精馏低沸塔间歇进料的原因分析与解决方法

潘文平，陈海印，赵鹏涛

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西榆林718100）

精馏低沸塔间歇进料的原因分析与解决方法

潘文平，陈海印，赵鹏涛

（陕西金泰氯碱化工有限公司，陕西榆林718100）

对引起低沸塔间歇进料现象的工艺及设备因素进行了分析。经过对工艺配管的改造，解决了低塔间歇进料的问题，提高了VCM单体质量。

低沸塔；进料；间歇；分水器；技改

陕西金泰氯碱化工有限公司年产10万t PVC树脂。2005年10月投产以来，VCM合成部分低沸塔存在着周期性间歇进料现象。本套精馏装置采用2套垂直筛板塔（1开1备），间歇进料造成低沸塔釜液位忽高忽低，导致VCM中的C2H2含量超标（>10×10-6）。为此，对引起低沸塔间歇进料现象的工艺及设备因素进行了分析探讨，并对存在的问题进行了技改。2009年4月技改运行以来，未出现间歇进料的现象。

1 低沸塔间歇进料过程中的现象

1.1 低沸塔间歇进料的周期与频次

使用刚清理过的低沸塔基本上没有出现间歇进料，运行2个月后出现间歇进料现象。初期，每一两天发生1次，随着运行时间延长，发生间歇进料的频次不断增加，严重时，每班发生一两次，此时，采用相应工艺操作措施（如控制VCM中的C2H2含量）已不能奏效，出现这种情况时塔釜塔顶压差大于16 kPa，只能甩塔切换至备用塔。

1.2 低塔间歇性进料过程中水分离器压力变化趋势

（1）低沸塔正常运行时，水分离器压力为0.555~ 0.560MPa。

（2）出现间歇进料现象前，水分离器压力开始波动（0.555~0.565MPa）。

（3）当水分离器压力出现第1个峰值（0.570~ 0.580MPa）时，在该峰值压力作用下，低沸塔进料量会突然增大，水分离器压力随即呈现下降趋势。

（4）当水分离器压力降至谷值（0.536~0.538MPa）时，停止向低沸塔进料，出现间歇进料现象。

（5）水分离器恢复向低塔进料前，压力会在0.536~0.555MPa范围内波动上升，并出现第2个峰值（0.577和0.585MPa）。

（6）低沸塔进料恢复至正常运行时，水分离器的压力为0.555~0.560MPa。

2 相关因素分析

全凝器与尾气冷凝器下料管分别从水分离器同一侧进入，水分离器顶部出料管经U型弯进入低沸塔，水分离器中间有1个折流板，折流板的左侧顶部有1个DN80的气相平衡管与全凝器和低沸塔顶的气相出口汇集管连接，水分离器底部两侧接DN50放水管和排净管，其结构及配管如图1所示。

为了便于对水分离器、全凝器、低沸塔顶各点压力和VCM液柱产生的静压力值结合低沸塔液位动态变化进行分析，对图1选取几个截面。1—1为低塔入料管口中心线，选取它为水平基准面：2—2为水分离器出料管口截面；1—1与2—2截面距离为400 mm；3—3为水分离器入料管内的VCM液面。

PI—1为低沸塔入料口压力，压力变送器显示；PI—2为水分离器压力，压力变送器显示；PI—3为全凝器出气管压力，压力变送器显示。

在低沸塔不进料前，水分离器压力即已产生较大幅度波动，这是发生不进料的前兆。压力上升出现第1个峰值时，低沸塔釜液位突然上升，压力直线下降至谷值，谷值是由第1个峰值压力压料的惯性作用所致。此时，由于其压力低于低沸塔顶压力，低沸塔不进料。随后，气相平衡失去作用。这是因为管截面1—1和2—2之间出现气栓（积气），压力谷值平缓上升过渡20~23min，3-3截面液柱开始缓慢上升。接着，压力第二次直线上升，出现第2个峰值，低沸塔釜液位上升至70%，并持续10min左右。从压力上升分析，管3—3截面上VCM液柱高于截面1—1约2m，压力PI-2比低沸塔进料口压力PI-1高20~ 30 kPa，截面1—1与2—2间气栓被液相VCM压入塔内，低沸塔进料恢复正常。由于水分离器槽体中间有1块上折流板，有利于水的沉降，但易使其右侧产生气栓，影响低塔入料稳定及全凝器、尾气冷凝器发挥平衡作用。

3 解决低沸塔间歇进料的技改方案

初步分析认为，水分离器液位与低沸塔入料口位差偏小，只有400mm，此位差产生的静压力仅为3.7 kPa。方案一是提高水分离器的安装高度，需拆卸水分离器、设备基座施工、恢复安装，设备顶上的电气仪表线桥需相应抬高，由于受建筑高度限制，只能抬高0.5m左右。方案二是位差进料不稳定，易受压缩送气量变化及尾气冷凝器、全凝器压力波动的影响，考虑改为动力泵输送强制进料。方案三是在水分离器出料管顶部接1根DN50气相管，与原来的气相平衡管连接。根据以上分析，折流板两侧液位形成液封，起到阻隔气相平衡的作用，只要解决水分离器折流板右侧压力与全凝器气相出口管和低沸塔气相出口管的压力平衡问题，便能解决间歇进料问题。精馏水分离器槽体中间设置折流板，其两侧均和全凝器与低塔顶气相汇集管出口平衡，可以避免低沸塔间歇进料的现象。低沸塔入料均衡稳定，可以将VCM纯度合格率提高5%。增加水分离器折流板另一侧气相平衡管，比提高水分离器安装高度节省工作量和时间，比增加动力泵节省设备投入及动力电消耗。

技改后的工艺流程简图如图2所示。

4 避免低沸塔间歇进料的工艺操作

（1）要平缓调节压缩工序送气量，以免引起精馏系统压力波动。

（2）水分离器放水时，阀门开启度不宜大，折流板两侧放水阀不宜同时打开，以免引起压力扰动。

（3）冬季要注意全凝器、尾气冷凝器下料管的防冻和伴热保温，避免冻堵。

（4）控制VCM中的含水量，以免在精馏塔塔板形成低聚物堵塞塔盘，影响塔的传质传热及低塔的进料。

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