焦化分餾塔

焦化分餾塔是延遲焦化裝置中的關鍵設備之一，選擇性能優良的、並得到最佳化設計的塔內件，對保證裝置的長周期運轉、保證產品質量和裝置生產能力十分重要。

基本介紹

• 中文名：焦化分餾塔
• 外文名：Coking Fractionating Tower
• 學科：石油煉製工程
• 用途：原油焦化
• 代表：BJ焦化分餾塔
• 套用效果：正在逐步展開

簡介

焦化分餾塔是延遲焦化裝置中的關鍵設備之一，選擇性能優良的、並得到最佳化設計的塔內件，對保證裝置的長周期運轉、保證產品質量和裝置生產能力十分重要。

焦化分餾塔下部塔段結焦和上部塔段結鹽是焦化分餾塔不可避免的問題。焦粉沉積和結鹽將影響塔盤的分離效率和裝置的處理能力，嚴重的結焦和結鹽使得裝置不得不停工檢修，嚴重地制約了焦化分餾塔長周期運行。因此，近年來隨著焦化裝置的大量建設，都在致力於解決焦化分餾塔中的焦粉沉積和結鹽問題，以保證裝置的長周期運行。

特殊工藝要求

焦化分餾塔有自身的工藝要求，只有充分認識到了所針對的工藝過程的特點，才可能有最佳化的塔內件設計，為焦化裝置的長周期穩定運行夯實基礎。焦化分餾塔的主要特殊工藝要求概括如下：

1、抗焦粉夾帶和焦粉沉積能力

焦粉夾帶和焦粉沉積是焦化分餾塔設計中力求解決的難題，特別是分餾塔的下部塔段。嚴重的焦粉夾帶會影響到焦化裝置的開工周期。因嚴重的焦粉沉積，裝置不得不停工檢修，清除塔板上的結焦。因此，要求所選擇的塔板具有強的抗焦粉沉積能力。

2、抗塔板結鹽能力

由於渣油中金屬含量較高，焦化分餾塔塔板上結鹽是普遍現象，結鹽嚴重的塔板嚴重影響塔板的傳熱和傳質。檢查採用F1浮閥塔板的焦化分餾塔上部塔段，發現結鹽嚴重，部分浮閥被鹽結死。因此，要求所選擇的塔板具有強的抗結鹽沉積能力。

3、操作彈性要好

焦化分餾塔對操作彈性有較高要求，不僅是分離效率的需要，更是可操作性的需要。這是因為裝置的生產能力的變化、原料性質的變化、產品方案的變化(如根據市場需要多出柴油等)，操作條件的變化(如循環比的變化)等都導致塔內負荷的變化很大，這就要求塔板對操作彈性提出了較高的要求。好的操作彈性可以保證低負荷時塔的可操作性,在高負荷時霧沫夾帶少,也就避免了過量的焦粉夾帶。

BJ塔板的結構特點

BJ塔板技術的核心就是所用的鼓泡元件為BJ浮閥，如圖1所示。 BJ浮閥從外形上看是一種條形浮閥和舌形浮閥的結合體。氣體可從閥體的三個方向通過，不僅提高了氣體的通過能力，而且因閥腿上所開設的導向孔朝向與塔板上液流方向一致，因而其對液體的流動可以起到很好的導向作用。

BJ浮閥除具有普通條形浮閥所具有的特徵外，還具有以下結構特點：

在BJ浮閥的閥腿上開有導向孔，導向孔的開口方向與塔板上的液流方向一致

1、從導向孔中通過的氣體對液相流動起到有效的導流作用， 而且這種作用是以最佳位置實現的，並且不會因操作負荷的變化而改變。這種對液體流動的導向作用，有利於消除至少是在很大程度上減弱塔板上的液面梯度。消除塔板上的液體滯止區，提高液相流動的均勻性;液相流動的均勻必然導致氣相的流動均勻。由此，可以減小局部漏液(特別是塔板入口區域)，氣相流動的均勻將同樣地減小塔板之間的霧沫夾帶，提高生產能力。低漏液和低霧沫夾帶是塔板傳質效率高的必要保證。

2、 BJ浮閥的前閥腿所開設的導向孔，不但起到對液流的導向作用，而且由於對塔板表面的吹氣，增強對液體的攪動，防止固體沉積，對減少塔板焦粉沉積和結鹽沉積十分有利。

3、 氣相能夠從三個方向通過，因而BJ具有更大的氣相通過能力。

在導向孔的上端保留有側條，其與閥兩側的側條按相同方式彎折

其可避免因導向孔的開設而導致的漏液增加不利因素，保證了操作下限。同時從導向孔通過的氣體與液體接觸的方式與從閥體兩側通過的氣體與液體的接觸方式是一致的，這就保證了傳質效率不受影響。

4、前後閥腿設計為不對稱的結構

通過不對稱的結構設計，修正了因開設導向孔而導致的閥體前後的重量差異，使得閥體前後的重量平衡。加之閥體尺寸與閥孔尺寸的良好配合，實現了浮閥力和力矩的平衡，從而保證了閥體能夠平穩的升降。

解決焦粉和結鹽沉積的機理

逐層減小夾帶並避免在塔板上聚集是解決焦化分餾塔下部塔段結焦和上部塔段結鹽問題的關鍵。

BJ塔板操作彈性大，可用操作彈性可達45~150%，對焦化裝置進料原料性質、操作條件的變化等具有很好的適應性，霧沫夾帶小，可實現逐層減少焦粉夾帶的目的。

BJ塔板所採用的BJ浮閥是條形浮閥和舌形浮閥的結合體，BJ浮閥的前閥腿所開設的導向孔，其開孔的下緣與塔板面平齊（圖2所示），因此不但起到對液流的導向作用，而且由於對塔板表面的吹氣，增強對液體的攪動，防止固體沉積，可以避免焦粉在塔板上的沉積，可將塔板上的固體顆粒送入降液管中，並逐層帶至塔底。圖3為普通條型浮閥氣體流動示意圖，圖4為BJ浮閥氣體流動示意圖，BJ浮閥塔盤的流動避免了返混，促進液體往降液管方向流動，其必將把不斷減少的固體顆粒往塔底輸送。

蠟油抽出以下與換熱板以上塔段液體負荷低，BJ塔板對低液相負荷的適應能力強，採用BJ塔盤可避免“乾板”現象的發生，因而可避免結焦。

BJ塔板具有逐層減小焦粉夾帶（霧沫夾帶）和避免固體沉積、並逐層往下輸送固體顆粒的能力，因此BJ塔板可有效的解決焦化分餾塔的焦粉沉積（結焦）和鹽沉積（結鹽）問題。工業套用的成功經驗充分證實了BJ塔板的優良抗焦粉夾帶、抗焦粉和結鹽沉積能力的設計機理。

工業套用效果

BJ塔盤已成功地套用於武漢、荊門、高橋、齊魯、濟南、天津、錦西、克拉瑪依等石化公司的大型焦化裝置分餾塔、吸收穩定系統塔系和乾氣脫硫及溶劑再生塔系。運行一年以上的裝置有8套，在建項目有4套，還有幾套裝置正在設計之中。