降低液化氣脫硫系統(tǒng)乙醇胺跑損的研究

王會芳，裴貴彬，左效祥，劉興平，高玉發(fā)

（中原油田分公司石油化工總廠， 河南 濮陽 457000）

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降低液化氣脫硫系統(tǒng)乙醇胺跑損的研究

王會芳，裴貴彬，左效祥，劉興平，高玉發(fā)

（中原油田分公司石油化工總廠， 河南 濮陽 457000）

摘 要：石油化工總廠催化裝置液化氣脫硫系統(tǒng)，2014年12月份開始，乙醇胺跑損現(xiàn)象越來越嚴重，為了減少液化氣脫硫劑消耗和提高脫硫效果，綜合分析了乙醇胺跑損原因，并對主要因素進行了研究，對影響較大的參數(shù)進行優(yōu)化，脫硫劑與液化氣溫差控制在4～6 ℃，液化氣重組分控制在1.5%以下，液化氣脫硫塔壓力在0.95 MPa左右，汽液比在1.0～1.2之間，使得液化氣脫硫系統(tǒng)的乙醇胺跑損得到改善。

關 鍵 詞：液化氣脫硫；乙醇胺；跑損；對策

中原油田石油化工總廠50萬t/a處理能力流化催化裂化裝置原料油為常壓渣油，液化氣脫硫部分采用醇胺吸收法，催化吸收穩(wěn)定系統(tǒng)來液化氣進入液化氣脫硫塔，自下而上流動，與濃度為左右12%的甲基二乙醇胺液逆流接觸，以脫去CO2、H2S等酸性氣體，脫硫后的液化氣進入氣分裝置。液化氣脫硫塔塔底的富胺液經(jīng)閃蒸罐脫除攜帶的烴類后，進入胺液再生塔。胺液再生塔塔底再沸器使低壓蒸汽和裝置凝結水蒸汽作熱源，此時生成胺的硫化物和碳酸鹽分解放出H2S和CO2，溶劑循環(huán)使用。但是在實際生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)液化氣帶胺嚴重的現(xiàn)象。

1 裝置現(xiàn)狀分析

1.1 工藝流程

液態(tài)烴自穩(wěn)定進入液態(tài)烴脫硫塔下部，塔內(nèi)設有12層塔盤（共12 m），液態(tài)烴自上而下與自胺液罐用胺液泵打入塔頂部的貧N-甲基二乙醇胺溶液進行逆向接觸。液態(tài)烴中的H2S即溶液所吸收，脫除硫化氫后的凈化液態(tài)烴自塔頂進液態(tài)烴分液罐分液后，做為產(chǎn)品送至罐區(qū)，塔底部的富N-甲基二乙醇胺溶液與干氣脫硫塔底部的富液匯合送至溶劑再生塔進行再生（圖1）。

1.2 裝置現(xiàn)狀分析

從2014年11月份開始，胺液罐R605的液位每周下降400 mm左右，每月乙醇胺的損耗量平均在10 t左右，而正常的損耗每月在5 t左右。這給降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益的目標帶來了很大挑戰(zhàn)。乙醇胺跑損嚴重，直接帶來了一系列的問題，一方面不僅會造成嚴重的經(jīng)濟損失，還會導致凈化產(chǎn)品質(zhì)量不達標，影響下游裝置的正常運行，并導致腐蝕加劇等惡劣后果［1］，另一方面，使得班組的勞動量加大，不僅要不僅要及時壓空分液罐、而且需及時回收氣聚分液罐的胺液。我們小組對2014年11月-2015年3月對乙醇胺月消耗量的情況進行了統(tǒng)計，如下圖2。

從圖2中看出從2014年11月-2015年3月乙醇胺消耗每月在10 t左右，使得生產(chǎn)成本直線上升。從3月份開始，對生產(chǎn)進行了優(yōu)化調(diào)整，但是效果還是不很理想。因此對催化裝置現(xiàn)行生產(chǎn)狀況進行調(diào)查，搜集整理相關資料，分析查找乙醇胺損耗大的原因、規(guī)律及影響因素，并提出相應對策，具有重要的現(xiàn)實意義。

圖1 液化氣脫硫系統(tǒng)流程圖Fig.1 Flow chart of liquefied gas desulfurization system

圖2 現(xiàn)狀調(diào)查圖Fig.2 Current situation survey

2 操作條件對脫硫操作的影響

2.1 氣液溫差的影響

在生產(chǎn)條件和參數(shù)穩(wěn)定的前提下，對脫硫劑與液化氣的溫度差進行了考察。

圖3 汽液溫差對乙醇胺跑損的影響Fig.3 Effect of steam temperature difference on the running loss of ethanolamine

由圖3可以看出，隨著汽液溫差的增大，乙醇胺的跑損量減少，溫差繼續(xù)降低，乙醇胺跑損量趨于穩(wěn)定，考慮到換熱器的冷卻負荷和能耗，汽液溫差在4～6 ℃為宜。

2.2 液化氣分液罐壓力的影響

脫除硫化氫后的凈化液態(tài)烴自塔頂進液態(tài)烴分液罐容609分液后，去氣分裝置，容609的壓力對乙醇胺的跑損也具有較大的影響（圖4）。

圖4 容609壓力對乙醇胺跑損的影響Fig.4 Effect of 609 pressure on the loss of ethanolamine

由圖4可以看出，隨著容609壓力的升高，乙醇胺的跑損量降低，這主要是由于壓力的變化影響了脫硫塔液化氣線速變化，而線速變化越大脫硫劑夾帶越嚴重，脫硫劑跑損就越大［2］。但是容609的壓力太高，也會引起富液中帶液化器進入富液閃蒸罐容614，造成閃蒸罐的壓力不可控，因此，控制容609的壓力在0.95 MPa左右是合適的。

2.3 液氣比（乙醇胺與液化氣量的比值）影響

乙醇胺和液化氣在液化氣脫硫塔602中逆流接觸，以脫除液化氣中的H2S，如果汽、液量不匹配，就會導致汽液不平衡，使生產(chǎn)出現(xiàn)波動。再保證液化氣脫硫效果的前提下，考察了液氣比對乙醇胺跑損量的影響（圖5）。

圖5 液氣比對乙醇胺跑損的影響Fig.5 Effect of liquid gas ratio on the loss of ethanol amine

由圖5可以看出，隨著液氣比的增大，乙醇胺的跑損量有所降低，當液氣比大于1.2時，乙醇胺的跑損量開始增大，這主要是由于當液氣比較低時，液化氣的線速高，造成霧沫夾帶嚴重，乙醇胺跑損量大［3］。液氣比較大時，會造成氣相返混，降低脫硫效果［4］。因此，液氣比控制在1.0～1.2為宜。隨著液化氣進料量的變化，需適當調(diào)整乙醇胺的循環(huán)量。2.4 液化氣重組分含量的影響

從穩(wěn)定塔304頂出來的液化氣進入到液化氣脫硫塔602，與乙醇胺逆流接觸除去其中的硫化氫。當液化氣中重組分含量較高時，就會使得乙醇胺中帶油（圖6）。

圖6 液化氣中重組分含量對乙醇胺跑損的影響Fig.6 The effect of the content of the recombinant fraction in the liquefied gas on the running loss of the ethanol amine

由圖6可以看出：隨著液化氣中重組分含量的增加，乙醇胺跑損量趨于增大，這主要是因為液化氣中的部分重組分在脫硫塔602內(nèi)被乙醇胺洗滌下來，使得乙醇胺帶油。這部分輕油的存在，加重了乙醇胺的發(fā)泡［5］，造成脫硫塔發(fā)生霧沫夾帶，使得乙醇胺跑損量增大。因此，把液化氣氣重組分控制在1.6%以下。

3 調(diào)整優(yōu)化后的效果

通過對幾個重要的操作參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，使得液化氣的跑損問題得到了控制，脫硫系統(tǒng)的乙醇胺損耗，由原來的10 t/月降至5噸/月以下，提高了裝置的經(jīng)濟效益。經(jīng)過2015年的數(shù)據(jù)分析對比調(diào)整前后成效對比明顯，見圖7。

4 結束語

經(jīng)過近半年的研究，使乙醇胺的跑損量控制在了一定的范圍之內(nèi)，為脫硫系統(tǒng)的平穩(wěn)操作創(chuàng)造了條件，對主要因素進行了研究，對影響較大的參數(shù)進行優(yōu)化，脫硫劑與液化氣溫差控制在4～6 ℃，液化氣重組分控制在1.5%以下，塔602壓力在0.95 MPa左右，汽液比在1.0～1.2之間，使得液化氣脫硫系統(tǒng)的乙醇胺跑損得到改善。

參考文獻：

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［3］王刻義， 郁宏昶，脫硫應用中 M E A 的損失分析及對策［J］.石油化工安全環(huán)保技術，2010，26（05） 20-23.

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［5］閆振乾，李菁菁.氣體脫硫裝置減少溶劑損失和降低設備腐蝕的措施［J］.中外能源，2010，15（04）：84-87.

Study on Reduction of Ethanolamine Loss in LPG Desulfurization System

WANG Hui-fang，PEI Gui-bin，ZUO Xiao-xiang，LIU Xing-ping，GAO Yu-fa
（General Petrochemical Works of Zhongyuan Oilfield，Henan Puyang 457000，China）

Abstract:Ethanolamine loss phenomenon of liquefied gas desulfurization system in catalytic device of petroleum chemical general factory appeared in December 2014， and the phenomenon was becoming more and more serious. In order to reduce the LPG desulfurization agent consumption and improve the desulfurization effect， a comprehensive analysis of the ethanolamine loss reason was carried out， and the main factors were studied， some running parameters were optimized， such as controlling temperature difference between desulfurizer and LPG in 4～6 ℃， controlling liquefied gas recombination points below 1.5%， controlling LPG desulfurization tower pressure at about 0.95 MPa，controlling vapor liquid ratio in the range of 1.0～1.2.

Key words:LPG desulfurization； Ethanolamine； Running loss； Countermeasure

中圖分類號：TE 624

文獻標識碼：A

文章編號：1671-0460（2016）02-0320-03

收稿日期：2016-01-25

作者簡介：王會芳（1981-），女，河南省濮陽市人，助理工程師，研究方向：從事生產(chǎn)技術管理工作。E-mail：597822798@qq.com。