板式塔塔釜隔板对管口方位布置的影响

张鹏鹏 华陆工程科技有限责任公司 西安 710065

板式塔塔釜隔板是一种用于稳定塔釜液面高度的塔器内件，其方位的布置直接影响塔釜出料口、去再沸器口、塔釜人孔、液位计、最小流量返回口及公用工程口等管口的布置。塔釜隔板的布置方式，影响板式塔1#塔盘的降液及导流方式，进而间接影响再沸器返回口方位的布置，下面就上述影响进行具体阐述和分析。

1 板式塔塔釜隔板的作用及工作原理

热虹吸推动是板式塔和再沸器之间的流体循环最普遍的方式，热虹吸推动力依靠塔釜液位高度获得保障。尽管塔釜都有液位控制，但难免产生波动，而液位波动意味着塔釜和再沸器的静压差波动，造成热虹吸循环的波动，再沸器汽化率也随之波动。隔板的工作原理见图1。

图1 塔釜隔板工作原理

如图1所示，塔釜隔板将塔釜分为两个区:塔釜再沸器区和塔釜产品区。隔板在两个区域间起到溢流板作用，保持塔釜再沸器区液位恒定，从而使得热虹吸在稳定状态下运转。由塔盘降液区和再沸器返回口来的流体经由特定的导流措施进入塔釜再沸器区，液体越过塔釜隔板堰溢流至塔釜产品区，塔釜再沸器区保持满液状态，从而保证塔釜再沸器区液位恒定。塔釜产品区一侧流体作为产品采出。

2 隔板对板式塔再沸器返回口方位布置的影响

对于设置隔板的板式塔，由其塔顶经由塔盘降液而来的流体需采取一定的导流措施引流至塔釜再沸器区；再沸器返回口通常设置一段底部带开孔的内部伸入管实现引流，而1#塔盘降液区流体的引流方式较多，通常包括直接溢流降液、液封盘局部开孔和设置导流管几种方式；而对于采用导流管方式引流的带塔釜隔板的板式塔，再沸器返回口内伸管和1#塔盘的导流管的空间位置关系成为进行再沸器返回口方位布置时的重要关注点。

1#塔盘的降液方式受板式塔的塔盘溢流方式和塔釜隔板与塔盘降液板的相互位置关系影响。以下重点针对不同溢流方式和不同隔板布置方式下,1#塔盘降液方式的区别及其对再沸器返回口方位布置的影响进行讨论。

2.1 塔的溢流方式

目前板式塔的主要溢流方式包括单溢流、双溢流和四溢流，在某些复杂塔器中也会采用将不同溢流方式分段组合的方式布置塔内件，如在某板式塔中，1-11#塔盘位采用双溢流形式，12-60#塔盘采用四溢流形式。三种常用溢流方式的示意图见图2，其中阴影区域为相邻两层塔盘的降液区。

图2 板式塔溢流方式示意图

溢流方式是板式塔的重要特征，也是影响板式塔管口方位最重要的因素。溢流方式变化，板式塔降液板及液封盘的布置会随之变化，1#塔盘的降液方式必然随之变化。由于导流管、塔釜隔板的存在，溢流方式不同对进料塔盘层和塔釜管口方位布置的影响尤为突出。

2.2 塔釜隔板的布置方式

对于设有塔釜隔板的板式塔，塔釜隔板与1#降液板的相对位置关系有平行布置和垂直布置两种方式，不同的布置方式，会影响1#降液板的导流方式，因而需要特别关注导流装置与再沸器返回口的内部进料管的相互位置关系。

2.3 1#塔盘降液型式

1#塔盘的降液型式是由塔体溢流方式和塔釜隔板的有无及布置方式共同决定的。针对不同溢流方式的板式塔，1#塔盘的降流方式会有所不同，塔釜设有隔板时，1#塔盘的降液要保证流体流至塔釜再沸器区。塔釜隔板与1#塔盘的相互位置关系，也会影响1#塔盘的降液型式。由于塔釜产品出料口、液位计口、塔釜人孔一般布置在塔釜产品区，导流措施一般用于再沸器区的引流，因而1#塔盘的降液型式对以上管口方位的布置影响较小；而再沸器返回口一般设置有内伸管，其与导流措施是否碰撞需要特殊关注。下面针对不同溢流方式和不同隔板布置方式下，1#塔盘降液方式的区别及其对再沸器返回口方位布置的影响进行讨论。

2.3.1 单溢流

单溢流塔降液方式见图3。

图3 单溢流塔降流方式

当塔釜隔板与1#降液板平行布置时，如图3(a)所示，270°一侧的降液可直接溢流降液(如图3(a1)所示)或通过导流管(如图3(a2)所示)引流至塔釜再沸器区；通过直接溢流降液，塔釜内没有导流管限制再沸器返回口的布置，再沸器返回口理论上可以布置在任意角度，如图3(a1)所示；通过导流管降液，再沸器返回口在进行管口布置时要避开导流管所在方位，具体可布置方位如图3(a2)所示。

当塔釜隔板与1#降液板垂直布置时，如图3(b)所示，270°一侧的降液可通过液封盘局部开孔(如图3(b1)所示)或者通过导流管(如图3(b2)所示)引流至塔釜再沸器区；通过局部开孔降液时，塔釜内没有导流管限制再沸器返回口的布置，再沸器返回口理论上可以布置在任意角度上，如图3(b1)所示；通过导流管降液时，再沸器返回口要避开导流管所在方位，具体可布置角度如图3(b2)所示。

2.3.2 双溢流

双溢流的板式塔，1#塔盘的降液有两种形式，一种是两侧降液，一种是中间降液，它们的降液方式也会有所不同。

(1)双溢流塔1#塔盘两侧降液见图4。

图4 双溢流塔1#塔盘两侧降液

1#塔盘两侧降液时，如果塔釜塔盘与降液板垂直布置，则如图4(a)所示，1#塔盘的降液可通过塔釜再沸器区上方液封盘局部开口或者设置导流管的方式实现；通过液封盘局部开口引流时，再沸器返回口理论上可以布置在任意角度，如图4(a1)所示；通过导流管降液时，再沸器返回口要避开导流管所在方位，具体可布置角度如图4(a2)所示；如果塔釜塔盘与降液板平行布置，则如图4(b)所示，0°侧的降液可直接溢流降液或者通过导流设施引至塔釜再沸区，180°侧的降液则需根据塔釜具体结构确定；如图4(b1)所示，如塔釜塔盘堰已延伸到1#塔盘液封盘的下方，1#塔盘可直接溢流经塔釜隔板水平板到塔釜再沸区，理论上再沸器返回口可以布置在任意角度上；而对于图4(b2)所示的塔，塔釜隔板堰没有延伸到1#塔盘液封盘下的塔，180°侧的降液则必须通过导流管等导流设施引流至0°侧的塔釜再沸区，此时，要关注从180°跨至0°的导流管与布置在90°或270°的再沸器返回口的内部物料管是否碰撞，再沸器返回口可布置方位如图4(b2)所示。

(2)双溢流塔1#塔盘中间降液见图5。

图5 双溢流塔1#塔盘中间降液

1#塔盘中间降液时，如果塔釜隔板与降液板垂直布置，则如图5(a)所示，1#塔盘的降液可通过塔釜再沸器区上方液封盘局部开口或者设置导流管的方式实现；通过液封板局部开口引流，再沸器返回口理论上可以布置在任意角度，如图5(a1)所示；通过导流管引流，再沸器返回口要避开导流管方位，具体可布置角度如图5(a2)所示；如果塔釜塔盘与降液板平行布置，则如图5(b)所示，降液区全部落在在塔釜再沸器区时，可直接溢流降液，再沸器返回口理论上可以布置在任意角度，如图5(b1)所示；降液区部分在塔釜产品区时，需通过导流管引流，再沸器返回口可布置在如图5(b2)所示方位。

2.3.3 四溢流

四溢流塔的1#塔盘一般采用“两侧及中间同时降液”的溢流方式，一般有两个再沸器返回口，且要求对称布置。四溢流塔1#塔盘中间降液见图6。

图6 四溢流塔1#塔盘两侧及中间同时降液

为方便再沸器返回流体回到塔釜再沸器区，在布置管口方位时，应该将塔釜隔板与1#塔盘垂直布置，如图6所示。1#塔盘的降液可通过塔釜再沸器区上方液封盘局部开口(图6(a))或者设置导流管(图6(b))的方式实现。再沸器返回口与1#降液板平行布置，在90°或者270°方向上对称布置，其内伸管不会与导流管碰撞。

3 塔釜隔板对塔釜其他管口布置的影响

板式塔塔釜的管口主要包括塔底出料口、去再沸器口、再沸器返回口、塔釜排放口、塔釜人孔、液位计、最小流量返回口及公用工程口等。塔釜段是否设有隔板、1#塔盘的降液型式及其导流方式等将直接影响到塔釜段管口方位的布置。

一般情况下，塔底出料口、去再沸器口和塔釜排放口布置在塔底封头上，当塔釜没有隔板时，方位不受限制，只要根据再沸器和塔底泵的位置，在满足工艺、应力要求的前提下进行布置即可；但当塔釜设有隔板时，塔底出料口要布置在塔釜产品区，去再沸器口布置在塔釜再沸器区。

塔釜没有隔板且1#塔盘降液没有导流管时，塔釜人孔理论上没有方位限制；当塔釜设有隔板时，原则上人孔布置在产品区，因为有隔板时即使1#塔盘降液有导流管，也总是进入再沸器区，对布置在产品区的人孔方位不会产生影响。如果受外部条件限制人孔需要调整到再沸器区时，需要使人孔避开1#塔盘的降液设施。

塔釜有隔板时，液位计应该测量塔釜产品区液位，布置在产品区；最小流量返回口应该布置在塔釜产品区，在塔釜水平隔板比较宽，空间有限的情况下要优先保证液位计布置在产品区，经工艺专业确认后也可考虑将泵的回流口布置在再沸器区。公用工程口如果有两个，在隔板两侧各布置一个。

塔釜隔板对塔釜常见管口方位布置的影响归纳为下表1。

表1 塔釜隔板对塔釜管口布置的影响

4 结语

塔釜设有隔板的板式塔，塔釜隔板的布置方式直接影响塔釜出料口、去再沸器口、塔釜人孔、液位计、最小流量返回口及公用工程口等管口的布置。塔釜隔板的布置方式，影响板式塔1#塔盘的降液及导流方式，进而间接影响再沸器返回口方位的布置。综上所述，塔釜隔板的方位布置对板式塔塔釜管口方位的确定影响重大，在设计中一定要引起高度重视。