溶剂再生塔的故障诊断及排除

書式設定, 書式設定,第 2 ,第 3 ,第 4 ,第 5 ,*,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Your Title Here,2006,年,7,月,RFCC,液化气脱硫溶剂再生塔的故障诊断及排除,一、溶剂再生塔简介,溶剂再生塔是一座采用部分冷凝器、液相全回流的精馏塔构型。国内普遍采用的典型溶剂再生塔构型如图所示。,富含,H,2,S,的干气（以下简称富气）从塔顶部第三层塔板以气液混相的进料方式进入塔内。,塔顶出富含,H,2,S,CO,2,的酸性气，塔釜生产循环胺溶剂（由于脱除了,H,2,S,而称为贫液），返回吸收塔，贫液中,H,2,S,的浓度直接影响着吸收塔的操作效果。,由于催化干气的组成和流量具有较大的波动。为了保证塔底贫液中含,H,2,S,指标的要求，在确定的回流条件下，塔内设计的实际塔板数不仅需要保证该塔分离要求所需理论板数，而且也需要保证抵消进料量和组成波动需额外增加的分离余度。浮阀塔板在该体系的塔板效率可以达到,60%,，但经常性地表现为,4050,左右。,一、溶剂再生塔简介,二、故障描述,锦西石化分公司,140,万吨,/,年重油催化装置（,RFCC,）液化气脱硫装置溶剂再生塔原设计处理量为,38.5 t/h,。目前处理量高达到,60 t/h,。,自开车以来，该塔的塔底贫液的,H,2,S,浓度处于,1.53g/L,的范围，从未达到小于,1.0g/L,的设计要求。,当塔生产能力达到,60t/h,后，塔操作出现较大的波动；,当塔压降超过,17kpa,以后，出现冲塔的迹象，塔底贫液,H,2,S,浓度达到,2.37g/L,的左右。,表中示出了溶剂再生塔典的设计，实际运行和,5,月,22,日的工艺操作值的对比。,二、故障描述,二、故障描述,塔板号,120,塔径，,mm,1600,降液管面积，,m,2,0.3507,开孔率，,%,6.8,塔板间距，,mm,600,堰高，,mm,50,降液管底隙，,mm,100,溢流数,1,溶剂再生塔直径为,1600mm,，塔板间距为,600mm,，内部装填了,20,层单溢流,F-1,浮阀塔板，塔基本结构参数见表。,三、故障的初步分析,3.1,精馏塔故障诊断的基本流程,三、故障的初步分析,3.2,精馏塔故障的初步诊断分析,塔设备处于操作上限：,该塔原设计进料量为,38.5t/h,，实际生产量已经达到,60kg/h,，为设计点的,155.8%;,塔板效率低：,国内绝大多数溶剂再生塔的塔板数均为,20,层，都能够满足生产要求。从当前生产操作而言，塔底贫液中胺浓度超标说明，该塔塔板效率较低。,液泛压降低,:,操作实际表明，一旦全塔压降达到,17kpa,后，溶剂再生塔出现冲塔的迹象,;,三、故障的初步分析,按照,20,层塔板,17kpa,的冲塔压降估计,:,平均每板的压降为,0.85kpa,折合为,6.37mmHg,和,86.6mmH,2,O,。而浮阀塔板在该塔板压降水平下，完全可以正常操作，那为何出现了冲塔的迹象哪？,该体系存在腐蚀性，可能会造成塔板较大的穿孔，会造成塔板压降降低，但不会引起冲塔，因此，可能性不大！,塔板脱落：部分塔板脱落会造成全塔压降的降低。 按照,20,层塔板在,17kpa,时出现冲塔现象初步判断，塔板脱落是十分可能的。,3.2,精馏塔故障的初步诊断分析,三、故障的初步分析,3.2,精馏塔故障的初步诊断分析,初步诊断结果：,1.,该塔的加工量达到了设计处理量的,155.8%,并出现冲塔迹象,表明该塔接近于喷射液泛状态；,过量雾沫夹带造成塔板效率的降低；,部分塔板脱落造成了理论板数的降低；,从而造成了塔底贫溶剂硫含量的超标！,2.,按照该工况下，,F-1,浮阀塔板液泛的压降为,120mmH,2,O,估计，全塔在,17kpa,下发生冲塔，塔内的板数在,1315,层之间（核算值为,14,层）,。,三、故障的初步分析,3.3,精馏塔故障的流程模拟证明,根据前述的经验判断，初步推断出溶剂再生塔内可能有,57,层塔板脱落的推断，塔板效率按,50,考虑，假定塔内有,6,层塔板脱落，则全塔的理论级数为,9,层（包括塔顶冷凝器和塔底再沸器）。,应用,ProII,软件对该工况下的操作进行了流程模拟。模拟规定的塔顶冷凝器温度为,40,，塔底贫液的,H,2,S,浓度规定为,2.37g/L,。,三、故障的初步分析,3.3,精馏塔故障的流程模拟证明,模拟出的全塔物料、热平衡,三、故障的初步分析,3.3,精馏塔故障的流程模拟证明,模拟出的全塔气相负荷,塔板号,分子量,密度,Kg/m,3,重量流量,K*kg/h,体积流量,K*m,3,/h,1C,38.371,2.33045,1.561,0.670,2,19.647,1.20372,10.090,8.382,3,18.879,1.16489,10.523,9.033,4,18.186,1.13414,13.009,11.470,5,18.105,1.14331,13.162,11.512,6,18.078,1.15602,13.221,11.437,7,18.064,1.16960,13.274,11.349,8,18.055,1.18347,13.324,11.258,9R,18.055,1.19664,13.373,11.176,三、故障的初步分析,3.3,精馏塔故障的流程模拟证明,模拟出的全塔液相负荷分布,塔板号,分子量,密度,Kg/m,3,重量流量,K*kg/h,体积流量,K*m,3,/h,1C,18.035,989.384,7.214,7.292,2,18.039,945.662,8.245,8.719,3,22.446,937.812,69.858,74.490,4,22.408,939.134,70.030,74.569,5,22.395,939.648,70.092,74.593,6,22.386,939.777,70.144,74.639,7,22.379,939.752,70.194,74.694,8,22.375,939.671,70.242,74.752,9R,23.515,939.256,58.397,62.174,三、故障的初步分析,浮阀全开前,:,3.4,精馏塔故障诊断的压降计算,浮阀全开后,:,液层压降,三、故障的初步分析,3.4,精馏塔故障诊断的压降计算,三、故障的初步分析,3.5,精馏塔故障诊断的液泛计算,理论板号,空塔动能因数,ft/s,塔径,mm,泛点率,每板压降,kg/cm2,液流强度,GPM/in,降液管清液高度,/,板间距,2,2.843,1600.0,66.5,0.011,0.7,28.89,3,3.446,1600.0,99.3,0.017,6.2,45.75,4,3.483,1600.0,100.0,0.018,6.2,46.23,5,3.482,1600.0,99.8,0.018,6.2,46.22,6,3.477,1600.0,99.6,0.018,6.2,46.17,7,3.472,1600.0,99.3,0.018,6.2,46.11,8,3.467,1600.0,99.0,0.018,6.2,46.06,三、故障的初步分析,经过以上分析和模拟计算可知，造成锦西石化分公司,RFCC,溶剂再生塔生产故障的原因是：,该塔操作在设计点的,155.8%,接近于液泛状态；,经过流程模拟计算和塔板压降核算，结果表明，该塔内可能有,6,层塔板被吹翻；,雾沫夹带和塔板数减少造成了贫溶剂硫含量不合格。,故障排除方法,全塔更换中国石油大学开发的,Super V,系列浮阀塔板。,预制好塔板后实施临时停车，检修！,3.6,精馏塔故障诊断的结论,四、故障排除,4.1 Super V1,浮阀塔板及其设计结果,Super V1,浮阀塔板,四、故障排除,溶剂再生塔的操作的核心问题是适应进料组成、流量和进料温度的波动，保证再生胺的,H2S,含量的要求，因此要求塔设备具有高的操作稳定性、操作弹性和高塔板效率，同时要防止低处理量时泄漏对塔釜,H2S,含量的影响。塔板设计按照,60ton/h,为设计点，设计的操作弹性范围为,50115,。,4.1 Super V1,浮阀塔板及其设计结果,设计方案,四、故障排除,鉴于该塔的堰长塔径比大于,0.75,，因此塔板上滞流区几乎不存在，为了节约施工时间，无须采用抹斜堰，塔内固定结构完全利旧。但由于该体系为重度起泡体系，在每个出口堰上部焊接,3,根,350mm,高,10mm,的导气管。,4.1 Super V1,浮阀塔板及其设计结果,四、故障排除,4.1 Super V1,浮阀塔板及其设计结果,为了防止泄漏和保证塔板上的气液分散，最下部一层塔板（,20,层）堵孔至开孔率,9%,左右。详细的塔板结构参数设计,实际,板 号,塔径,mm,板间距,mm,溢流,数,降液管,面积,m,2,堰宽,mm,出口缝隙,mm,堰高,mm,开孔率,%,1-3#,1600,600mm,1,0.3507,369,100,50,12.22,4-19#,1600,600mm,1,0.3507,369,100,50,12.22,20#,1600,600mm,1,0.3507,369,100,50,9,四、故障排除,在预制塔板的基础上，经过合理的生产调度及安排，决定对塔设备紧急实施,2,天的停工检查和改造。,开塔后发现塔内提馏段下部（,47,层，,10,和,11,层）共六层塔板完全脱落，完全验证了故障诊断的分析结果，分析原因是塔板安装不当造成的。,全塔更换了,Super V1,型浮阀塔板，并细致地检查了施工质量，得到确认和签字后封塔。,4.2,实施效果,四、故障排除,恢复生产后的开车,1,个月的生产考核结果表明，在,3075,吨进料条件下，溶剂再生塔操作极为平稳，塔底贫液的硫化氢含量完全小于,1g/L,全塔压降在,611kpa,平稳操作，并且未出现跑样的现象。由于溶剂再生塔处理能力的提高，降低了吸收塔的溶剂用量，提高了吸收塔的生产能力和产品质量，大大降低了民用液化气的硫含量。,4.2,实施的效果,四、故障排除,按照生产经验估计，塔顶回流量较改造前大约降低了,30,，大大降低了塔顶冷凝器和塔底再沸器的热负荷，从而降低了能耗（由于相对级数低而未计算加工成本的降低）。,由于吸收和溶剂回收系统生产能力的提高，在,3,天内完成了罐内积存的物料，从而未造成任何非正常停工的损失。,4.2,实施效果,