎn)溫度出現(xiàn)較明顯波動(dòng)，應(yīng)及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行緊急處理。經(jīng)過對(duì)發(fā)生液泛時(shí)采取的緊急處理手段不斷嘗試及分析，我們發(fā)現(xiàn)在液泛初期第一時(shí)間適當(dāng)減少進(jìn)料量是避免液泛嚴(yán)重的主要辦法。

針對(duì)這種情況分析，可以采取以下措施來避免液泛加重：

①及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度變化，找出發(fā)生液泛時(shí)，最早上升的溫度點(diǎn)，重點(diǎn)監(jiān)控;②在需要提升精餾塔進(jìn)料量時(shí)，應(yīng)采取少量多次的方式進(jìn)行提升，每次提升后應(yīng)觀察一段時(shí)間，若未出現(xiàn)溫度波動(dòng)，再繼續(xù)提升精餾塔負(fù)荷;③當(dāng)發(fā)現(xiàn)精餾塔各床層溫度出現(xiàn)異常波動(dòng)時(shí)，應(yīng)迅速適當(dāng)降低精餾塔進(jìn)料量，及時(shí)減少塔的負(fù)荷，同時(shí)適當(dāng)降低精制一單元的塔底采出，避免出現(xiàn)精餾塔的液位過低造成裝置連鎖停車;④在保證產(chǎn)品質(zhì)量的情況下適當(dāng)減小回流比，有利于節(jié)能降耗。

4 總結(jié)

我們要加強(qiáng)操作人員培訓(xùn)，提高崗位人員分析解決問題的能力;加強(qiáng)監(jiān)盤質(zhì)量，早發(fā)現(xiàn)，早處理;同時(shí)加強(qiáng)崗位之間溝通，避免大幅度調(diào)整。在生產(chǎn)過程中通過對(duì)環(huán)氧乙烷精餾塔的重點(diǎn)監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整參數(shù)，采取了降低精餾塔負(fù)荷、降低回流比、及時(shí)監(jiān)控溫度變化等措施，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用能有效避免液泛的發(fā)生，確保裝置穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]王開邦.20萬噸/年乙二醇裝置[J].煉油化工自動(dòng)化， 1989（03）：45-46.

[2]汪朝宗，方奇.環(huán)氧乙烷裝置的技術(shù)改造[J].石油煉制與化工，1991（06）：37-40.

[3]高明哲.國(guó)內(nèi)環(huán)氧乙烷市場(chǎng)分析及前景展望[J].企業(yè)文化，2019，（30）.