润滑油生产塔内件除沫器在提高清洁度与稳定运行中的作用

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润滑油生产过程中,精制与分馏塔内的气液接触剧烈,泡沫生成与夹带问题十分突出。如果气体夹带大量液滴与泡沫进入上部塔板或后续冷凝、分离设备,不仅会降低润滑油纯净度,还会引起产品指标波动、设备结垢和操作负荷异常。除沫器作为塔内件的重要组成部分,通过在塔内形成高效的捕雾和破泡区域,将气体中的细小液滴、高黏度雾沫有效截留,实现气液相的进一步精细分离。尤其在基础油加氢精制、溶剂脱蜡、加压分馏等工艺段,合理配置除沫器,可显著减少油品夹带、降低含油雾排放,提升成品润滑油的颜色、清洁度和稳定性,同时改善下游设备运行环境,延长维护周期。在现代润滑油装置的大型化和高负荷趋势下,除沫器的结构形式、材料选择和安装位置已成为工艺设计与装置优化中不可忽视的核心环节。

丝网除雾器

润滑油装置中除沫器的作用机理与典型结构

在润滑油生产塔器中,除沫器主要承担三个功能:一是捕集气体夹带的液滴和雾沫,二是促进泡沫层的破裂和稳定气液界面,三是减缓气速波动对塔板或填料层的扰动。其作用机理可以概括为惯性碰撞、重力沉降、表面张力凝并以及纤维或网状结构对液滴的吸附与汇聚。当含雾气体穿过除沫层时,液滴在流线偏转与速度改变过程中发生惯性撞击,聚集在丝网、波纹片或纤维表面,再在重力和表面张力作用下形成较大液滴,从除沫层边缘回流到塔内液相区域,从而实现高效除雾。根据润滑油装置的不同工况,塔内常用的除沫器结构包括丝网除沫器、波纹板除沫器、栅格式除沫器及纤维床除沫器等。丝网除沫器以金属丝或特种合金丝编织而成,多用于常压、真空精制塔;波纹板或栅格除沫器适合气速变化较大、含固颗粒或黏度较高的介质;纤维床除沫器则更适合捕集亚微米级细雾,在润滑油深度精制和高品质基础油生产中应用较多。通过针对性选型,可在保证压降合理的前提下获得高脱除效率,为后续设备提供更为稳定、洁净的气相介质。

润滑油生产中除沫器的性能指标与结构设计要点

在塔内件工程设计中,评价除沫器性能的指标主要包括除沫效率、处理气速、压降、操作弹性、耐温耐腐蚀性和维护周期。对润滑油生产而言,较高的除雾效率直接关系到基础油的机械杂质、悬浮物及雾状油滴含量,对产品外观颜色、过滤性能和使用寿命影响明显。设计时需要根据塔径、介质性质、操作压力和温度,合理计算表观气速,使其处于除沫器的高效率区间,同时控制压降在工艺许可范围内,避免因压差过大引起能耗增加或塔内液泛。结构设计方面,应结合塔内空间与塔板、填料层布置,在塔顶或者关键段之间设置除沫器支撑梁和压紧装置,确保运行中不因振动或流场冲击发生移位、塌陷。丝网除沫器的厚度与比表面积需要综合考虑气量和黏度;波纹板结构需优化折流角度与通道截面,以增强惯性分离效果;纤维床除沫器则要控制纤维密度梯度,兼顾微雾捕集能力与可清洗性。材料方面,多采用不锈钢、耐腐蚀合金或具有良好抗溶胀性的工程材料,以适应润滑油生产中溶剂、氢气和高温介质共同作用的环境,提升长期稳定性与安全性。

润滑油塔内件除沫器对油品纯净度和装置运行的影响

对润滑油装置而言,塔顶或关键分馏段除沫器的配置水平,往往直接反映在最终油品的纯净度与指标稳定性上。若除沫效果不足,气相中夹带的油雾和泡沫将进入后续冷凝或分离单元,导致馏分交叉污染,使本应不同牌号或不同粘度等级的润滑油出现组分混杂,影响黏度指数、倾点和闪点等关键指标。同时,油雾夹带还会增加冷凝器、换热器和分离罐中沉积物和结垢量,缩短清洗周期,提升运行成本。通过在关键塔段安装适配的除沫器,可以明显降低含油雾排放,减少润滑油损失,降低放空和尾气系统的有机组分浓度,有利于满足清洁生产与环保排放的要求。在高真空润滑油精制塔中,高效除沫器可减轻塔顶真空系统的负荷,减少真空泵油污染与返油现象,稳定塔顶压力和温度控制,避免因泡沫引起的液位虚高与操作误判。对于采用填料塔结构的润滑油精制单元,在填料层上部或中部配置除沫器,还能抑制高液负荷工况下的液泛趋势,使传质单元保持良好接触状态。因此,除沫器不仅是提升油品纯净度的关键手段,也是保障装置长期平稳运行的重要保障环节,其设计与选型应与整体工艺方案同步考虑。

典型工况下除沫器的选型策略与安装维护要点

润滑油生产工艺复杂,包括减压蒸馏、溶剂精制、加氢精制、脱蜡脱油等多个单元,各塔器的操作条件与介质特性差异明显,除沫器的选型与布置需具有针对性。在减压精制塔和基础油分馏塔中,常压较低、气速较高,且油品黏度随温度变化显著,适宜选用结构紧凑、压降较小的金属丝网除沫器,并通过合理分段和多层布置兼顾除雾效率与运行弹性。对于溶剂脱蜡塔或溶剂回收塔,介质中含有溶剂与油品混合物,泡沫倾向较强,可优先采用波纹板或栅格式除沫器,提升抗堵性能,减小因蜡类和固体颗粒沉积引起的效率衰减。在高真空加氢精制塔或深度精制塔,若对尾气中油雾含量有严格控制,可考虑丝网与纤维床除沫器组合式结构,利用多级分离实现不同粒径液滴的高效截留。
安装与维护方面,除沫器应在设备检修或塔器制造阶段与支撑装置一并确认,确保人孔尺寸与运输路径满足整体或分片装入的要求。对分段式除沫器,需要在现场严格按照图纸方向、编号进行拼装,避免错位导致边缘缝隙过大,引发气体短路和效率下降。运行过程中要定期监测塔压降、塔顶含油雾指标以及相关设备的运行情况,一旦发现压降异常升高或除雾效果减弱,应安排停工检查,清洗或更换除沫层。对存在蜡类、焦粉或树脂沉积风险的工况,可配套在线冲洗口与排污口,辅以周期性化学清洗或物理冲洗,减缓堵塞速度。通过科学选型与规范维护,可保持除沫器在较长周期内维持稳定效率,支撑润滑油装置安全、高效、清洁运行。

常见问题简要问答

1、润滑油生产塔中为什么必须设置除沫器
在润滑油精制与分馏过程中,气液接触剧烈且油品黏度较高,容易形成持久泡沫和油雾。若不设置除沫器,夹带液滴会进入塔顶冷凝与分离系统,引起油品交叉污染、指标波动和设备结垢,严重时还会导致塔内液泛和真空系统不稳定。除沫器能有效降低夹带量,提升油品纯净度和装置运行可靠性。

2、丝网除沫器与波纹板除沫器在润滑油装置中的使用差异
丝网除沫器结构轻巧、压降低,适合大多数常规基础油分馏与精制塔,对中等及以上粒径液滴有较高捕集效率。波纹板除沫器强度更高、抗堵能力更好,适合含蜡、含固或气速波动较大的工况,能够在较恶劣条件下保持稳定分离性能。具体选型需根据塔型、介质性质和操作弹性要求综合判断。

3、如何判断除沫器运行状态是否正常
可以从三方面判断:一是监测塔器压降变化,压降突然升高可能意味着除沫层堵塞;二是检测塔顶气相或后续设备中油雾、夹带量变化,若明显增加则可能除沫效率下降或结构损坏;三是观察真空度、温度和液位等工艺参数是否出现异常波动。结合停工检修时的实物检查与清洗记录,可全面评估除沫器的运行状况与维护需求。