龚树兵（攀枝花钢铁有限责任公司煤化工厂，攀枝花617022)
蒸发器是焦油蒸馏装置的关键设备之一，运行好坏不仅关系到焦油蒸馏装置的安全顺行，也直接影响蒽油、沥青和焦油各中间馏分的质量。本文分析了铸铁蒸发器的常见问题，并提出了具体的改进措施和施工注意事项。
1 蒸发器的技术参数
我厂焦油蒸馏装置的蒸发器为铸铁塔体，直径Φ1750mm（闪蒸段为Φ2000mm )。采用喇叭口旋转闪蒸方式，用弓形折流板捕雾，侧线进料，精馏段为10层塔板，其中上面的9层为斜孔塔板，最下面的1层为泡罩塔板，塔板间距为600mm。
2 工艺流程
无水焦油用焦油泵送入管式炉加热到380～420℃后进入蒸发器。沥青由蒸发器底部排出，上升的油汽进入蒸发器上部的精馏段分馏。320～335℃的II蒽油从精馏段的侧线引出，冷却后送至油库。混合馏分的蒸汽自蒸发器顶部逸出，再进入馏分塔分馏。从馏分塔底抽出的I蒽油，一部分作为蒸发器顶部的回流，另一部分送结晶工序生产工业蒽。侧线切取的三混馏分冷却后导入中间槽，然后送洗涤工序进行处理。
3 存在的问题
(1) 我厂的蒸发器已使用多年，铸铁塔体出现的裂纹最长达200mm，并有高温油汽从此裂纹中泄漏，故存在安全隐患。
(2) 设备的安全隐患直接导致了焦油处理能力的下降，致使后续的改质沥青生产装置的生产负荷明显不足。
(3) 喇叭口闪蒸段采用传统的侧线进料方式，因高温油料冲刷而导致保护板的损伤严重，甚至损伤铸铁设备表面，保护板检修及更换已成为蒸发器设备维护的重要内容。
(4) 由于采用了弓形折流板捕集馏分的油汽，导致气相的阻力增大，加大了闪蒸过程的压力，不利于轻组分的闪蒸。为确保沥青软化点指标的合格，只能采用提高闪蒸温度的方法进行弥补，这也导致了管式炉热负荷的增加，使焦油蒸馏装置的能耗增大。
(5) 我厂的生产实践表明，铸铁蒸发器的直径（Φ1750mm）明显偏小，不能承担超负荷操作，致使闪蒸油汽中的雾沫夹带量增加，精馏段塔板中沥青重组分的累积明显，在高温油汽和水蒸汽的作用下，塔板上沥青组分硬化，部分封堵了塔板泡罩，增大塔盘的操作阻力降，影响正常生产。
4 改进措施
根据蒸发器存在的上述问题，我们在煤焦油蒸馏装置扩能改造中，利用原有的设备基础和框架，选用了新型塔设备对塔体及塔内件进行了整体更换，现分别介绍如下。
4.1 塔体和塔内件的改造
结合铸铁蒸发器的实际情况，保留了原塔体基础和框架。采用新型塔板来提高处理量和分离效率。塔板采用斜孔塔板，增加了塔的处理量。按斜孔类塔板的流体力学特性，溢流堰采用了助溢流设计。
原有蒸发器的内径为Φ1750mm，煤焦油处理能力增大后，蒸发器直径明显偏小。因蒸发器的框架是钢混梁，其尺寸仅为2×2 m，故扩径受到了一定限制，考虑到设备吊装及附加的保温层等因素，蒸发器的直径最多能放大到Φ2000mm。这可用新型高效蒸发组件来满足闪蒸的需求。为此决定将蒸发器内径从1750mm扩大到2000mm。塔盘上液体采用无障碍流动方式，可使液体夹带的沥青组分最大限度地随II蒽油馏分一起采出，以减少塔板表面的沥青累积量，解决塔板的油垢堵塞问题。
全塔的高度降低后，可抬高设备的裙座，有利于增加沥青输送的位能，较好地解决了沥青排料不畅的问题。
4.2 设备材质的选择
原设计蒸发器采用的是铸铁，全塔由12个塔段组装而成，各塔段间用法兰连接。蒸发器内的油汽最高温度在400℃。经长期运行，法兰的密封垫片经常受损，容易产生油汽的“跑、冒、滴、漏”现象。对此，新蒸发器选择了不锈钢塔体和塔内件，全塔采用现场焊接，彻底解决了法兰连接塔体易出现的问题。
4.3 采用的新技术
由于蒸发器的生产负荷已超出了设备的上限，致使蒸发段的空塔气速过高，生产负荷过大，闪蒸油汽夹带了大量雾沫。为此，只有通过以下的新技术来满足增加焦油加工能力的需求。
(1) 蒸发器采用溢流闪蒸技术后，闪蒸过程彻底，避免了切向进料环形旋液闪蒸对设备的高温冲击和腐蚀，阻力也有所降低。
(2) 将蒸发器中的弓形折流板改为3层多向界面更新式溢流闪蒸新技术，强化了闪蒸过程，提高了闪蒸效率。当增加焦油处理量时，多向溢流闪蒸技术有利于保障沥青的软化点指标。
(3) 取消蒸发器蒸发段上的弓形折流捕雾方式，解决了180°弓形折流板高阻力降的问题。采用三段式新型导向斜板除雾结构，不仅除雾效率高，阻力低，而且减轻了设备重量，有利于降低闪蒸的绝对压力，提高闪蒸效率。
(4) 蒸发器采用了适合于高粘度流体的导向斜孔塔板后，改善了塔板表面流体的流动状态，提高了塔板通量，降低了塔板阻力。
5 注意事项
(1) 因受现场环境限制，塔体安装采用了分段安装、整体焊接的形式，安装过程中必须保证每层塔体的水平度和垂直度。
(2) 塔段与塔段间采用焊接，确保焊接质量，焊缝需经过X射线探伤，检测合格。
(3) 塔体安装时必须保证塔盘的水平度。
(4) 塔体安装完成后，对焊缝进行清扫、酸洗和钝化处理，以减少介质对焊缝的腐蚀。
(5) 因不锈钢和碳钢的膨胀系数不同，故要充分考虑塔体与框架之间安全距离，塔体与连接管道之间应增加膨胀量的消除方式。
