焦化分馏塔

焦化分馏塔

摘要：文中介绍了焦化分馏塔的主要的特殊工艺要求，即要求所采用的塔盘具有抗焦粉和结盐沉积能力、好的操作弹性。结合介绍BJ浮阀的结构特点阐述了BJ浮阀抗焦粉和结盐沉积的机理。概括性的介绍了BJ塔板在焦化分馏塔中的工业应用情况和令人满意的效果。

关键词：焦化结焦塔板应用

1 前言

焦化分馏塔是延迟焦化装置中的关键设备之一，选择性能优良的、并得到优化设计的塔内件，对保证装置的长周期运转、保证产品质量和装置生产能力十分重要。

焦化分馏塔下部塔段结焦和上部塔段结盐是焦化分馏塔不可避免的问题。焦粉沉积和结盐将影响塔盘的分离效率和装置的处理能力，严重的结焦和结盐使得装置不得不停工检修，严重地制约了焦化分馏塔长周期运行。因此，近年来随着焦化装置的大量建设，都在致力于解决焦化分馏塔中的焦粉沉积和结盐问题，以保证装置的长周期运行。

中国石化工程建设公司在焦化分馏塔设计中积累了丰富的经验，在焦化装置的设计中推荐采用本公司开发的BJ塔盘。BJ塔板在焦化装置特别是焦化分馏塔中的应用证实了BJ塔板的优异性能和优势。BJ塔板在抗焦粉聚结、操作弹性、分离效果等方面与其它浮阀相比具有明显优势。

本文立足于介绍焦化分馏塔的主要的特殊工艺要求，即要求所采用的塔盘具有抗焦粉和结盐沉积能力、好的操作弹性。BJ塔盘能够很好的满足上述要求。本文在介绍BJ浮阀的结构特点基础上阐述了BJ浮阀抗焦粉和结盐沉积的机理。多套装置的工业应用效果令人满意。

2 焦化分馏塔的特殊工艺要求

焦化分馏塔有自身的工艺要求，只有充分认识到了所针对的工艺过程的特点，才可能有优化的塔内件设计，为焦化装置的长周期稳定运行夯实基础。焦化分馏塔的主要特殊工艺要求概括如下：

● 抗焦粉夹带和焦粉沉积能力

焦粉夹带和焦粉沉积是焦化分馏塔设计中力求解决的难题，特别是分馏塔的下部塔段。严重的焦粉夹带会影响到焦化装置的开工周期。因严重的焦粉沉积，装置不得不停工检修，清除塔板上的结焦。因此，要求所选择的塔板具有强的抗焦粉沉积能力。

● 抗塔板结盐能力

由于渣油中金属含量较高，焦化分馏塔塔板上结盐是普遍现象，结盐严重的塔板严重影响塔板的传热和传质。检查采用F1浮阀塔板的焦化分馏塔上部塔段，发现结盐严重，部分浮阀被盐结死。因此，要求所选择的塔板具有强的抗结盐沉积能力。

● 操作弹性要好

焦化分馏塔对操作弹性有较高要求，不仅是分离效率的需要，更是可操作性的需要。这是因为装置的生产能力的变化、原料性质的变化、产品方案的变化（如根据市场需要多出柴油等），操作条件的变化（如循环比的变化）等都导致塔内负荷的变化很大，这就要求塔板对操作弹性提出了较高的要求。好的操作弹性可以保证低负荷时塔的可操作性,在高负荷时雾沫夹带少,也就避免了过量的焦粉夹带。

3 BJ 塔板的结构特点

BJ 塔板技术的核心就是所用的鼓泡元件为BJ 浮阀，如图1所示。 BJ 浮阀从外形上看是一种条形浮阀和舌形浮阀的结合体。气

体可从阀体的三个方向通过，不仅提高了气体的通过

能力，而且因阀腿上所开设的导向孔朝向与塔板上液

流方向一致，因而其对液体的流动可以起到很好的导

向作用。

BJ 浮阀除具有普通条形浮阀所具有的特征外，

还具有以下结构特点：

● 在BJ 浮阀的阀腿上开有导向孔，导向孔的开口方向与塔板上的液流方向一

致

图1 BJ 浮阀示意图

◆从导向孔中通过的气体对液相流动起到有效的导流作用，而且这种作用

是以最佳位置实现的，并且不会因操作负荷的变化而改变。这种对液体流动的导向作用，有利于消除至少是在很大程度上减弱塔板上的液面梯度。

消除塔板上的液体滞止区，提高液相流动的均匀性；液相流动的均匀必然导致气相的流动均匀。由此，可以减小局部漏液（特别是塔板入口区域），气相流动的均匀将同样地减小塔板之间的雾沫夹带，提高生产能力。低漏液和低雾沫夹带是塔板传质效率高的必要保证。

◆BJ浮阀的前阀腿所开设的导向孔，不但起到对液流的导向作用，而且由

于对塔板表面的吹气，增强对液体的搅动，防止固体沉积，对减少塔板

焦粉沉积和结盐沉积十分有利。

◆气相能够从三个方向通过，因而BJ具有更大的气相通过能力。

●在导向孔的上端保留有侧条，其与阀两侧的侧条按相同方式弯折

其可避免因导向孔的开设而导致的漏液增加不利因素，保证了操作下限。同时从导向孔通过的气体与液体接触的方式与从阀体两侧通过的气体与液体的接触方式是一致的，这就保证了传质效率不受影响。

●前后阀腿设计为不对称的结构

通过不对称的结构设计，修正了因开设导向孔而导致的阀体前后的重量差异，使得阀体前后的重量平衡。加之阀体尺寸与阀孔尺寸的良好配合，实现了浮阀力和力矩的平衡，从而保证了阀体能够平稳的升降。

4解决焦粉和结盐沉积的机理

逐层减小夹带并避免在塔板上聚集是解决焦化分馏塔下部塔段结焦和上部塔段结盐问题的关键。

BJ塔板操作弹性大，可用操作弹性可达45~150%，对焦化装置进料原料性质、操作条件的变化等具有很好的适应性，雾沫夹带小，可实现逐层减少焦粉夹带的目的。

BJ塔板所采用的BJ浮阀是条形浮阀和舌形浮阀的结合体，BJ浮阀的前阀腿所开设的导向孔，其开孔的下缘与塔板面平齐（图2所示），因此不但起到对液流的导向作用，而且由于对塔板表面的吹气，增强对液体的搅动，防止固体沉积，

和盐沉积（结盐）问题。工业应用的成功经验充分证实了BJ塔板的优良抗焦粉夹带、抗焦粉和结盐沉积能力的设计机理。

5工业应用效果

BJ塔盘已成功地应用于武汉、荆门、高桥、齐鲁、济南、天津、锦西、克拉玛依等石化公司的大型焦化装置分馏塔、吸收稳定系统塔系和干气脱硫及溶剂再生塔系。运行一年以上的装置有8套，在建项目有4套，还有几套装置正在设