[发明专利]液泛溶气方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于化工环保领域，涉及一种液泛溶气方法与装置。具体而言，涉及 采用微旋流分离器消除加氢反应器工艺过程中液泛现象，去除原料油中的氮、硫化 物以及固体颗粒等物质的方法，该方法适用于处理包括加氢反应器工艺过程中液 泛、含硫杂质、固体颗粒在内的气-液非均相分离过程。

背景技术

经过100多年的开采，地球上低硫轻质原油的产量已经越来越少。目前，世 界上含硫原油(含硫量在0.5-2.0％之间)和高硫原油(含硫量2.0％以上)的产量 已占原油总产量的75％以上，其中含硫量在1％以上的原油产量已占到原油总产量 的55％以上，含硫量在2％以上的高硫原油的产量也占到30％以上。

随着我国炼制含硫原油的日益增多，作为进一步加工处理的原料油中，硫含 量越来越高，加重了对设备的腐蚀，产品中硫化物含量也随之提高。这些都促进了 原料油加氢装置的快速发展。

原料油加氢反应过程中，液体沿塔板通过溢流斗逐块下流，与温度较高的蒸 气在塔板上接触，发生传热和部分蒸发、部分冷凝。这时，如果塔板上的液体难于 沿溢流斗流下，会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，就会引起液泛或液悬，亦称淹塔。当溢流斗内液面超过溢流斗高度的50％ 时，就认为开始发生轻微的液泛。

促成液泛的因素主要有以下两个：

a.降液管内液体倒流回上层板

由于塔板对上升的气流有阻力，下层板上方的压力比上层板上方的压力大， 只有当降液管内泡沫高度所相对的静压头能够克服这一压差时，液体才能往下流。

当液体流量不变而气体流量加大，下层板与上层板之间的压力差亦随着增加， 降液管内的液面随之升高。若气体流量加大到使得降液管内的液体升高到堰顶，管 内的液体便不仅不能往下流，反而开始倒流回上层板，板上便开始积液；加以操作 时不断有液体从塔外送入，最后会使全塔充满液体，就形成了液泛。

若气体流量一定而液体流量加大，液体通过降液管的阻力增加，并且板上液 层加厚，使得板上下的压力差加大，都会使降液管内液面升高，从而导致液泛。

b.过量液沫夹带到上层板

气流夹带到上一层板的液沫，可以使得板上液层加厚，正常情况下，增加得 并不明显。在一定液体流量之下，若气体流量增加到一定程度，液层的加厚便显著 起来(板上液体量增多，气泡加多、加大)。气流通过加厚的液层所带出的液沫又 进一步加多。这种过量液沫夹带使得泡沫层顶与上一层板底的距离缩小，液沫夹带 持续地有增无减，大液滴易直接喷射到上一层板，泡沫也可冒到上一层板，终至全 塔被液体充满。

以上两种促成液泛的原因中，比较常见的是过量液沫夹带。反应器内发生液 泛并没有及时处理时，塔器内的阻力、液面将发生很大的波动，破坏塔器内反应过 程，使得产品纯度达不到要求，并且塔器内波动很大，无法维持设备的正常生产， 更严重的是会造成设备停车事故。

加氢反应器液泛现象可能是设计时造成的：过量的雾末夹带，干板压降过大， 汽速过快；降液管设计过小，塔盘上液体来不及流到下层塔盘；降液管尺寸没有问 题，但是塔盘上进入降液管的流速过快，形成与降液管侧塔壁直接桥联，液体无法 顺畅流下到下层塔盘。如果设计不存在问题，且塔已经投入生产出现这种情况，可 能是操作造成的，即，回流量过大，但同时塔底蒸汽热源却没有相应增加；液相超 负荷进料；塔盘发生堵塞。

要想克服上述现象的发生，就必须严格控制好回流比，减少进料、平稳调节 热源，如果发生严重的塔盘堵塞，则有可能需要停车置换物料后，加水进行煮塔。 这些增加了设备的操作难度，提升了维护费用，投资成本高。

为了克服上述缺点，本领域技术人员已投入了大量的时间、精力进行探索研 究，先后开发出了许多高比表面积、高空隙率的高效新型填料，改善了塔内气液两 相的接触状态，有效地提高了填料塔的传质分离效率和生产能力。但是到目前为止， 通过这些途径对填料塔进行优化出现了如下两个问题：

1、许多新型高效填料制作工艺复杂，成本较高；

2、进一步优化的空间已经相当有限。

因此，针对液泛溶气过程中的液泛现象，本领域迫切需要开发出一种能在正 常工况下消除液泛现象的方法。

发明内容