李科武，嚴(yán)治惠(新疆藍(lán)山屯河能源有限公司，新疆 昌吉 831100)

塔器是指用以進(jìn)行分離或吸收等物理過程、改變氣體或液體復(fù)雜混合物組成的設(shè)備,又稱“塔設(shè)備”。其高度與直徑之比較大，塔器內(nèi)外設(shè)置有一定的附件。內(nèi)件用以使物料中的氣體與液體、氣體與固體、液體與液體或液體與固體密切接觸，并在表面不斷更新以完成質(zhì)量傳遞(一般伴隨熱量傳遞)。塔器按照結(jié)構(gòu)分類又分為板式塔和填料塔[1]。

板式塔內(nèi)設(shè)有一定數(shù)量的塔板，氣體以鼓泡或噴射形式與塔板上液層相接觸進(jìn)行物質(zhì)傳遞?？筛鶕?jù)氣液操作狀態(tài)分為鼓泡式塔板，如浮閥、泡帽、篩板等塔板；和噴射式，如網(wǎng)孔、舌形等塔板。又可以根據(jù)有無降液管分為溢流式塔板(泡帽等)和穿流式(穿流式柵板和穿流式篩板等)[1]。

板式塔為逐級(jí)接觸式塔，氣液傳質(zhì)在板上液層空間內(nèi)進(jìn)行，兩相的組成沿塔高呈階梯式變化。在正常操作下，液相為連續(xù)相，氣相為分散相。

(1)在每塊塔板上氣液兩相必須保持密切而充分的接觸，為傳質(zhì)過程提供足夠大而且不斷更新的相際接觸表面，以減小傳質(zhì)阻力；

(2)在塔內(nèi)應(yīng)盡量使氣液兩相呈逆流流動(dòng)，以提供較大的傳質(zhì)推動(dòng)力。板式塔在總體上氣液呈逆流流動(dòng)；每塊塔板上呈均勻錯(cuò)流。

塔板是板式塔中氣液兩相接觸傳質(zhì)的部位，決定塔的操作性能，通常主要由以下三部分組成：

(1)氣體通道：為保證氣液兩相充分接觸，塔板上均勻地開有一定數(shù)量的通道供氣體自下而上穿過板上的液層。氣體通道的形式很多，它對(duì)塔板性能有決定性影響，也是區(qū)別塔板類型的主要標(biāo)志。篩板塔塔板的氣體通道最簡單，只是在塔板上均勻地開設(shè)許多小孔(通稱篩孔)，氣體穿過篩孔上升并分散到液層中。泡罩塔塔板的氣體通道最復(fù)雜，它是在塔板上開有若干較大的圓孔，孔上接有升氣管，升氣管上覆蓋分散氣體的泡罩。浮閥塔塔板則直接在圓孔上蓋以可浮動(dòng)的閥片，根據(jù)氣體的流量，閥片自行調(diào)節(jié)開度。

(2)溢流堰：為保證氣液兩相在塔板上形成足夠的相際傳質(zhì)表面，塔板上須保持一定深度的液層，為此，在塔板的出口端設(shè)置溢流堰。塔板上液層高度在很大程度上由堰高決定。對(duì)于大型塔板，為保證液流均布，還在塔板的進(jìn)口端設(shè)置進(jìn)口堰。

(3)降液管：液體自上層塔板流至下層塔板的通道，也是氣(汽)體與液體分離的部位。為此，降液管中必須有足夠的空間，讓液體有所需的停留時(shí)間。

在化工生產(chǎn)過程中，因板式塔工作特點(diǎn)，一般都選用板式塔做主要精餾設(shè)備。文章就1,4-丁二醇生產(chǎn)工藝中甲醛循環(huán)塔進(jìn)行說明。

1,4-丁二醇(Butane-1,4-diol)，是一種有機(jī)物，分子式為C4H10O2，分子量為90.12。外觀為無色或淡黃色油狀液體。可燃，凝固點(diǎn)20.1 ℃，折射率1.446 1。能溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。有吸濕性，氣味苦，入口則略有甜味。1,4-丁二醇是一種重要的有機(jī)化工和精細(xì)化工原料，是生產(chǎn)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)工程塑料和PBT纖維的基本原料；同時(shí)PBT塑料是最有發(fā)展前途的五大工程塑料之一[2-3]。

1,4-丁二醇因其獨(dú)特的生產(chǎn)工藝，所需精餾設(shè)備較多，但主要以板式精餾塔為主，在其BYD工段中，甲醛循環(huán)塔是及其重要的一個(gè)組成。本公司選用甲醛循環(huán)塔，是由于其再沸器選型為立式熱虹吸式換熱器，故其本體選型較大，現(xiàn)場安裝位置較高，且此塔受反應(yīng)器影響，長時(shí)間處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，在其運(yùn)轉(zhuǎn)過程中受蒸汽及反應(yīng)器運(yùn)行情況影響，負(fù)荷調(diào)整較為頻繁，在此過程中會(huì)出現(xiàn)各樣操作問題。文章將就甲醛塔常見問題進(jìn)行講述。簡單的精餾塔流程如圖1所示。

圖1 簡單的精餾塔流程

根據(jù)圖例分析問題：

情形：甲醛塔本體共計(jì)有四塊壓差計(jì)，其中，上中下各有一個(gè)，整體有一個(gè)壓差顯示，本情形就三塊壓差計(jì)異常上漲問題進(jìn)行描述。

(1)塔釜壓差計(jì)Δ3壓差上漲，此類問題主要出現(xiàn)在液位計(jì)故障時(shí)期，因無法判斷出具體液位，導(dǎo)致操作人員無法判斷出真實(shí)液位，導(dǎo)致操作過程中造成真實(shí)液位持續(xù)上漲，進(jìn)而造成塔釜壓差上漲。解決此類問題需要操作人員具備一定的操作經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)進(jìn)料量與采出量的具體差值來判斷采出量是否正常，若有異常則進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而解決塔釜壓差異常上漲問題。

案例：某公司正常生產(chǎn)過程中，主控人員在操作過程中發(fā)現(xiàn)塔釜壓差Δ3持續(xù)上漲，檢查工藝運(yùn)行參數(shù)，未發(fā)現(xiàn)異常。上報(bào)技術(shù)人員，技術(shù)人員經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)采出調(diào)節(jié)閥閥位偏低，采出流量較正常階段相比偏低，塔釜再沸器蒸汽使用量偏大，通過判斷，認(rèn)定液位計(jì)顯示故障，聯(lián)系儀表人員，并下達(dá)操作指令將采出調(diào)節(jié)閥開大。經(jīng)過處理，塔釜壓差Δ3恢復(fù)正常，這是一起典型的因液位計(jì)故障導(dǎo)致的塔釜壓差案例，在本起案例中，因主控人員經(jīng)驗(yàn)不足，無法判斷因液位計(jì)故障導(dǎo)致采出異常，進(jìn)而造成塔釜液位偏高，基于正常運(yùn)行中參數(shù)小范圍波動(dòng)無法判斷出具體原因——在正常生產(chǎn)過程中，工藝參數(shù)會(huì)有小范圍波動(dòng)，這屬于正常工況，但如何通過這些波動(dòng)判斷出具體故障原因，對(duì)操作人員有較高的要求，操作人員必須熟知各工藝參數(shù)波動(dòng)將會(huì)造成何種后果，才能準(zhǔn)確判斷出問題所在。在正常生產(chǎn)中，儀表故障是最難進(jìn)行判斷，因?yàn)閮x表故障導(dǎo)致工藝事故數(shù)不勝數(shù)，這就需要儀表人員對(duì)于儀表能否正常工作重點(diǎn)監(jiān)管。

(2)塔中壓差Δ2異常上漲，此類問題出現(xiàn)主要由以下兩方面造成：①熱量不平衡，中壓蒸汽壓力及溫度發(fā)生波動(dòng)，造成塔釜熱量不足，但進(jìn)料量無變化，造成塔釜?dú)庀嘣谏仙^程中被進(jìn)料冷卻，導(dǎo)致氣相無法正常上升至塔頂，堆積于進(jìn)料口下方，導(dǎo)致壓差上漲。②塔頂塔盤出現(xiàn)故障，常見故障為螺栓松動(dòng)，導(dǎo)致塔盤無固定；塔盤破損，導(dǎo)致積液盤及浮閥故障，無法正常冷熱交換。碰到此類狀況需要進(jìn)行停塔開人孔進(jìn)行檢查處理。

案例：某公司正常生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)塔中壓差Δ2頻繁高報(bào)警，造成產(chǎn)品不滿足指標(biāo)要求；由于長時(shí)間處于這種情況，只能通過不斷停車水洗重新開車來解決，但并不能從根本上解決問題，后經(jīng)公司領(lǐng)導(dǎo)層決定，進(jìn)行停塔拆人孔檢查。進(jìn)塔檢查后發(fā)現(xiàn)，塔盤嚴(yán)重受損，已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)需求，經(jīng)過與同行業(yè)交流及與工藝包提供廠家溝通，進(jìn)行塔盤修復(fù)及更換工作。經(jīng)過一個(gè)月處理，開車后塔操作恢復(fù)正常。經(jīng)過此次事件，該公司下達(dá)一項(xiàng)操作指令，每年進(jìn)行一次塔盤檢查恢復(fù)工作，以滿足生產(chǎn)需求。塔器在正常生產(chǎn)過程中，塔內(nèi)部發(fā)生異常最難處理，因?qū)ζ溥M(jìn)行處理需要停車，而這將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)量波動(dòng)，甚至?xí)?dǎo)致安全事故發(fā)生，其可能造成后果充滿著不確定性。該起案例中，從發(fā)現(xiàn)故障到最終解決問題，共計(jì)耗時(shí)一個(gè)月之久，對(duì)于公司生產(chǎn)造成了嚴(yán)重影響，相信各化工廠都遇到過因?yàn)樵O(shè)備內(nèi)部故障造成停車檢修進(jìn)而影響產(chǎn)量的問題。但如何在日常工作中加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，盡早發(fā)現(xiàn)問題，并安排合理檢修計(jì)劃，消除小故障，避免大故障，這需要全體從業(yè)人員共同努力，一個(gè)公司一個(gè)企業(yè)只有長期保持穩(wěn)定生產(chǎn)，才會(huì)經(jīng)濟(jì)效益最大化。頻繁檢修不但造成人力耗損，還將造成效益降低，社會(huì)及行業(yè)評(píng)價(jià)降低，對(duì)于公司經(jīng)營造成不可抗拒損害。

(3)塔頂壓差Δ1異常上漲，此類問題發(fā)生主要由以下兩方面造成，①液位有關(guān)，當(dāng)液位過低，蒸汽量過大時(shí)，因?yàn)闊崃窟^多，導(dǎo)致塔釜上升氣相變少，塔頂液相冷熱交換后塔頂氣相變少，進(jìn)而導(dǎo)致塔頂冷熱交換故障，導(dǎo)致壓差上漲，碰到此類情況需盡快將塔釜液位調(diào)整至正常范圍，并將各項(xiàng)溫度壓力參數(shù)調(diào)整正常。②回流量異常，回流量異常問題主要體現(xiàn)在設(shè)備運(yùn)行時(shí)間久，流量計(jì)出現(xiàn)故障，顯示流量比實(shí)際流量偏小，此問題需要通過回流閥位及現(xiàn)場基泵電流來進(jìn)行判斷，一般此類問題較難判斷，需要通過技術(shù)人員或操作人員通過經(jīng)驗(yàn)來發(fā)現(xiàn)閥位是否較之前操作有變化，當(dāng)前閥位是否和之前同負(fù)荷閥位一致或相近。

案例：①某公司正常生產(chǎn)過程中，操作人員發(fā)現(xiàn)塔頂壓差Δ1頻繁上漲，因該公司在之前生產(chǎn)經(jīng)營過程中未出現(xiàn)過此類問題，操作人員第一時(shí)間進(jìn)行了上報(bào)，技術(shù)人員經(jīng)過參數(shù)趨勢查詢，判斷塔釜液位過低，將采出調(diào)節(jié)閥進(jìn)行下調(diào)，經(jīng)過操作，塔頂壓差逐漸恢復(fù)正常。②某公司正常生產(chǎn)過程中，頻繁出現(xiàn)因塔頂壓差故障導(dǎo)致的產(chǎn)品不合格，多次停車處理，但仍未從根本上解決此項(xiàng)問題，技術(shù)人員通過調(diào)取歷年操作參數(shù)及趨勢，經(jīng)過一周的嚴(yán)格對(duì)比，最終判斷為回流閥位偏大，流量顯示較實(shí)際流量嚴(yán)重偏大造成，儀表人員校準(zhǔn)流量計(jì)后確認(rèn)流量計(jì)故障，正常顯示流量較實(shí)際流量偏小，通過手動(dòng)調(diào)節(jié)關(guān)小閥位，塔頂壓差Δ1回復(fù)正常。通過這兩個(gè)案例不難看出，化工操作過程中操作經(jīng)驗(yàn)是想當(dāng)重要的，這也是為什么一個(gè)化工企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的操作員工占比越高，公司出現(xiàn)故障的頻率越低，公司的效益越好。

如何將一個(gè)剛踏入化工行業(yè)的員工培養(yǎng)成一個(gè)可以獨(dú)當(dāng)一面富有操作經(jīng)驗(yàn)的老工人，這不但需要員工個(gè)人的學(xué)習(xí)，還要有老員工進(jìn)行帶徒，避免其走彎路走錯(cuò)路，讓其通過不同的案例來增加經(jīng)驗(yàn)，而不是通過其操作故障來增加經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)好的公司，對(duì)于員工培養(yǎng)一定會(huì)有其獨(dú)特的一套，沒有一個(gè)完善的員工培養(yǎng)體系，化工工廠是走不下去的，如果只圖眼前利益，而不注重長久利益，短時(shí)間可能會(huì)給其帶來收益，但長時(shí)間經(jīng)營下去會(huì)發(fā)現(xiàn)不同問題，導(dǎo)致其收益降低甚至負(fù)收益。

塔器是化工企業(yè)生產(chǎn)的命脈，化工生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行離不開塔器，塔器正常生產(chǎn)，才能保證生產(chǎn)正常進(jìn)行。如何維持塔器正常運(yùn)行，不單單只是在檢修階段進(jìn)行檢查處理，還需要日常操作過程中對(duì)于異常情況判斷并進(jìn)行處理，尤其是正常運(yùn)行階段中工藝參數(shù)的穩(wěn)定，每一臺(tái)塔器出現(xiàn)問題故障，都與日常操作中超出工藝參數(shù)控制有直接關(guān)系。如何在日常操作中穩(wěn)定塔器，是每一名操作工人都必須具備的基本技能。

化工企業(yè)在經(jīng)營生產(chǎn)過程中會(huì)遇到不同的問題，可能是塔器也可能是換熱器亦或者是基泵。如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，如何判斷問題原因進(jìn)而解決問題，這不是某一個(gè)人可以解決的，這需要基層員工與技術(shù)組嚴(yán)密配合，將問題處于萌芽狀態(tài)時(shí)就進(jìn)行解決，避免因?yàn)樾栴}發(fā)展成大問題，大問題發(fā)展成事故，任何企業(yè)一旦發(fā)生事故，都會(huì)造成不可預(yù)計(jì)的后果。一個(gè)優(yōu)秀的員工可以為公司帶來不小的收益，如何培養(yǎng)一名優(yōu)秀的員工，這需要全體操作人員共同努力，員工從進(jìn)廠開始培訓(xùn)，講培訓(xùn)根入骨髓，時(shí)刻講培訓(xùn)，時(shí)刻在培訓(xùn)，通過培訓(xùn)，將其從“不懂、不會(huì)”，發(fā)展為“我懂、我會(huì)”。

塔器的操作在化工生產(chǎn)中相當(dāng)重要，一個(gè)運(yùn)行穩(wěn)定的塔器帶來的不僅僅是簡單的減少操作，更多的是穩(wěn)定生產(chǎn)，長久效益，一個(gè)好的塔器對(duì)于穩(wěn)定生產(chǎn)相當(dāng)重要，當(dāng)然塔器操作還有一些其余問題，這里就不一一贅述了，但整體來說甲醛塔的異常操作就如上所述，歡迎各位同行指正！