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科技论坛
精馏塔液悬处理技巧
马志敏
（大庆石化公司水气厂空分车间，黑龙江大庆163714）
摘要：本文通过对精馏原理的认真研究结合实际操作，摸索出了液悬工况的规律，从而总结出了一种不减产品取出量，不停车静塔
的快速处理液悬工况的途径和技巧，彻底解决了液悬处理的难题，从而为确保空分装置安全平稳长周期运行做出了贡献。
关键词：空分塔；液悬；溢流斗阻力；
塔板阻力大庆石化公司水气厂空分车间的空分设备是由林德设计的10000m 3/h大型空分设备。精馏塔是整套空分设备的核心，该塔为筛板双级精馏塔，分成上塔和下塔两部分。其主要作用就是将空气分离成氧和氮。空气的初次精馏是在下塔进行的，在下塔获得富氧液空和液氮，富氧液空依靠下塔压力经节流阀送入上塔中部，从下塔上部引出一部分液氮，仍然依靠下塔压力经过节流阀送入上塔上
再次分部，这些液体在通过节流阀之前，往往先在过冷器中被过冷。
离在上塔进行，从上塔底部获得产品氧，在上部获得产品氮，产品氧气和氮气经过主换热器被加热至常温。如果要生产部分高纯度的产品或稀有气体，可以用下塔或上塔并联的辅塔来实现。见图1。
1液悬现象分析1.1液悬定义及危
液体沿害。在精馏塔内，
塔板通过溢流斗逐块下流，与温度较高的蒸汽在塔板上接触，发生传热和部分蒸发、部分冷凝的过程。如果塔板上的液体难于沿溢流斗流下，造成溢流斗内液面越涨越高，直至与塔板上的液面相平，液体无法下流时，就形成
[1]
液悬。如图2。
当精馏发生液悬时轻者几天，十几天或几周给操作上带来了极度困难，产品产量，纯度减少
并无法控制。重度液悬将导致精馏塔，塔板效率严重下降无法生产或停车。这也是困绕空分行业筛板精馏塔比较难处理的问题。
1.2液悬现象。
1.2.1产品氧（QE-21正常是99.60×10-2）、氮（QE-32正常是≤5×-610O 2）纯度无法调整。
1.2.2液空（QE-10正常是38~42×10-2）或液氧（QE-20正常是99.60×10-2O 2）无法保证纯度很不稳定，波动很大。
1.2.3下塔C1或上塔C2阻力明显增加，PDI-1/2正常是12-16/液空或液氧液面逐渐下降到一定程度时，当阻力增大到一定时，突然下降，此时液空或液氧液面剧增，随后下塔或上塔阻力开始上升，又重复上述过程。
1.2.4氧气纯度有可能达标，但产量不大。
[2]
1.3液悬产生机理。回流比过大或过小，上升蒸汽过多或过少是下塔或上塔阻力波动过大的起因，当精馏阻力压差超过了允许波动的范围就证明发生了液悬工况。诱导液悬工况的因素有多种，主要归纳为两大类。
1.3.1回流液量突然过大，导致局部塔板上的液层过厚，造成液体沿导液槽下流困难并逐渐扩大到多层塔板上的液层过厚，导致了液悬。主要有上下塔回流阀开度过快。LRC-1-120阀，污液氮节流阀HC-171#，纯液氮回流阀HC-170#，以下塔回流阀HV-301。阀定位
器漂移等。
1.3.2上升气量突然过大，造成接近产品取出部位或加工空气或者膨胀空气入口部位附近塔板上的液层厚度变化过大而引起液悬。相关参数如FRQC-1，FRQC-2，FRQC-3，膨胀空气量等；PDI-1/2波动过大。
2液悬处理2.1常规处理。
2.1.1因为此时精馏塔筛板效率下降，为了保证能够维持生产就相应的降低产品氧氮气的产量，视液悬的轻重程度而定。同时，增加了装置的能耗。
2.1.2重度液悬就需要静塔也就是停车重新开车，这就需要启动液体系统外送，至少需四小时。
2.2新的处理技巧。
2.2.1装置冷开车过程液悬工况的处理：一般取PDI-1/2，LR-CA-2波动周期的1/2时间采取手动减少回流液流量，增加或减少上升蒸汽量，破坏原周期变化规律。并观察调整后衰减幅度经过5～10次调整液悬工况即消除并转化为正常稳定的精馏工况。
2.2.2装置正常生产时液悬工况的处理：一般取PDI-1/2，LR-CA-2波动周期的1/3时间采取手动的方式改变上下塔回流液的大小，或结合产品氧，氮产量以及膨胀空气量改变主要以减少的方式，
）这样可保证产品纯度情况下（5%~8%的量FRQC-2/3膨胀空气量
对原周期进行破坏，观察衰减幅度，10~15次调整后即可恢复正常平稳的精馏工况。
2.3实际应用。
2.3.1一次处理液悬工况的参数表（见表1）和趋势图PDI-2（见图3）。
2.3.2从PDI-2压差趋势图上看到液悬时波动周期的变化和调整后液悬的调整变化过程。
第一次调整时选在周期变化的1/3~1/2时间，第二个波动周期取在1/2时间，调整后阻力只在阻力27.22kPa 的上方波动并衰减。这说明第二周期调整后液悬从最大29.48kPa 最小24.58kPa ，开始明显衰减，幅度衰减到原幅度的1/2。第三四五六次调整后我看到了趋势曲线逐渐平稳。
本次液悬处理历时3.5小时成功完成。3结论
此次液悬处理，在不减产品取出量，不停车静塔的前提下，通过该方法，精馏工况在最短时间内恢复正常，彻底解决了液悬处理的难题，从而为确保空分装置安全平稳长周期运行做出了贡献。
参考文献
[1]汤学忠，顾福民. 制氧工问答[M].北京：冶金工业出版社，2001：147. [2]毛绍融，朱朔元，等. 现代空分设备技术与操作原理[M].第1版. 杭州：杭州出版社，2005：159.
作者简介：马志敏（1983~），女，助理工程师，2005年毕业于中国石油大学（华东），现在大庆石化公司水气厂空分车间工艺技术员。
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精馏塔液悬处理技巧
马志敏
（大庆石化公司水气厂空分车间，黑龙江大庆163714）
摘要：本文通过对精馏原理的认真研究结合实际操作，摸索出了液悬工况的规律，从而总结出了一种不减产品取出量，不停车静塔
的快速处理液悬工况的途径和技巧，彻底解决了液悬处理的难题，从而为确保空分装置安全平稳长周期运行做出了贡献。
关键词：空分塔；液悬；溢流斗阻力；
塔板阻力大庆石化公司水气厂空分车间的空分设备是由林德设计的10000m 3/h大型空分设备。精馏塔是整套空分设备的核心，该塔为筛板双级精馏塔，分成上塔和下塔两部分。其主要作用就是将空气分离成氧和氮。空气的初次精馏是在下塔进行的，在下塔获得富氧液空和液氮，富氧液空依靠下塔压力经节流阀送入上塔中部，从下塔上部引出一部分液氮，仍然依靠下塔压力经过节流阀送入上塔上
再次分部，这些液体在通过节流阀之前，往往先在过冷器中被过冷。
离在上塔进行，从上塔底部获得产品氧，在上部获得产品氮，产品氧气和氮气经过主换热器被加热至常温。如果要生产部分高纯度的产品或稀有气体，可以用下塔或上塔并联的辅塔来实现。见图1。
1液悬现象分析1.1液悬定义及危
液体沿害。在精馏塔内，
塔板通过溢流斗逐块下流，与温度较高的蒸汽在塔板上接触，发生传热和部分蒸发、部分冷凝的过程。如果塔板上的液体难于沿溢流斗流下，造成溢流斗内液面越涨越高，直至与塔板上的液面相平，液体无法下流时，就形成
[1]
液悬。如图2。
当精馏发生液悬时轻者几天，十几天或几周给操作上带来了极度困难，产品产量，纯度减少
并无法控制。重度液悬将导致精馏塔，塔板效率严重下降无法生产或停车。这也是困绕空分行业筛板精馏塔比较难处理的问题。
1.2液悬现象。
1.2.1产品氧（QE-21正常是99.60×10-2）、氮（QE-32正常是≤5×-610O 2）纯度无法调整。
1.2.2液空（QE-10正常是38~42×10-2）或液氧（QE-20正常是99.60×10-2O 2）无法保证纯度很不稳定，波动很大。
1.2.3下塔C1或上塔C2阻力明显增加，PDI-1/2正常是12-16/液空或液氧液面逐渐下降到一定程度时，当阻力增大到一定时，突然下降，此时液空或液氧液面剧增，随后下塔或上塔阻力开始上升，又重复上述过程。
1.2.4氧气纯度有可能达标，但产量不大。
[2]
1.3液悬产生机理。回流比过大或过小，上升蒸汽过多或过少是下塔或上塔阻力波动过大的起因，当精馏阻力压差超过了允许波动的范围就证明发生了液悬工况。诱导液悬工况的因素有多种，主要归纳为两大类。
1.3.1回流液量突然过大，导致局部塔板上的液层过厚，造成液体沿导液槽下流困难并逐渐扩大到多层塔板上的液层过厚，导致了液悬。主要有上下塔回流阀开度过快。LRC-1-120阀，污液氮节流阀HC-171#，纯液氮回流阀HC-170#，以下塔回流阀HV-301。阀定位
器漂移等。
1.3.2上升气量突然过大，造成接近产品取出部位或加工空气或者膨胀空气入口部位附近塔板上的液层厚度变化过大而引起液悬。相关参数如FRQC-1，FRQC-2，FRQC-3，膨胀空气量等；PDI-1/2波动过大。
2液悬处理2.1常规处理。
2.1.1因为此时精馏塔筛板效率下降，为了保证能够维持生产就相应的降低产品氧氮气的产量，视液悬的轻重程度而定。同时，增加了装置的能耗。
2.1.2重度液悬就需要静塔也就是停车重新开车，这就需要启动液体系统外送，至少需四小时。
2.2新的处理技巧。
2.2.1装置冷开车过程液悬工况的处理：一般取PDI-1/2，LR-CA-2波动周期的1/2时间采取手动减少回流液流量，增加或减少上升蒸汽量，破坏原周期变化规律。并观察调整后衰减幅度经过5～10次调整液悬工况即消除并转化为正常稳定的精馏工况。
2.2.2装置正常生产时液悬工况的处理：一般取PDI-1/2，LR-CA-2波动周期的1/3时间采取手动的方式改变上下塔回流液的大小，或结合产品氧，氮产量以及膨胀空气量改变主要以减少的方式，
）这样可保证产品纯度情况下（5%~8%的量FRQC-2/3膨胀空气量
对原周期进行破坏，观察衰减幅度，10~15次调整后即可恢复正常平稳的精馏工况。
2.3实际应用。
2.3.1一次处理液悬工况的参数表（见表1）和趋势图PDI-2（见图3）。
2.3.2从PDI-2压差趋势图上看到液悬时波动周期的变化和调整后液悬的调整变化过程。
第一次调整时选在周期变化的1/3~1/2时间，第二个波动周期取在1/2时间，调整后阻力只在阻力27.22kPa 的上方波动并衰减。这说明第二周期调整后液悬从最大29.48kPa 最小24.58kPa ，开始明显衰减，幅度衰减到原幅度的1/2。第三四五六次调整后我看到了趋势曲线逐渐平稳。
本次液悬处理历时3.5小时成功完成。3结论
此次液悬处理，在不减产品取出量，不停车静塔的前提下，通过该方法，精馏工况在最短时间内恢复正常，彻底解决了液悬处理的难题，从而为确保空分装置安全平稳长周期运行做出了贡献。
参考文献
[1]汤学忠，顾福民. 制氧工问答[M].北京：冶金工业出版社，2001：147. [2]毛绍融，朱朔元，等. 现代空分设备技术与操作原理[M].第1版. 杭州：杭州出版社，2005：159.
作者简介：马志敏（1983~），女，助理工程师，2005年毕业于中国石油大学（华东），现在大庆石化公司水气厂空分车间工艺技术员。