精餾低沸塔間歇進料的原因分析與解決方法

潘文平，陳海印，趙鵬濤

（陜西金泰氯堿化工有限公司，陜西榆林718100）

精餾低沸塔間歇進料的原因分析與解決方法

潘文平，陳海印，趙鵬濤

（陜西金泰氯堿化工有限公司，陜西榆林718100）

對引起低沸塔間歇進料現(xiàn)象的工藝及設(shè)備因素進行了分析。經(jīng)過對工藝配管的改造，解決了低塔間歇進料的問題，提高了VCM單體質(zhì)量。

低沸塔；進料；間歇；分水器；技改

陜西金泰氯堿化工有限公司年產(chǎn)10萬t PVC樹脂。2005年10月投產(chǎn)以來，VCM合成部分低沸塔存在著周期性間歇進料現(xiàn)象。本套精餾裝置采用2套垂直篩板塔（1開1備），間歇進料造成低沸塔釜液位忽高忽低，導(dǎo)致VCM中的C2H2含量超標(biāo)（>10×10-6）。為此，對引起低沸塔間歇進料現(xiàn)象的工藝及設(shè)備因素進行了分析探討，并對存在的問題進行了技改。2009年4月技改運行以來，未出現(xiàn)間歇進料的現(xiàn)象。

1 低沸塔間歇進料過程中的現(xiàn)象

1.1 低沸塔間歇進料的周期與頻次

使用剛清理過的低沸塔基本上沒有出現(xiàn)間歇進料，運行2個月后出現(xiàn)間歇進料現(xiàn)象。初期，每一兩天發(fā)生1次，隨著運行時間延長，發(fā)生間歇進料的頻次不斷增加，嚴(yán)重時，每班發(fā)生一兩次，此時，采用相應(yīng)工藝操作措施（如控制VCM中的C2H2含量）已不能奏效，出現(xiàn)這種情況時塔釜塔頂壓差大于16 kPa，只能甩塔切換至備用塔。

1.2 低塔間歇性進料過程中水分離器壓力變化趨勢

（1）低沸塔正常運行時，水分離器壓力為0.555~ 0.560MPa。

（2）出現(xiàn)間歇進料現(xiàn)象前，水分離器壓力開始波動（0.555~0.565MPa）。

（3）當(dāng)水分離器壓力出現(xiàn)第1個峰值（0.570~ 0.580MPa）時，在該峰值壓力作用下，低沸塔進料量會突然增大，水分離器壓力隨即呈現(xiàn)下降趨勢。

（4）當(dāng)水分離器壓力降至谷值（0.536~0.538MPa）時，停止向低沸塔進料，出現(xiàn)間歇進料現(xiàn)象。

（5）水分離器恢復(fù)向低塔進料前，壓力會在0.536~0.555MPa范圍內(nèi)波動上升，并出現(xiàn)第2個峰值（0.577和0.585MPa）。

（6）低沸塔進料恢復(fù)至正常運行時，水分離器的壓力為0.555~0.560MPa。

2 相關(guān)因素分析

全凝器與尾氣冷凝器下料管分別從水分離器同一側(cè)進入，水分離器頂部出料管經(jīng)U型彎進入低沸塔，水分離器中間有1個折流板，折流板的左側(cè)頂部有1個DN80的氣相平衡管與全凝器和低沸塔頂?shù)臍庀喑隹趨R集管連接，水分離器底部兩側(cè)接DN50放水管和排凈管，其結(jié)構(gòu)及配管如圖1所示。

為了便于對水分離器、全凝器、低沸塔頂各點壓力和VCM液柱產(chǎn)生的靜壓力值結(jié)合低沸塔液位動態(tài)變化進行分析，對圖1選取幾個截面。1—1為低塔入料管口中心線，選取它為水平基準(zhǔn)面：2—2為水分離器出料管口截面；1—1與2—2截面距離為400 mm；3—3為水分離器入料管內(nèi)的VCM液面。

PI—1為低沸塔入料口壓力，壓力變送器顯示；PI—2為水分離器壓力，壓力變送器顯示；PI—3為全凝器出氣管壓力，壓力變送器顯示。

在低沸塔不進料前，水分離器壓力即已產(chǎn)生較大幅度波動，這是發(fā)生不進料的前兆。壓力上升出現(xiàn)第1個峰值時，低沸塔釜液位突然上升，壓力直線下降至谷值，谷值是由第1個峰值壓力壓料的慣性作用所致。此時，由于其壓力低于低沸塔頂壓力，低沸塔不進料。隨后，氣相平衡失去作用。這是因為管截面1—1和2—2之間出現(xiàn)氣栓（積氣），壓力谷值平緩上升過渡20~23min，3-3截面液柱開始緩慢上升。接著，壓力第二次直線上升，出現(xiàn)第2個峰值，低沸塔釜液位上升至70%，并持續(xù)10min左右。從壓力上升分析，管3—3截面上VCM液柱高于截面1—1約2m，壓力PI-2比低沸塔進料口壓力PI-1高20~ 30 kPa，截面1—1與2—2間氣栓被液相VCM壓入塔內(nèi)，低沸塔進料恢復(fù)正常。由于水分離器槽體中間有1塊上折流板，有利于水的沉降，但易使其右側(cè)產(chǎn)生氣栓，影響低塔入料穩(wěn)定及全凝器、尾氣冷凝器發(fā)揮平衡作用。

3 解決低沸塔間歇進料的技改方案

初步分析認為，水分離器液位與低沸塔入料口位差偏小，只有400mm，此位差產(chǎn)生的靜壓力僅為3.7 kPa。方案一是提高水分離器的安裝高度，需拆卸水分離器、設(shè)備基座施工、恢復(fù)安裝，設(shè)備頂上的電氣儀表線橋需相應(yīng)抬高，由于受建筑高度限制，只能抬高0.5m左右。方案二是位差進料不穩(wěn)定，易受壓縮送氣量變化及尾氣冷凝器、全凝器壓力波動的影響，考慮改為動力泵輸送強制進料。方案三是在水分離器出料管頂部接1根DN50氣相管，與原來的氣相平衡管連接。根據(jù)以上分析，折流板兩側(cè)液位形成液封，起到阻隔氣相平衡的作用，只要解決水分離器折流板右側(cè)壓力與全凝器氣相出口管和低沸塔氣相出口管的壓力平衡問題，便能解決間歇進料問題。精餾水分離器槽體中間設(shè)置折流板，其兩側(cè)均和全凝器與低塔頂氣相匯集管出口平衡，可以避免低沸塔間歇進料的現(xiàn)象。低沸塔入料均衡穩(wěn)定，可以將VCM純度合格率提高5%。增加水分離器折流板另一側(cè)氣相平衡管，比提高水分離器安裝高度節(jié)省工作量和時間，比增加動力泵節(jié)省設(shè)備投入及動力電消耗。

技改后的工藝流程簡圖如圖2所示。

4 避免低沸塔間歇進料的工藝操作

（1）要平緩調(diào)節(jié)壓縮工序送氣量，以免引起精餾系統(tǒng)壓力波動。

（2）水分離器放水時，閥門開啟度不宜大，折流板兩側(cè)放水閥不宜同時打開，以免引起壓力擾動。

（3）冬季要注意全凝器、尾氣冷凝器下料管的防凍和伴熱保溫，避免凍堵。

（4）控制VCM中的含水量，以免在精餾塔塔板形成低聚物堵塞塔盤，影響塔的傳質(zhì)傳熱及低塔的進料。

Analysisof causesand solutionsof interm ittent feeding of rectifying low-boiling tower

PANWen-ping,CHENHai-yin,ZHAOPeng-tao
(Shanxi JintaiChlor-AlkaliChemicalCo.,Ltd.,Yulin 718100,China)

Processequipments factorof intermittent feeding of low-boiling towerwere analysed.According to the innovation of the process piping,the problem of intermittent feedingwas solved and the quality of VCM were improved.

low-boiling tower;feeding;separator;technological innovation

book=13,ebook=76

TQ051.8+1

B

1009－1785(2010)07－0013-02

2010-02-24