塔釜
關注創建者：化工交流 創建時間：2023-05-08
塔釜的實例教程
在我的上兩篇系列文章中《上海石化“6.18”閃爆事故之思(1):不銹鋼管道為什么會整體斷裂》和《上海石化“6.18”閃爆事故之思(2):當值班長的指揮堪稱經典》，重點分析了不銹鋼管道的氯離子腐蝕問題和現場班組長對事故的應急指揮等，本篇作為上海石化“6.18”閃爆事故之思系列的第3篇文章，重點討論一下調查報告中提及的精制塔塔釜的低液位聯鎖設置的問題。
在調查報告中第19頁有這么一段話：
“經調查，精制塔T-450塔釜底部至斷裂處管道未設置針對泄漏的聯鎖關停裝置。中國石化工程建設公司參照美國科學設計公司的工藝設計包建設精制塔T-450系統，工藝設計包中針對精制塔T-450塔釜底部至斷裂處管道未設置針對泄漏的聯鎖關停裝置。上海石化公司針對該裝置的HAZOP（危險與可操作性分析）報告未對塔釜釜底液位過低進行分析，沒有提出防范建議措施。”
上面的這段調查報告的原話，實際上說到了兩個問題，第一個問題就是上海石化當初在針對該裝置的HAZOP分析報告中，沒有對精制塔T-450塔釜的低液位進行危害性分析，所以呢自然也就沒有提出防范措施。第二個問題是從精制塔T-450的塔釜底部至斷裂處的這段管道沒有設置針對泄漏的聯鎖關停裝置，也就是說，如果這段管道發生意外泄漏的話，并沒有相應的聯鎖設施來緊急切斷這根管道和塔釜之間的聯系。
上面的兩個問題，大家稍微仔細分辨的話，很明顯指的不是一回事，第一個問題說白了就是，如果塔釜內的液位過低，企業應當采取哪些措施。第二個問題說白了就是，如果這段管線泄漏了，那么從塔釜底部至泄漏處由于并沒有針對該泄漏的聯鎖切斷系統，所以想關但是關不了，最終導致事故擴大。
那么調查報告中指出的問題，到底有沒有道理呢？
展開 10月8日對塔進行沖洗操作，脫丁烷塔運行處于較平穩的狀態，目前塔的壓差控制在20kPa，釜溫也逐漸趨于正常。
8月14日注HK-17D后至9月5日沖塔前，見圖7。
塔釜溫度由90~105℃逐漸升至98~110℃。9月5日沖塔后，塔釜溫度升至110~116℃，10月8日再次對塔進行沖洗操作，塔釜溫度基本恢復正常值，塔釜溫度控制在114~119℃;目前塔釜再沸量是自動控制，塔的靈敏板溫度與塔釜再沸量暫時沒有投串級控制，塔釜溫度在114~119℃波動，期間塔釜溫度偶爾降至小于114℃，但通過及時加大塔釜再沸量，塔釜溫度能恢復正常值。
9月5日在沖洗前，塔釜再沸器蒸汽流量大于4.9t/h時，塔的壓差容易上升，為了確保脫丁烷塔的平穩運行，在沖洗前塔釜再沸量一直控制在小于4.9t/h，致使塔釜溫度無法達到設計值(117℃)，碳四產品損失(體積分數)較大，最高值到達7.75%，見圖8。
在9月5日和10月8日沖洗后，塔釜的再沸量增逐漸提至5.3t/h，脫丁烷塔釜的碳四損失趨于下降的趨勢，10月份塔釜損失(體積分數)平均值為1.0%，比2017年平均值0.55%高0.45%。
塔頂碳四產品碳五含量(體積分數)指標值為0.5%，塔盤出現堵塞后，塔頂的碳四含量最高值達到4.8%，見圖9。
在注分散劑HK-17D后，通過對塔進行沖洗操作，塔逐漸恢復正常狀態，保持塔的分離效果，確保塔頂的碳四產品合格。
05
存在問題
脫丁烷塔的高負荷運行時，雖然使用HK-17D有一定的效果，但塔的進料大于52t/h運行時和塔釜的再沸器蒸汽量波動時，塔的壓差還是容易上升，塔內的聚合物還沒有徹底清除干凈。
展開 02
注入甲醇操作步驟
①注甲醇前的工藝調整
降低乙烯精餾塔進料負荷到95%，乙烯產品切不合格罐。將乙烯精餾塔塔釜乙烷切至火炬系統，乙烯精餾塔液位由循環乙烷排火炬手閥調整。這樣做的目的是為了避免甲醇進入裂解爐后裂解氣中一氧化碳快速上漲，最終造成碳二加氫反應器漏炔。因冷分離系統正常運行時要回收乙烯精餾塔塔釜乙烷中的冷量，當循環乙烷放火炬后，冷分離系統需要通過調整乙烯、丙烯冷劑用量來保持冷分離的正常運行。
②注甲醇工藝操作
本次注甲醇分6次間斷性注入，注入前塔壓差49kPa，過程如下：
第1次從第18層塔盤的取樣器處注甲醇，注入量500L/h，注入時間10min。由于塔釜氣相量大，塔盤液相不下降，提餾段壓差上漲，塔釜液位最低降至16.5%，塔底再沸器熱虹吸不連續，塔壓及塔壓差大幅波動。調整降低主副回流及再沸側沸量，乙烯精餾塔進料降負荷至88%。而后乙烯精餾塔塔釜液位上漲至50%，熱虹吸正常，塔壓及塔壓差恢復穩定，全塔壓差59.9kPa。
第2次繼續從第18層塔盤的取樣器處注甲醇，注入量1000L/h，注入時間11min，注甲醇完成全塔壓差55.8kPa。
第3次從乙烯精餾塔進料線注甲醇，注入量1000L/h，注入時間10min，塔釜液位開始快速上漲，最后至滿液位，隨后立即將塔釜循環乙烷排火炬閥全開。注甲醇完成全塔壓差56.9kPa。
第4次從乙烯精餾塔進料置換線注甲醇，注入量2000L/h，注入時間17min，塔釜仍然滿液位。注甲醇完成全塔壓差40.04kPa。
第5次從乙烯精餾塔進料線進行注甲醇，注入量2000L/h，注入時間10min，塔釜滿液位。注甲醇完成全塔壓差40.37kPa。隨后塔釜液位可見，開始下降。
展開 問題的解決
1
降低2號預切割塔進料溫度及頂溫
首先通過減小2號預切割塔塔釜加熱量來降低其頂部溫度。在保證塔釜物料中不含碳二的情況下，通過降低靈敏板溫度來降低塔釜加熱量。在操作測試中，將2號預切割塔靈敏板溫度由58℃降至55℃，2號預切割塔塔頂溫度基本無變化。
2號預切割進料來自1號預切割塔釜，1號預切割塔塔釜物料(設計溫度23.3℃、壓力3.482MPa、流量39352kg/h)經過節流控制閥降溫降壓后，首先經E-220A/B為裂解氣降溫，再經E-472回收冷量后進入2號預切割塔第1層塔盤(設計溫度為13.2℃、壓力2.385MPa)。在裝置負荷穩定的情況下，E-220A/B熱負荷基本穩定，無法調節，只能通過調整低壓脫丙烷塔來降低E-472的熱負荷，以此降低2號預切割塔進料溫度(見表3)。
由表3可知：當2號預切割塔進料溫度由22.8℃降至19.8℃后，其塔頂溫度也隨之降低3℃，塔釜外送量增加明顯，脫乙烷塔塔釜外送量明顯減少，隨后脫乙烷塔塔釜外送乙烷含量和塔頂溫度緩慢下降。
2
技術改造降低2號預切割塔進料溫度及頂溫
2號預切割塔進料溫度偏離設計值，究其原因為：低壓脫丙烷塔操作工況的變化，塔頂溫度比設計值高8℃左右，導致E-472的熱負荷增大。為確保碳四產品合格，低壓脫丙烷塔優化操作彈性小，塔頂溫度一直偏高。
為有效降低E-472的熱負荷，對1號預切割塔釜物料去E-472進行技改增加旁路線。
展開 d) 塔壓高。可能造成的原因是進料中碳二含量較高或是冷卻水溫度高/壓力低。此時需要調整低壓脫丙烷塔的加熱量或調整冷卻水的進水溫度/壓力。
e) 塔壓差高。可能的原因是塔盤堵塞或塔釜再沸器加熱量過大。此時需要停車清理塔盤或調整再沸器加熱量。
f) 靈敏板溫度低。可能的原因是再沸器結焦嚴重、再沸器凝液罐排液不暢通或是低壓蒸汽壓力低。此時需要切斷再沸器、檢查凝液罐液位控制閥位和凝液總管壓力或提高低壓蒸汽管網設定壓力。
g) 塔釜碳四含量超標。可能的原因是再沸器結焦嚴重靈敏板溫度提不上造成釜溫偏低。此時需要切換再沸器進行處理。
h) 正常操作中，當塔頂裂解碳四和塔釜裂解碳五產品不合格時，要及時通知下游裝置，同時將不合格產品改送不合格產品罐。同時要查明原因，盡快調整產品合格。
展開 
塔釜的最新內容
缺氧危險作業場所分為以下三類：
a）密閉設備：指船艙、貯罐、塔（釜）、煙道、沉箱及鍋爐等。
b）地下有限空間：包括地下管道、地下室、地下倉庫、地下工程、暗溝、隧道、涵洞、地坑、礦井、廢井、地窖、污水池（井）、沼氣池及化糞池等。
c）地上有限空間：包括酒糟池、發酵池、垃圾站、溫室、冷庫、糧倉、料倉等封閉空間。
檢測氧氣濃度的傳感器有哪些？
（三）密閉設備，如船艙、貯（槽）罐、車載槽罐、反應塔（釜）、窯爐、爐膛、 煙道、管道及鍋爐等。
二、什么是有限空間作業？
常見的有限空間作業主要有：
（一）清除、清理作業，如進入污水井進行疏通，進入發酵池進行清理等。
（二）設備設施的安裝、更換、維修等作業，如進入地下管溝敷設線纜、進入污水調節池更換設備等。
至此，我們接著完善HAZOP分析表格如下：
所以塔釜的低液位其危害性還是不小的，那么工藝上對塔釜低液位還是有必要進行控制的，一般都是在DCS系統中對塔釜液位進行低液位報警，這個報警值肯定不能是零了，必須得留出一定的緩沖空間，給操作人員留出響應和采取措施的時間。那么我們繼續深入一下，這個低液位報警是否必須要聯鎖呢？
輕分塔頂采出進低沸一塔，塔釜采出進含氫塔。含氫塔頂采出一甲含氫單體，由泵輸送到罐區一甲含氫單體儲罐。含氫塔釜采出粗三甲，由泵輸送到罐區粗三甲儲罐。低沸一塔塔頂采出進低沸二塔，塔釜采出回輕分塔。低沸二塔塔頂塔釜分別采出不同組份的低沸進罐區儲罐。
高沸物塔處理來自高沸裂解工段的裂解產品。高沸物塔塔釜去除高沸裂解殘物，塔頂餾出物進入三甲塔。三甲塔塔頂餾出低沸物由泵輸送至低沸物儲罐。
為減少設備、節省投資和占地，冷箱新線的裂解氣前冷改在新冷箱(E-EA1315X)中進行，相應的脫甲烷塔釜液、循環乙烷、丙烯等用作冷劑的流股也并入新冷箱，由此可以省掉的單臺設備有：干燥器流出物深冷器、脫甲烷塔1號進料深冷器和乙烷汽化器。前冷新老線的流程對比如圖1所示。
在裂解氣的逐級深冷過程中，為控制氫甲烷尾氣中的乙烯損失。
剛到某化工廠精餾車間工作，看到有一個操作工老師傅，他就問老師傅："你看，這個精餾塔，塔釜好容易把蒸汽蒸到塔頂，還讓它流回來，多浪費啊。”
如果進料量加大，要計算出塔頂采出增加量，采出過小，回流量增加，回流量增大，塔內物料增多，上升蒸汽速度增大，塔頂與塔釜的壓差增大，嚴重時會引起液泛；采出過大，回流量減小，氣液接觸不好，塔頂產品的質量不合格。
手動控制時：
在精餾塔正常操作時，只要塔頂產品質量沒有大的變化，塔的回流量變化很小，甚至可以保持不變。
故障現象：
1、塔頂重組分含量偏高，而塔釜輕組分含量比設計要求低。
2、塔釜輕組分含量偏高，而塔頂重組分含量比設計要求低。
處理方法：
調整控制點溫度。
原因 14
塔頂產品產出量過少，系統物料不平衡。
如果進料量加大，要計算出塔頂采出增加量，采出過小，回流量增加，回流量增大，塔內物料增多，上升蒸汽速度增大，塔頂與塔釜的壓差增大，嚴重時會引起液泛；采出過大，回流量減小，氣液接觸不好，塔頂產品的質量不合格。
手動控制時：
在精餾塔正常操作時，只要塔頂產品質量沒有大的變化，塔的回流量變化很小，甚至可以保持不變。
脫苯塔釜溫度和壓力控制在210-220°C、40-45 kPa,塔釜設貧油循環泵，貧油通過管式爐循環加熱作為熱源返回塔。為保證脫苯塔底供熱，脫苯塔底210℃熱貧油經循環油泵抽出并打至循環貧油煤氣管式加熱爐加熱至220℃返回脫苯塔釜。為了保證循環油質量，定期從脫苯塔底引出1～1.5%熱貧油，排至再生塔進行再生。
