母液塔由填料塔改穿流筛板塔的应用总结

刘 焕，许 青，张润泽

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

我公司炉气处理工程的主要设备有旋风分离器、热碱液塔、母液洗涤塔、换热器、炉气洗涤塔。其中母液洗涤塔在降低炉气温度的同时，亦可回收利用炉气热量预热冷母液，使母液中CO2部分转移到炉气中，从而增加炉气中CO2含量，降低重碱蒸馏工序蒸汽消耗。由此可见，母液洗涤塔传质传热效果的好坏，直接影响炉气CO2含量和吨碱蒸汽消耗。我厂原2＃母液塔为填料塔，2012年6月大检修期间改型为穿流筛板塔。本文主要针对2＃母液塔改型的过程进行总结，以供参考。

1 原有填料型母液洗涤塔存在问题

1.1 原有填料型母液洗涤塔的结构

母液洗涤塔初始设计为φ3000×15076的填料塔，塔体材料为铸铁，内装聚丙烯塑料鲍尔环，填料层高度为6m，填料采用乱堆方式，总量为43m3；分布器采用槽式溢流，底部填料支撑装置为铸铁长条栅板结构，上置φ100磁环。

1.2 原有母液塔使用情况

1）塔体及内置件腐蚀

含有大量Cl－母液在炉气搅动下对铸铁设备内表面产生冲刷腐蚀作用，炉气量的波动，使填料层产生浮动，设备内表面形成氧化铁腐蚀层不断产生脱落更新，加剧了腐蚀作用，尤其是自2002年以来系统作业能力由原设计日产800t提高至950t以上，炉气量明显上升，塔内气速提高，导致炉气对塔壁及内置件的冲刷及填料浮动剥蚀更加严重。原有铸铁塔自1996年开始投入使用，2001年由于内部填料支撑、铁栅板腐蚀损坏严重，填料支撑板改为双层叠加玻璃钢篦子板。2003年开始塔壁大面积腐蚀，漏液严重，几经加固防腐修复，但腐蚀情况日益加剧，2007年以原有型式整体更换2＃母液洗涤塔。

2）工艺状况恶化

随着作业时间的延长，塔壁及进液铸铁管道腐蚀过程产生的大量氧化铁残渣，堵塞于填料及篦子板缝隙间，填料层阻力明显上升，并影响炉气在母液塔内的正常传质传热效果。填料层清理倒装后初始阶段效果良好，在系统作业量不高于43t／h汽量下，填料层阻力大约110mmH2O（1.079kPa），系统作业量超过45t／h汽量，阻力上升较快，作业量超过50t／h汽量时，阻力将达到250mmH2O（2.452 kPa），但仍然在液泛控制范围之内。随着作业时间延长，填料层、玻璃钢篦子板空隙间氧化铁等腐蚀物增加，填料层阻力将上升至350mmH2O（3.432kPa）以上，影响系统作业真空度。

3）清理、倒装填料，改善母液塔作业通畅能力

为恢复填料层正常阻力，每年必须利用年度系统大检修停车机会，将塔内填料进行倒装，清理填料间及篦子板缝隙积存的大量铁锈等残余物。倒装过程耗费大量人力，而且造成较多填料损失。由于每年塔区是各项检修清理工作及工艺处理的集中区域，填料塔倒装工作极大地影响了其他检修工作的进度，给整体大检修工作带来不便。

2 改造方案的实施

针对造成塔壁腐蚀及填料层堵塞的原因，可以看出虽然鲍尔环填料传质传热性能较好，但是在存在腐蚀性介质，尤其作业量大、波动较大情况下，气体穿行于填料间及塔壁内表面时气速高，造成的腐蚀加重。因此经过深入调查、分析探讨提出将2＃填料母液塔改型为穿流式筛板塔。从腐蚀方面考虑，由于板间空段气速大为降低，塔壁内表面的冲刷腐蚀将得以解决，极大地减少了铁锈残渣的出现。以下从工艺设计及主要内置件方面说明方案的具体措施：

1）塔体直径及高度、管道接口与原有填料塔相同，主体材料仍采用铸铁材质，内壁表面铸造过程加入耐腐合金，增强进气区域防腐性能。

2）进气及进液装置

进气塔圈设置气体分布罩，利于底圈塔板下炉气均匀分布，防止产生偏流；进液塔圈设置降液管布液器，两侧进液，使母液均匀分布淋洒。进气与进液装置的改进提高了母液塔传质传热效果。

3）塔板布置及材质

塔内设置5层筛板，玻璃钢材质，厚度12mm，分布φ50孔，塔板开孔率15.8%，理论计算48t／h轻灰炉作业量情况下，平均塔板阻力35mmH2O柱（0.343kPa）左右。较大的开孔直径以防止随着作业周期的延长，部分孔径粘结于孔内，使直径变小，塔阻力上升较高。

3 母液塔改型后实际使用效果检验

表1 改造前工艺指标及蒸汽消耗调查

经实际查定结果表明，在50t／h左右高负荷生产作业情况下，对比母液塔进气、进液温度均比较接近的情况下，改造后塔阻力降约200mmH2O（1.961kPa），与填料塔相比，高负荷生产下的阻力较小，具有较好的通气能力；出气温度均在55～65℃范围内，达到生产工艺控制范围；出液温度达到80℃左右，高于同等作业状况下的填料塔约8℃，传质传热效果优于填料塔；炉气CO2浓度得到增加，降低了重碱碳化工序消耗。同时我们在生产作业半年内2次检查塔板情况，基本无孔内锈渣，设备运行正常。

4 结 语

母液塔改造后经过两年多的运行，实际生产中工艺指标及设备运行情况完好，达到了预期的目标。2＃母液洗涤塔的成功改造，为今后此类设备的改造提供了有利的依据和参考价值。