探析炼油塔板操作性能的改善策略

探析炼油塔板操作性能的改善策略

摘 要：在炼油塔中，常常会发生冲塔的现象，这是由于原油装置的负荷不断的增加，使得介于闪蒸段和最低的产品侧出线之间的洗涤塔板上液体的流量下降，这样就会使得塔板的传热、传质的能力下降。针对这种情况，本文提出了俩种提升炼油塔板操作性能的改善策略，一种是采用附加筛格堰或转换成填料塔的方式，另一种就是采用浮阀-筛孔复合塔板的方式，现在我们来进行具体的探析。

关键词：炼油塔 操作性能 改善策略

一、引言

在炼油的过程中，因为某些原因使得原油装置的负荷增加，这样会使得洗涤塔板上液体的流量下降，这个洗涤塔板是介于闪蒸段和最低的产品侧出线之间的，这样就会发生冲塔现象，冲塔现象的发生会使得塔板的能力降低。因为塔板上只有很少的液体，这对于有效传质是非常不利的，对于闪蒸区汽相中脱除重油也有着一定的影响。如果最终的产品是柴油，因为上述原因会使得柴油的加氢处理器中进入一些有毒的物质，这种有毒物质是从催化剂中出来的。即使不生成重油渣，这也会产生更大的难度或者几乎不可能对浑浊点进行控制。

二、冲塔现象的原因

正常情况下，炼油塔内塔板上的液体下流会被出口堰挡住，这样就可以使得塔板保持一定的液层的高度，所以，很难理解为什么会出现塔板上液层过低的情况，那么是什么原因造成的塔板上液量的不足呢？发生冲塔现象主要有俩个原因：①液体总流量相对于塔板尺寸较低。②有较高的汽液。

三、塔板工作的情况分析

1.正常塔板操作

塔板上的液体是沿着降液管流入的，随着不断的流入形成溢流堰，这样就会形成一定深度的液层，气体通过鼓泡的方式通过液层。这是在正常的系统系能情况下，出现的沸腾或鼓泡的状态。有时候在板间会出现一些液体微滴被气体夹带着上升的情况出现，然后再通过沉降分离的方式落回到塔板上。液体先要流过出口堰，然后在进入降液管，还会有一些液体微滴会直接落进降液管。在正常的操作状态下，直接进入降液管的液体量是不重要的，这是因为这些液体量相对于流过溢流堰的液体量来说是非常小的，是微不足道的。

2.喷雾状态

在炼油塔中，在汽液比增加的时候，汽体的总流量也会相应的增加，这样会使塔板上的汽泡的体积变小，直至形成泡沫结合在一起，塔板上的液体会悬浮在

气相中。所谓喷雾状态指的是塔板上液体不在保持连续相，而汽体却成为连续相。液滴会因为高的汽体流量而上升更高的高度，这样会使的塔板上不再有真正的液层的存在。液体的密度决定着液滴是否能够保留在塔板上，而液滴的密度是有多中因素共同作用决定的，包括液体流量、汽液比、汽体流量、塔板物理性能、塔板间距以及塔板的几何形状等。液体流出塔板不在通过溢流堰，离开塔板的液体量仅仅是降落到降液管的液滴量。通过这种方式能够有效的操作塔板，但是在喷雾状态下，水压试验的标准塔板却不能够很好的工作，虽然有更先进的解决的方案，但是去不常用。

3.冲塔现象

液体的总量量也是几个很重要的影响因素，在炼油塔内，泡沫充满降液管的上部，随着液体流量的下降，为了使得质量平衡得到位置，就必须使流进降液管的液体量下降，如果进入降液管的液体流量下降，必然导致液体的密度降低。塔板上液滴的数量也会随着液量的减少而不断下降，因此，会使塔板的传质和有效脱除功能失效，于是会发生冲塔的现象。可以通过堰负荷的确定来判断发生冲塔现象的可能性，堰负荷指的是单位堰长的液流强度。如果液流的强度超过1.0gpm/in的时候，不容易发生冲塔现象，如果液流的强度低于0.5gpm/in的时候，是最容易发生冲塔现象的。在这俩者之间的时候，发生冲塔现象的可能性会随着堰高的降低而上升。炼油塔系统的汽相密度也会影响冲塔现象的发生，如果汽体的密度较低，那么就会很快的发生冲塔的现象。

四、预防的措施

1.附加筛格堰

在原油炼制塔的洗涤段，发生冲塔现象是一个非常典型的问题，冲塔现象在任何类型的塔中都有可能发生，那么我们采用什么方法来规避这种现象的发生呢？通过附加筛格堰是最常用的办法，这样可以使得塔板上保留更多的液体，有利于塔板操作范围的增加。液体可以通过筛格堰的开口处进入降液管。

2.转换成填料塔

如果情况非常的严重，在理想的液体负荷下塔板还不能正常的工作，这时候就需要转换成填料塔。有效的填料设计有着一个很大的挑战，那就是可能发生冲塔现象的低液体负荷，所以我们要评估设备和工艺改变的任何一种情况，这样才可以很好的避免冲塔现象的发生。

3.采用浮阀—筛孔复合塔板

雾沫夹带量和塔板压力降引起的降液管液泛是俩种气相负荷上限的因素。如果控制因素是雾沫夹带，那么复合塔板开孔率的增加会使通过筛孔和浮阀的汽速降低，因此在这种情况下不易采用复合塔板。如果控制因素是塔板压力降引起的降液管液泛，那么复合塔板可以起到显著的降低塔板压力降的作用，这样

有利于使得降液管液泛控制的气相负荷上限提高。在大多数的工业塔，在雾沫夹带还没有达到上限的情况下，就会发生降液管液泛，所以消除气相负荷瓶颈的有效方法就是采用浮阀—筛孔复合塔板，这样有利于产能的提高。浮阀—筛孔复合塔板可以突破开孔率的，这样可以使得塔板的压力降降低。复合塔板可以作为针对降液管液泛控制气相上限以及压力降大的塔板的改造的一种方法，这样有利于塔板操作性能的提升，使得生产效率更高。

五、总结

当前在许多炼油企业中，炼油塔发生冲塔现象是常有的事，这样使得塔板的操作性能变差，这对于企业的正常生产是一个不利因素，本文对于炼油塔发生冲塔现象的原因以及炼油塔的工作情况进行了分析，指出了一些发生冲塔现象的因素，并根据实际情况提出了三种提高塔板操作性能的方法，包括附加筛格堰、转换成填料塔、采用浮阀—筛孔复合塔板，希望可以对改善炼油塔的塔板的操作性能有一定的帮助。

参考文献

[1]杜翔.浮阀-筛孔复合塔板的操作性能和设计方法《.炼油技术与工程》.2012年7期

[2]高有飞，刘兴.KDS型抗堵塞塔板的开发与应用.《炼油技术与工程》.2012年5期