李东旭，张鹏飞，程伟
中国石油四川石化有限责任公司 生产六部 四川省成都市 611930
摘要：丁辛醇装置是生产六部的一套生产丁醇和辛醇的装置，它由生产四部提供的丙烯和艾尔普提供的合成气做为原料，在铑催发剂的作用下聚合生成正丁醛和异丁醛。再由醛脱氢生成醇。在整个羰基合成单元，反应非常稳定。但在醛分离单元的醛异构物塔从开工到现在，塔顶压力一直不稳定，在PIC1907投自动50kpa下，塔压的波动在30kpa~70kpa，波动的频率每分钟能达十数次甚至几十次。
关键词：丁辛醇醛；异构物塔；塔压波动
前言
这样的波动对醛异构物塔的塔盘已经造成了一定的损害。同时也导致了大量的正丁醛和异丁醛从高压火炬损失，从分析检验数据和醛异构物塔能量损失计算，平均每小时的损失超过400KG/H，以每年8000小时计算，损失量超过3000吨，一年直接从该塔的损失超过1000万元。
一、对于醛异构物塔压不稳定，做过许多尝试：
1.提高醛异构物塔的进料，从进料20吨/小时调高45吨/小时；
2.改变醛异构物塔的进料温度，将TIC1807的温度有71度降到60度，包括从稳定醛罐补加混醛，稳定醛罐的混醛温度为大气温度，通过补加醛和从稳定塔来的混醛混合进入醛异构物塔，从而达到改变进料温度的目的；
3.降低稳定塔的塔底温度，将稳定塔塔底的温度从135度降低到123度，增加异构物塔中进料的不凝气；
4.改变进料位置，将醛异构物塔的进料口上下移动；
5.改变回流量，将回流量从7吨/小时调高11吨/小时；
6.改变塔顶的冷凝器的循环水量；
7.调节塔顶压力调节阀PIC1907的PID。
这6种方案，有5种方案对塔压几乎没有影响。其中降低稳定塔的塔底温度，增加进料中的醛异构物塔进料中的不凝气，对醛异构物塔的塔压波动有显著影响，波动曲线趋向平缓，并且波动的范围收窄。因此此种方案被执行相当长的时间。但这种方案对丁醇单元的影响却是巨大的，由于大量的不凝气被带入丁醇单元，它直接导致丁醇压缩机的负荷加大，放空量增大，丁醇反应器转发率降低。
醛异构物塔的塔压波动的原因，这需要从设计的角度看问题。精馏塔的主要的作用是分离轻组分和重组分，丁辛醇装置醛异构物塔式一个普通的分离塔，塔底产出正丁醛为98%，异丁醛<0.14%高纯度正丁醛，为辛醇缩合单元提供原料。而塔顶产出，正丁醛和异丁醛的比例（10:1）的混醛作为丁醇加氢单元的进料。由于从稳定塔已经分离不凝气和大量的丙烯等轻组分。醛异构物的进料，主要是正丁醛和异丁醛，加上少量的重组分。
由于塔压的波动是塔顶得组分造成的，在此只分析塔顶的设计方案。对于一个精馏塔，首先要考虑分离效果，接着是节约能源，其他的因素次之。异构物分离效果很好，不作解释。从节约能源看，醛异构物塔是一个中间塔，塔的产出可以直接作为下一个阶段的进料。所以将尽最大可能不损失热量为设计目的。醛异构物塔的塔压设定为50KPA，冷后温度75度（这是设计时给出的理由压力和温度，实际操作时会有偏差），这个冷后温度非常高，事实上，正丁醛和异丁醛在一个标准大气压下得沸点分别是：76度和64度.所以正丁醛和异丁醛在此条件下极易挥发损失。要求塔顶冷凝器将混醛全部冷凝，并且要求从来稳定塔过来的原料全部去除不凝气，因为不凝气的放空将会带走一定量的正异丁醛。
如此将稳定压力的氮气补加线从塔顶冷凝器上，移动到塔顶回流槽，氮气补加线的目的已经改变，不在是排放不凝气，而是用于控制混醛蒸汽液化的速度，稳定从冷凝器中液化后的混醛的流速，。
醛异构物塔的塔压为什么会波动呢？塔顶的冷凝器的设计，混醛蒸汽是16寸的管道分成4条10寸管道进入塔冷凝器，冷凝后变成4条4寸管道，最后汇成一条6寸的管道。此处需要特别说明的是，冷却后的醛不是两相流，全是混醛液体。形成塔压波动的最根本原因是因为冷凝器中混醛预留的空间变化频繁。为什么降低稳定塔的温度，使少量的不凝气进入醛异构物塔会使塔压的波动速度的范围减少呢？这是因为不凝气进入醛异构物塔顶冷凝器中，使塔顶的混醛的冷却面积减少，混醛冷凝的预留空间减小，同时醛蒸汽液化形成空腔中带有一定量的不凝气，塔压的波动的频率降低，波动的范围也减小了。
正丁醛和异丁醛的冷凝温度不同，同进入冷凝器4组醛蒸汽冷凝的速度不同，在靠近循环水上水的部分，冷却的速度较快。当一条管道迅速冷凝，形成空腔，其他3条管道的醛蒸汽气压不稳定，迅速扩散。此时醛异构物塔塔顶冷凝的空间加大，而塔压开始降低，由于塔压降低，塔内的醛蒸汽增大增发量，冷凝器的负荷加大，冷后温度上升，同时，塔顶得压力降低，塔顶回流槽的氮气补加线打开，增加回流槽的压力，如此降低的冷后混醛的流速。由于塔顶醛蒸汽量大，而流速降低，大量的醛液体聚集在塔顶冷凝器里，塔顶冷凝器冷凝的空间减少，塔压短时间急速上升，塔顶的压力增大，醛蒸汽增发量减少，回流槽打开去火炬泄压阀，回流槽压力降低，醛冷凝液流速加大，而醛蒸汽量减少，塔顶的压力短时间急速下降。这就是一个周期的塔压波动。塔顶回流槽的压力自动调节助长的压力的波动。
二、如何操作醛异构物塔
知道醛异构物塔的波动原因，塔波动是因为塔顶冷凝器的正丁醛和异丁醛的冷凝速度不同，同时，醛异构物塔回流槽的压力的自动调节加速了塔压的波动。为塔顶冷凝器提供稳定的混醛冷却空间，稳定塔顶冷凝器对混醛的冷凝速度，同时稳定从塔顶冷凝器到醛异构物塔回流槽的混醛的流动速度，就可以将醛异构物塔压力稳定下来。
要有稳定的流速，首先必须有稳定的压力，先将醛异构物塔的回流槽的压力稳定下来。由于塔压的波动，塔顶冷凝器的混醛的液体量变化很大，减小塔压，使塔顶冷凝器的混醛量达到了一个稳定液位。如果塔顶冷凝器的冷却量与流向回流槽的流量达到平衡。稳定的塔压即建立起来。此时，加大回流槽氮气的补加量，使之达到稳定的50KPA，
塔顶混醛的温度将降低，这是因为增加回流槽的被压，是塔顶混醛流速降低，增加了混醛在塔顶冷凝器中的停留时间。关小塔顶冷凝器循环水的用量，即可减少醛异构物塔蒸汽的用量，同时也为丁醇节省蒸汽量。
塔压正常时PIC1907控制，PV1907A的开度为1，而PV1907B是一直处于关闭状态，塔压正常时，是没有不凝气或者混醛溢出的。
塔顶的冷后温度曲线，当塔压波动时，塔温度在40度~60度之间波动。塔压稳定时，此时的温度34.7度，这是因为混醛在塔顶冷凝器中停留时间延长所致。此时通过减少塔顶冷凝器的循环水用量，可以提高冷后温度，这同时也节省了循环水的用量。
结语
醛异构物塔塔压波动已经完全解决，可以后通后分析检验数据或者醛异构物塔的进料与塔顶加塔底的物料进行质量对比。解决塔压波动后的物料损失基本可以忽略了，同时也节省了循环水的用量。对丁辛醇的节能降耗起到了显著效果。
参考文献
[1]徐蒙,邱小魁,孙佳丽,陈峰,刘峻豪,许立信.丁醛异构塔的精馏工艺模拟和优化[J].广东化工,2020,(19):120-122.
[2]宋瑞冬.丁辛醇装置异构物塔板的设计改造[D].导师：林玉娟;马晓勇.东北石油大学,2017.