一、首先明确：什么是精馏塔压降？为什么重要？

• 定义：精馏塔的压降通常指塔底与塔顶之间的压力差。它主要由两部分构成：

1. 干板压降：气相通过塔板（或填料）本身结构的阻力。

2. 湿板压降：气相穿过塔板上液层（或润湿的填料）所克服的阻力。这部分是主要贡献者，与气相负荷（蒸汽量）和液相负荷（回流量、进料量）密切相关。

• 重要性：

• 流动状态的“晴雨表”：正常稳定的压降表明塔内气液两相流动处于设计范围内（如筛板塔的鼓泡区，填料塔的载点以下）。

• 影响分离效率：压降直接影响塔内各点的操作压力。压力变化会改变组分的相对挥发度，从而影响分离效果和产品质量。

• 关联能耗：压降高意味着塔底需要更高的压力和温度来维持汽化，增加了再沸器的热负荷和塔釜温度。

• 设备安全的警示：异常的压降可能是液泛、严重堵塞或泄漏的信号。

二、问题一：压降过高（最常见的问题）

现象：塔顶压力不变时，塔釜压力持续上升；或为保持塔釜压力，需不断提高加热蒸汽量。

可能的原因及解读：

1. 气相负荷过大：

• 表现：再沸器加热过猛，产生过多蒸汽。

• 机理：气速过高，导致塔板（或填料层）上液层增厚、雾沫夹带增加，甚至引发液泛（液体被气体托住无法下流）。此时压降会急剧升高，塔的操作被完全破坏。

• 处理：适当降低再沸器热负荷。

2. 液相负荷过大：

• 表现：进料量或回流量过大。

• 机理：过多的液体淹没了塔板，使气体通道变窄，或使填料层持液量过高，导致气相流动阻力剧增。

• 处理：检查并调整进料量和回流量至设计范围。

3. 塔内堵塞（非常严重且常见）：

• 类型：

• 塔板堵塞：筛孔、浮阀等被聚合物、焦化物、盐垢或固体杂质堵塞。

  填料堵塞：规整填料或散堆填料的通道被堵死。

  分布器堵塞：液体分布不均，导致局部液泛和压降上升。

• 诊断：压降是逐步、持续、不可逆地升高，同时伴随分离效率下降、产量降低。可能伴有温度分布异常。

• 处理：严重时需停车清洗。可尝试在线化学清洗（对于某些垢物），但风险较高。

4. 液体性质变化：

• 表现：进料中重组分增多、液体粘度或表面张力增大。

• 机理：高粘度液体导致塔板上泡沫层增高、气泡不易破裂，气体通过液层的阻力增加。

• 处理：稳定进料组成，调整上游工艺。

5. 仪表假指示：

• 检查：塔顶和塔釜的压力表/变送器是否准确？引压管是否堵塞或积液？

• 处理：校对仪表，疏通引压管。

三、问题二：压降过低

现象：压降明显低于设计值或历史正常值，看似“节能”，但通常伴随分离效果变差。

可能的原因及解读：

1. 气相负荷过低：

• 表现：再沸器加热不足，蒸汽量太小。

• 机理：气速过低，不足以有效穿透塔板上的液层（对板式塔），或无法在填料表面形成有效的气液交换。气液接触不充分，传质效率急剧下降。

• 后果：虽然压降低，但塔顶和塔釜产品都可能不合格。

• 处理：增加再沸器热负荷。

2. 液相负荷过低：

• 表现：回流量或进料量过小。

• 机理：塔板上液层太薄或填料润湿不充分，气相通道“太通畅”，但气液接触面积不足，同样导致分离效率低下。

• 处理：调整回流量至设计值。

3. 塔内件损坏或泄漏：

• 板式塔：塔板脱落、严重变形、降液管脱落或短路，导致气液“抄近道”，未经充分接触就通过。

• 填料塔：填料床层塌陷、分布器损坏，导致气液偏流或沟流。

• 诊断：压降低的同时，温度分布曲线会出现明显的平台或跳跃，分离能力严重丧失。这是设备故障的明确信号。

• 处理：停车检修。

4. 进料组成变化（向轻组分偏移）：

• 表现：进料中轻组分大幅增加。

• 机理：全塔更容易汽化，所需的热负荷相对减少，整体气相和液相负荷可能低于设计值，导致压降偏低。

• 处理：调整操作参数以适应新的进料组成。

5. 仪表问题：同样需要首先排除压力表不准的可能性。

四、诊断与处理步骤总结

当发现压降异常时，建议按以下系统性步骤排查：

1. 确认数据真实性：首先核对DCS/现场压力指示，排除仪表故障。

2. 关联关键参数：

• 看温度分布：塔的温度分布曲线是判断分离效果和故障位置最有力的工具。异常压降伴随异常温升点，能快速定位问题塔盘或区域。

• 看产品质量：分析塔顶、塔釜产品是否同时变差，还是单端变差？这有助于判断是负荷问题还是堵塞/泄漏问题。

• 看流量和热负荷：检查再沸器蒸汽、回流量、进料量是否稳定且在正常范围。

3. 分析趋势：

• 突然变化：通常是操作调整失误或仪表故障。

• 缓慢持续变化（升高）：高度怀疑结垢或堵塞。

• 周期性波动：可能与控制回路振荡、进料波动有关。

4. 采取操作调整：

• 若判断为负荷问题，可微调加热量或回流量，观察压降和产品质量的响应。

• 注意：调整应缓慢，并关注液泛的预警信号（如压降剧烈波动、塔釜液位突然下降等）。

5. 准备停车检修：

• 如果所有操作调整无效，且证据指向内部堵塞或损坏，则需计划停车，进行内部检查和清理。

总结

• 压降高 ≠ 好，压降低 ≠ 节能。稳定且在设计范围内的压降才是高效、安全操作的标志。

• 压降必须与温度分布、产品质量结合分析，单独看一个参数没有意义。

• 压降异常是“症状”，不是“病因”。根本原因在于气液负荷的匹配和塔内件的物理状态。

• 缓慢、单向的压降升高，通常是设备健康恶化的标志（如结垢），需要提前规划维护。

  文章内容来源巴斯夫，流程工业整理编辑，责任编辑：胡静，审核人：李峥

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