胺液在线净化设施应用研究

2013-07-24王永辉刘建明中国石油呼和浩特石化公司内蒙古呼和浩特010070

中国新技术新产品 2013年14期

史波王永辉刘建明（中国石油呼和浩特石化公司，内蒙古呼和浩特 010070）

1 项目来源与背景

从天然气、干气等工业气流中脱除硫化氢，二氧化碳等酸性组分，醇胺法工艺是应用最广泛的工艺。炼油脱硫工艺的基本过程是利用水溶性烷基醇胺吸收硫化氢和二氧化碳等酸性气反应，生成溶剂化烷基醇胺盐，然后通过加热汽提使反应逆向进行，生成溶剂化烷基醇胺盐，然后通过加热汽提使反应逆向进行。随着人们对气体脱硫装置重要性认识的不断提高，对溶剂胺质量管理也越来越重视，胺液净化再生工艺被广泛应用。

胺液中的杂质主要包括固体悬浮物、烃类物质、热稳态盐和降解产物，这些杂质的存在会引起胺的发泡，增加胺及蒸汽的消耗，影响胺液吸收效果，严重影响产品质量，加速装置腐蚀，引起管线、设备堵塞，从而影响装置的正常运行。因此在5 0 0 0吨/年硫磺回收单元应用了胺液在线净化技术。

2 胺法脱硫工艺原理与热稳定盐危害

胺法脱硫技术，是采用用浓度为2 0%～3 0%的N-甲基二乙醇胺溶液（M D E A）作脱硫剂，分别在液态烃抽提塔、干气脱硫塔、循环氢脱硫塔和硫磺回收尾气脱硫塔内，脱除液态烃、干气、循环氢和尾气中的H2S等气体，脱硫后的富液经过溶剂再生系统，再生后的贫液经冷却后循环使用，再生塔顶出来的酸性气经冷却、分离后去硫磺回收装置。为了保持溶剂清洁，自上游装置来的富液先经袋式机械过滤器，然后在出装置贫液泵出口设置活性炭过滤器和袋式过滤器，但此类过滤净化设施仅去除机械杂质且效率低，长周期运行难度大、效果差，无法彻底去除系统中存在的各种杂质，整个胺液系统存在污染严重、能耗高、脱硫效果差等现象。也影响到了胺液的有效载荷，随着污染物（主要为热稳定盐）的积累，进而影响到产品质量、再生效果、换热效率。

图1 SSU工艺单元流程示意图

一直以来，溶剂胺质量的控制成为一个重要难题。气体脱硫处理工艺中，当气液中较强的酸性组分与胺液生成的盐在解吸塔加热条件下不能分解时，胺液就不能用加热来再生，这类盐就是热稳盐。由于与热稳胺盐阴离子相同摩尔数的溶剂胺被束缚（被质子化）而不能与酸性气体反应，装置处理能力降低，所以在旧装置中，就会出现液化气带液，影响罐区液化气质量，而且每天需要压液，增加了工作强度的同时，更加增强了危险性，因为有的时候就会压出液化气，给装置增添了巨大的隐患。

3 胺液在线净化设施作用与工艺原理介绍

为了解决胺液中热稳定盐，在新硫磺回收装置中胺液再生单元就增添了胺液在线净化设施，该设备可以在线连续脱除胺液中的热稳盐，解决了脱硫装置腐蚀问题，减少设备投资及装置维修工作量和费用；降低装置操作成本，有利于装置平稳运行。脱硫装置的性能、故障以及经济指标等与溶剂胺纯度的变化有着密切关系，5 0 0 0吨/年硫磺回收装置胺液再生单元采用阴离子交换技术，把含热稳盐阴离子（如硫代硫酸根、硫酸根、硫氰根、甲酸根、草酸根、氯离子）的贫溶剂通过阴离子交换树脂床，以O H-交换热稳盐阴离子，除去胺液中的热稳盐阴离子，还原溶剂胺，达到胺液净化的目的。当树脂完全被交换时，用强碱对树脂床进行再生，再生后的树脂床循环使用。采用的专利离子交换树脂具有较强的抗氨基酸和硫氰酸根中毒的能力。离子交换树脂抗污染能力强，使用周期长，在经济效益上大大降低运行成本，并且与其他炼厂达到同步效益。本装置胺液在线净化设施采用胺净化S U U系统。

表1 液胺净化设备HT-825A的试验结果

以下为我厂采用新型的胺液净化再生设备进行胺液净化试验，达到了较好的效果。试验结果见表1。

通过上述结果表明：（1）胺液中热稳态盐有较大程度的下降，处理后的脱硫剂质量有所提高；（2）降低装置的腐蚀速率，热稳态盐下降后，装置无腐蚀泄露点；（3）提高胺液的处理能力，溶剂酸性气体吸附能力有所提高；（4）减少发泡，可以不使用消泡剂，脱硫系统系统操作平稳，减少由于发泡造成的胺液跑损；（5）延长过滤器的使用周期，脱除热稳盐到控制指标后，腐蚀速率下降，腐蚀产物减少，过滤器的更换周期延长。

从经济效益上看，该方法每次转产停车可直接减少废水产出量4 8立方米，每次转产可节约用于处理废水的时间2 0 h，极大地提高了经济效益和工作效率，解决了装置转产时连续产生大量倒空废水的问题。

4 预计项目年节约成本

（1）从安全角度出发，在2 0 1 0年下半年旧催化液化气、干气脱硫装置出现液化气带液和液化气中H 2 S含量超标情况，所以就需要操作人员去现场人工排凝，这不仅增加了劳动强度，更增加了危险性。由于排凝管线较粗，在排凝过程中就存在液化气跑损的情况，极易发生闪爆、液化气中毒和冻伤等伤害，给操作人员造成巨大的心理压力，所以，这种情况产生了巨大的安全隐患，这个价值是难以用金钱来衡量的。

（2）从环保角度出发，液化气中含有H2S，严重危害到人身安全和周边环境，环保要求作为硫磺回收装置的重中之重，从根本上解决了胺液中热稳定盐超标、溶剂发泡、腐蚀严重、产品质量不合格等问题。

（3）从经济角度出发，在旧催化液化气、干气脱硫装置中，由于出现液化气带液情况，这就需需要人工排凝，过去半年，平均每两天排凝一次，每天排凝大约2 0 0 k g，按七个月算总共2 1 0天，而胺液的市场价格是1 8 0 0 0元/吨，所以胺液在过去半年的损耗量大约是：0.2×2 1 0÷2×1 8 0 0 0=3 7.8万元。

由于液化气带液，严重影响了液化气罐区的质量，造成液化气出厂问题，这造成的损失是巨大的，在液化气罐区出现带液情况后，液化气出厂出现滞留现象，罐区承受负荷大，营销调运压力大。液化气的损失情况按一个月算，平均液化气每天销售4 0 0吨，合格液化气每吨的价格是5 0 0 0元左右，不合格液化气每吨的价格是4 5 0 0元左右，那么液化气带液造成的一个月的损失是：3 0×4 0 0×（5 0 0 0-4 5 0 0）=6 0 0万元。由于胺液中热稳定盐含量增加，导致再生塔负荷增大，再生塔底蒸汽流量消耗增加1 t/h，每年可以节约0.3吨蒸汽8 4 0 0 t。液化气不合格，会导致聚丙烯，M T B E的生产出现障碍，并且液化气回炼需要消耗能耗，浪费了能源。