CTST易发泡物系的成功应用

河北工业大学化学工程研究所 2002.10.28

　易发泡物系是化工分离过程中较难分离的过程，特别是采用浮阀塔板分离易发泡物，因为浮阀塔板的操作工况，液体为连续相，气体为分散相，气体以气泡形式穿过板孔和板上的液体。实践证明这种以鼓泡形式进行传质、传热的分离过程，对易发泡物系操作难度较大。立体传质塔板CTST为喷射型塔板。立体传质塔板CTST结构独特，为立体结构，其核心部件——气液接触、传热、传质元件为梯形喷射罩；塔板采用矩形开孔，矩形开孔上方设置带筛孔的梯形喷射罩，罩的侧面为带筛孔的喷射板，两端为梯形的端板，上部为分离板，在喷射板与分离板间设气液通道。喷射板与塔板间有一定的底隙，为液体进入罩体的通道，分离板的作用，一是提供气液接触空间，二是使气液两相有效分离，减少雾沫夹带。

　　CTST为气液并流喷射型塔板，其操作工况如图1所示：气体自板孔进入喷射罩中，在塔板板孔处形成缩流，在板孔附近形成低压区；液体受罩体内外压差和板面液面高度静压强的作用自罩底隙进入罩内；气体、液体两相的接触、传热、传质在塔板至罩顶的立体空间中完成，在该空间范围内，气体为连续相，液体为分散相，即细小的液滴；在板面上流动的液体为清液层。
综上所述，CTST塔板在气、液接触的全过程没有发泡机制，而且高速喷射的液滴回落至板面上还具有破泡作用。而浮阀塔板必须鼓泡才能进行传质、传热，所以CTST塔板更适合常规塔板难以处理的易发泡物系。这个结论已经在工业实际应用中得到证实。

一、干气脱硫过程：

用乙醇胺溶液作吸收剂，脱除干气中的硫化物，是石油化工企业中普遍采用的工艺技术。随着原油含硫量不断增加，干气的量和硫含量均在增加，如果仍采用浮阀塔板，则干气脱硫塔极易引起发泡，不但操作困难而且脱硫效果下降。我们对石家庄炼油厂、济南石化、齐鲁石化等厂的焦化干气脱硫塔、催化干气脱硫塔、加氢裂化低分气脱硫塔进行的改造，在塔径、塔板数、板间距、降液管均不变的条件下，仅用CTST塔板代替原塔板，不但提高了处理能力，而且显著地改善了脱硫效果。

例一：
石家庄炼油厂焦化干气脱硫塔，φ1000共23层塔板。扩改要求最大负荷为焦化80万吨/年和加氢100万吨/年，相当进塔气量和液体为13t/ h和40t/ h，干气硫含量为6～9万 ppm，操作范围为设计值的70-140％。该塔于2001年6月投产，完全达到扩改要求。

例二：
齐鲁石化加氢裂化低分气脱硫塔C-601，φ1000共20层塔板。操作压力为2.4Mpa，扩改要求最大气、液负荷为14000Nm3/h和35t/h，脱硫后气体中H2S<50mg/Nm3，操作弹性为6000～14000Nm3/h。该塔于2002年9月投产，完全达到扩改要求。

二、胺液再生过程：

在干气脱硫塔中吸收了硫化氢和二氧化碳及少量烃类的乙醇胺溶液（富液），进入胺液再生塔，使大部分气体解吸出来。该过程的发泡现象也比较严重。我们对石家庄炼油厂、济南石化、北京燕化集团、等厂的胺液再生塔进行的改造，在塔径、塔板数、板间距、降液管均不变的条件下，仅用CTST塔板代替原塔板，不但提高了处理能力，降低贫液中的含硫量，而且完全解决了乙醇胺溶液易发泡问题。

例一：
北京燕化集团炼油厂胺液再生塔（403/2，403/1），φ1200共20层塔板，原设计处理能力为48吨/时。扩能要求处理能力40-70吨/时，富液组成：H2S：5.34g/l CO2：11.72g/l贫液组成：H2S：1.0-1.5g/l CO2：0.0g/l。以上两塔分别于2001年12月和2002年3月投产，完全达到扩产要求。

例二：
济南石化胺液再生塔，新设计φ1600共27层塔板，可满足60～150吨/时的处理能力。该塔于2001年3月投产，完全达到设计要求。

三、乙二醇装置改造：

天津联化公司乙二醇装置扩产改造，共七座塔全部采用CTST塔板改造。其中EO吸收塔C203φ3000共39层塔板，该塔内的物系为易发泡物系，为了稳定操作每年要花费几十万元进口消泡剂。仅用CTST塔板代替原浮阀塔板，改造后于2001年4月投产至今没有再使用消泡剂，而且提高了吸收效率。

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