醇胺溶剂处理低温甲醇洗酸性气的探讨

2016-09-14沈华

河南化工 2016年8期

关键词：烃类吸收塔煤化工

沈　华

(河南能源化工集团新疆龙宇能源准东煤化工有限公司，新疆奇台　831800)

醇胺溶剂处理低温甲醇洗酸性气的探讨

沈华

(河南能源化工集团新疆龙宇能源准东煤化工有限公司，新疆奇台831800)

针对煤化工行业低温甲醇洗酸性气中硫化氢含量偏低、烃类含量偏高，容易造成硫回收装置不稳定问题，提出了应用醇胺类吸收再生工艺进行预处理，提前将烃类脱除和H2S 提浓，提高硫回收装置的运行率、硫回收率和稳定性，从溶剂选择、方案介绍、应用流程、费用分析进行了探讨。

MDEA ；应用流程；有机硫；脱除率

0　前言

煤化工行业硫回收装置运行中，部分工厂在调试、运行期间酸性气中硫化氢含量偏低、烃类含量偏高，装置容易发生运行不稳定问题。如催化剂床层产生积碳，造成系统压差升高及催化剂使用寿命降低；装置处理能力下降，不能达到设计负荷；克劳斯硫回收率偏低，产品硫黄产量、质量下降；排放气不能持续达标排放等问题，严重到无法连续运行。

如果能够在低温甲醇洗酸性气上得到应用，进行烃类脱除和H2S 提浓将可以大大提高硫回收装置的运行率、硫回收率和稳定性，具有良好的技术应用前景。

1　溶剂选择说明

目前从酸性气中，可同时选择性吸收H2S和脱除较高浓度烃类所用的脱硫液，主要是醇胺类溶剂。国内外常用的脱硫溶剂有：单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二乙丙醇胺(DIPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)和复合型甲基二乙醇胺(MDEA+其它溶剂)。主要作用是提高胺液的脱硫选择性、抗降解和抗腐蚀性；此外还加入微量辅助添加剂，增加溶剂的抗氧化和抗发泡能力。

醇胺溶剂是一种弱的有机碱，在20～50 ℃时，能够选择性吸收气体中的H2S和CO2，当温度升高到110～130 ℃时，则分解逸出原吸收的H2S和CO2，胺液得到再生并可循环利用。

复合型甲基二乙醇胺溶剂在CO2和H2S共存时，对H2S有良好的选择吸收性，利于再生后提高H2S浓度，最高可以将H2S提浓至70 %(V)。其碱性在几种醇胺溶液中最低，故腐蚀性最小；蒸汽压在几种醇胺溶液中最低，而且化学性质稳定，溶剂降解物少；对H2S有较高的选择吸收性能，与H2S、CO2的反应热最小，再生蒸汽消耗小[1]。因此建议采用复合型甲基二乙醇胺溶剂。需要注意的是不同专利商的复合型甲基二乙醇胺溶剂，配剂各不相同，酸性气体在醇胺溶液中的平衡溶解度因配剂不同，吸收能力是有一定区别的，因此溶液选择吸收硫化物能力、循环量及蒸汽消耗也不相同。

2　醇胺溶剂工艺方案应用

2.1工艺方案应用简介

醇胺溶液剂应用方案工艺流程如图1所示。

2.2工艺流程介绍

经分离器将原料气(酸性气)中可能存在的液体分离后进入吸收塔底部，在塔内自下而上与由塔顶部下来的再生胺溶液逆流接触，进行传热传质，气体中的硫化物和部分CO2被吸收，净化气(富烃气)由塔顶引出，经气液分离后送往下一工序。

吸收了酸气的胺溶液(富液)，从吸收塔底部出来，与贫液进行换热，回收部分热量后，进入再生塔顶部，自上而下与塔底蒸汽煮沸器产生的气提蒸汽逆流接触，解吸出其中的硫化物和CO2，再生塔塔顶的再生气(轻烃气)经冷却器冷却到45 ℃左右，再经气水分离器回收冷凝液后去后工序。

1.吸收塔　2.再生塔　3/4.循环泵　5.溶液换热器　6.蒸汽煮沸器　7/8.循环水换热器　9/10/11.分离器　12.旁路过滤器

从再生塔底部出来的再生较好的溶液(贫液)，经溶液换热器与富液换热，再由溶液泵加压、然后由贫液冷却器冷却降温至40 ℃后，进入吸收塔上部循环使用。从再生气中分离的冷凝液由补液泵返回系统，以维持系统溶液浓度，不足部分需要另外补充(系统外部另外需设溶剂和脱盐水配置设施及溶液收集装置)。吸收塔吸收液入口管线通过设置旁路过滤器，过滤液体中杂质，维持吸收液清洁。

2.3应用流程示意简图

应用流程示意简图如图2所示。

图2　应用流程示意简图

3　工艺应用分析

3.1方案模拟计算数据汇总

3.2方案应用分析

和其它应用行业醇胺溶剂运行数据汇总对比(见表2)[2-4]。

表1　醇胺溶剂工艺应用模拟计算数据汇总表

表2　醇胺溶剂运行数据

3.3运行费用分析

醇胺溶剂在再生过程中需要不断消耗大量蒸汽，采用方案平均数据消耗低压蒸汽在10 t/h左右，按照年8 000 h运行时间计，酸性气预处理蒸汽每年消耗费用706.4万元(按照内地煤化工项目低压蒸汽费用为88.3元/t计，如工厂整体富裕低压蒸汽，费用可进一步降低，按照40元/t低压蒸汽费用计，年运行蒸汽费用约在320万元)。再考虑应用过程中需要补充消耗的溶剂、循环水、电消耗等，年生产维护费用将达350万元以上。