板式塔在FCC液化氣脫硫溶劑再生塔的應用

朱 偉

（山東石大科技集團有限公司， 山東 東營 257061）

板式塔在FCC液化氣脫硫溶劑再生塔的應用

朱 偉

（山東石大科技集團有限公司， 山東 東營 257061）

介紹FCC液化氣脫硫溶劑再生塔的工藝流程，對溶劑再生過程中存在的問題進行分析。通過對溶劑再生塔進行改造，將填料塔改為板式塔，提高溶劑再生效果。裝置改造使用CTST立體傳質塔盤后，溶劑循環(huán)量增大23%，貧液再生效果變好，貧液中H2S濃度降至0.5 mg/L，裝置運行更加安全平穩(wěn)。

溶劑再生; 填料塔; 板式塔；效果

山東石大科技集團有限公司兩段提升管催化裂化裝置規(guī)模為20萬t/a蠟油催化裂化裝置。裝置改造后由于液化氣脫硫負荷增大，溶劑循環(huán)量增加，溶劑再生塔仍采用舊的填料塔，溶劑再生效果不理想，貧液中H2S的含量偏高（1.0 mg/L），脫后液化氣產品中的H2S含量經常不合格。為了提高溶劑再生效果，保證脫后液化氣中H2S含量為0，2010年4月對溶劑再生塔進行改造，將填料塔改為板式塔（采用CTST塔盤），改造后各項操作指標恢復正常。

1 溶劑再生裝置

1.1 溶劑再生原理

液化氣脫硫系統(tǒng)主要由液化氣脫硫塔（T401）和溶劑再生塔（T402）兩部分組成，脫硫工藝是采用MDEA（N-甲基二乙醇胺）溶液做吸收劑，脫除液化氣中的硫化氫。由于 H2S極不穩(wěn)定，加熱至120 ℃時很容易分解，將富含H2S的乙醇胺溶液送入溶劑再生塔進行加熱再生，再生后乙醇胺溶液中H2S的含量要求≯0.5 mg/L，貧液再送入液化氣脫硫塔中進行循環(huán)利用。乙醇胺溶液與硫化氫反應的化學方程式如下所示：

2RNH2+ H2S ?（RNH3）S（硫化胺鹽）

（RNH3）2S + H2S ? 2（RNH3）HS（酸式硫化胺鹽）

由化學方程式可知乙醇胺溶液的反應和再生是一個可逆的過程，當溫度在25～40 ℃時，反應由左向右進行(即在脫硫塔內進行)，脫除液化氣體中的H2S；當溫度加熱到105 ℃或更高時，則由右向左(在再生塔內進行)。此時生成的胺的硫化物分解，逸出原來被吸收的H2S，乙醇胺可以循環(huán)使用［1］。

1.2 工藝流程

溶劑再生塔工藝流程如圖1所示。溶劑再生塔為Φ800×22500×10，全部采用鮑爾環(huán)填料。富液從T401底部靠自壓經換熱器E402/1、2換熱，再經過R403富液閃蒸罐后進入T402上部，塔底采用蒸汽做熱源進行加熱，塔底加熱至120 ℃左右，乙醇胺溶液中的H2S就全部分解出來。115 ℃左右的硫化氫和水蒸氣從塔頂餾出，經冷卻后進入R404酸性水罐分離，分離出的酸性氣進入火炬管網，酸性水作為回流打入T402頂循環(huán)。塔底再生后的貧液經換熱和冷卻后進入R402儲罐，P402/1、2加壓后送至T401頂部溶劑循環(huán)利用。

圖1 溶劑再生填料塔示意圖Fig.1 Solvent regeneration packed tower

1.3 操作參數(shù)

溶劑再生塔正常操作時主要參數(shù)如表1所示。

表 1 溶劑再生塔操作數(shù)據(jù)Table 1 Solvent regeneration tower operation data

1.4 存在問題

（1）溶劑再生效果不好，當溶劑循環(huán)量達到6.5 t/h，再生后貧液H2S濃度高達1.0 mg/L，超過設計指標（設計0.5 mg/L）。

（2）富液起泡出現(xiàn)帶液現(xiàn)象，乙醇胺溶液有損失，需定期添加或置換新鮮乙醇胺溶液［2］。

2 溶劑再生塔的改造

溶劑再生屬于易發(fā)泡物質，是化工分離過程中較難分離的過程。實踐證明這種以鼓泡形式進行傳質、傳熱的分離過程，對易發(fā)泡物系操作難度較大，易發(fā)生帶液現(xiàn)象。

改造時將填料塔更換為板式塔，填料全部更換為河北工業(yè)大學研發(fā)的CTST立體傳質塔盤，該塔盤具有處理能力大，傳質效率高，消泡性能好的特點，適合處理介質較臟和易發(fā)泡的物料［3］。

溶劑再生板式塔工藝流程如圖2所示。改造后酸性水做塔頂回流從第1層塔盤進入，富含H2S的乙醇胺溶液從第3層進料，在塔盤上傳質傳熱后，酸性氣從塔頂餾出冷卻后進入燃料氣管網，再生后的貧液從塔底抽出進液化氣脫硫塔循環(huán)使用。

圖2 溶劑再生板式塔示意圖Fig.2 Solvent regeneration plate column diagram

溶劑再生塔改造后，溶劑再生效果變好，循環(huán)量增大，壓降降低，具體操作數(shù)據(jù)見表2。

表2 溶劑再生塔改造前后操作數(shù)據(jù)對比Table 2 Contrast of solvent regeneration tower operation data before and after the reformation

從表2可以看出，溶劑再生塔由填料改為CTST立體傳質塔盤以后，貧液中H2S濃度由1.0 mg/L降至0.5 mg/L，溶劑再生效果變好，使液化氣脫后H2S含量為0。

改造前后貧液中H2S濃度變化趨勢如圖3所示。從圖3趨勢可以看出，溶劑循環(huán)量較小時，填料塔和板式塔的再生效果相差較小，溶劑循環(huán)量越大，再生效果相差也越大，說明板式塔的傳質效果更好，處理能力更大。

3 結束語

（1）通過對溶劑再生塔的改造表明，板式塔（CTST立體傳質塔盤）與填料塔相比，塔的處理能力增大，溶劑循環(huán)量增加23%，塔盤壓降低于填料塔，壓降降低20%左右［4］。

Application of Plate Tower in the Solvent Regeneration Tower for FCC Liquid Gas Desulfurization

ZHU Wei
（Shandong Shida Science and Technology Group Co., Ltd.，Shandong Dongying 257061，China）

The technological process of FCC liquid gas desulfurization solvent regeneration tower was introduced; problems in solvent regeneration process were analyzed. By reforming solvent regeneration tower, the packing tower was changed to plate tower, and the regeneration effect of solvent was improved. CTST three-dimensional mass transfer tray was used in the transformation, recycled solvent volume increased by 20%, lean solution regeneration effect became good, H2S concentration in lean liquid dropped to 0.5 g/L, device operation was more safe and stable.

Solvent regeneration; Packed tower; Plate tower; Effect

TE 624

A

1671-0460（2015）09-2169-02

2015-08-05

朱偉（1979-），男，四川人，工程師，在職研究生，研究方向：石油化工設備。