胺液溶剂再生系统生产波动分析及处理措施

姜青龙

天津石化分公司炼油部，中国·天津 300000

1 引言

中国天津石化炼油部胺液再生系统采取的是集中再生的方式，即多装置使用的胺液由两个再生系统集中提供胺液和再生。其中，1#溶剂再生系统主要处理非加氢型装置产生的富胺液，如催化双脱装置、C2 回收装置及焦化干气、液化气脱硫装置等；2#溶剂再生系统主要处理加氢型装置产生的富胺液，如渣油加氢装置、加氢裂化装置、柴油加氢装置等。

由于非加氢型装置的干气、液化气及回收的低压瓦斯气等原料性质相对较差，且携带一定的杂质和焦粉，往往在脱硫过程中，一些杂质及重烃类物质随富胺液进入溶剂再生系统，日积月累将严重影响胺液再生系统操作，导致换热效率降低、再生塔塔盘堵塞及胺液发泡等问题。

2 生产波动现象

1#溶剂再生系统原设计处理量为310t/h，为了满足新建280 万t/a 催化裂化装置气体脱硫单元所产生的富胺液，预计富胺液量348t/h。故2016年大修期间对1#溶剂再生装置进行相应的配套改造，以满足溶剂再生装置的负荷要求。改造内容：310t/h 溶剂再生装置工艺流程不变，再生塔更换23 层塔盘、溶剂储罐新增DN250 溶剂出口；贫液加压泵、富溶剂泵以及再生塔顶回流泵进行适应性改造，相应设计参数如下：

①设计负荷：348t/h；

②富液：其中H2S 含量约2.91%（wt）；

③酸性气量：10490kg/h；[分子量33.7]。

2020年11月随着天津石化炼油部产品结构升级改造项目280 万t/a 催化裂化装置气体脱硫单元投产，1#溶剂再生系统加工负荷高达370t/h，初期系统运行比较平稳，未出现异常情况，且在2021年2月1#延迟焦化装置根据生产安排进行了停运，溶剂再生负荷降至340t/h。但是1#溶剂再生系统自2021年3月10日起，开始出现再生塔顶底压差波动现象，正常值为12kPa，波动时最高达到40kPa，尤其进入8月份后，波动频度呈逐步增加状态。这种波动一方面导致再生酸性气产量大幅度波动，影响下游硫磺回收装置平稳运行，另一方面对胺液再生效果有较大影响，造成脱硫效果差，产品质量不合格。再生塔压差波动如图1所示。

图1 再生塔差压波动趋势图

3 原因分析

3.1 塔内气相负荷大，酸性气体流量超过设计值

随着加工原油性质的变化，3月份1#溶剂再生系统酸性气量平均在7200Nm3/h，再生塔顶温度处于97℃左右，低于正常温度100℃，且贫胺液硫化氢含量波动较大，高时达到4.77g/L，严重影响各脱硫塔脱硫效果，导致胺脱后产品超标。在5月份催化装置消缺过程中，再生系统处理负荷降至315t/h，酸性气量维持在6500Nm3/h，再生塔顶温度达到正常值100℃左右，贫胺液硫化氢含量平均在1.0g/L，再生塔压差波动频次减少，故气相负荷大是其波动原因之一。

3.2 塔盘部分浮阀卡涩，气相通过率降低

1#溶剂再生系统在2016年大修增上干气、液化气、贫富胺液过滤器之前，由于原料携带焦粉比较严重，导致再生塔塔盘频繁堵塞，再生塔压差出现波动，基本上每一年半时间需对再生塔进行一次停塔检修。故塔盘浮阀堵塞，也是其波动重要原因。

3.3 降液板底端与受液盘上表面垂直距离过小，降低了塔内液相负荷

由于再生塔改造后，设计处理量为348t/h，结合实际运行情况未达到设计值，但塔内气相负荷出现失衡，为解决该问题，联系了某大学教授对该塔进行设计参数核算，发现理论上该塔处理348t/h 富液没有问题，判断是在2020年大修期间，更换部分降液管时，降液板底端与受液盘上表面垂直距离过小，降低了塔内液相负荷，导致其压差波动。

4 制定方案

方案一：1#溶剂再生停塔抢修。

由于1#溶剂再生系统停运后，焦化装置产生的干气、液化气及火炬气脱硫将无胺液使用，因此整体平衡上考虑将2#溶剂再生的胺液通过系统联通线送至1#脱硫，满足脱硫塔正常运行的需求。

在胺液平衡方面，目前全厂贫液循环量约为992t/h，同时溶剂再生产生酸性气约140t/h，富胺液量约为1133t/h。在正常的情况下酸性气体的产量应基本不变。经优化，1#溶剂再生系统停工期间调整负荷短时间内可将贫氨液循环量降至885t/h，可得富胺液量应在1024t/h 左右。按照2#溶剂再生设计能力1080t/h 考虑，从负荷量上考虑2#溶剂再生系统有能力处理。

存在问题，目前1#脱硫310t/h 溶剂再生和2#脱硫再生的联通线不具备胺液互通功能，需上报项目进行生产期间施工；除此之外，若1#再生系统停运抢修，务必要进行两个再生系统的胺液互窜，但由于两个再生胺液质量存在着较大差异，故存在一定安全风险。

方案二：开催化气分装置自备溶剂再生系统。

由于催化气分装置自备溶剂再生系统已经停运将近6年，若进行投用则需对设备进行全面检修，且再生系统开起来后，会增加装置运行成本。

方案三：由2#溶剂再生向1#催化气分装置进行供胺液。

催化气分装置使用胺液量约25t/h，停止1#溶剂再生系统提供贫胺液，改由2#溶剂再生提供，即不会对2#溶剂再生负荷造成太大影响，且系统具备互通流程，可随时进行实施。

经过以上方案对比，决定采用方案三。

5 方案的实施

2#溶剂再生系统提前配置新鲜胺液80～100t；催化气分贫胺液缓冲罐液位控制在30%；关闭1#溶剂再生贫胺液至催化气分边界阀；待催化气分胺液缓冲罐D301 液位降到25%时，打开2#溶剂再生系统贫胺液至催化气分阀门；催化气分胺液缓冲罐液位恢复到45%正常控制，并持续置换系统内胺液5h；然后打开催化气分富胺液至2#溶剂再生系统阀门，同时关闭富胺液至1#溶剂再生系统边界阀门，最后调整操作。

6 实施效果

2021年8月底通过将催化气分装置贫富胺液改为2#溶剂系统提供和处理后，1#溶剂再生系统既实现了降低富液循环量的目的，同时随着酸性气量的减少又降低了再生塔内气相负荷，系统运行至今，再生塔压差一直维持在12kPa 以内，再生贫胺液硫化氢含量控制在1～1.5g/L 之间，胺脱后各产品全部合格。