气体脱硫装置胺液损失的原因及对策

2023-02-12

前言:

锦西石化分公司催化气分车间气体脱硫装置设计能力为2万吨/年, 包括13.5万吨/年的液态烃和6.5万吨/年的干气, 原料来源于本厂的催化二套装置。所使用的胺液前期为二异丙醇胺, 后期为N-甲基二乙醇胺, 浓度均为25%。在生产实际中, 发现干气脱硫塔胺液损失很严重, 每天损失25%的胺液约0.5吨, 按照2007年脱硫装置开工365天, 处理量157680吨计算, 胺耗为0.289Kg/t (胺耗按照纯胺液计算) , 而全国同类装置胺耗平均为0.151Kg/t, 胺耗最低的仅为0.08Kg/t, 显而易见, 差距是十分明显的。为此, 详细地分析了胺液损失的主要原因, 提出了降低胺耗的具体措施。

一、胺液损失的原因

1. 胺的夹带损失

干气脱硫塔的雾沫夹带是造成胺液损失的主要原因。胺的夹带损失主要原因有:

(1) 气体吸收塔直径偏小;

(2) 塔板操作压力偏低;

(3) 塔板操作处在液泛点;

(4) 塔板堵塞;

(5) 分布器尺寸偏小或堵塞;

(6) 防溅板和破沫网损坏。

2. 胺的发泡损失

在生产过程中, 由于以下原因, 会出现溶液发泡, 造成胺液损失:

(1) 原料中有某些气体如CO2、O2、HCN等与胺液进行了不可逆的反应;

(2) 胺液溶解了过量的烃;

(3) 胺液浓度过大, 相当于杂质相对含量增加;

(4) 原料气体携带有机酸类;

(5) 溶液中含有无机化合物, 配制溶液用水不净;

(6) 溶液内有胺的降解物, 如硫代硫酸和挥发性酸类。

3. 胺的蒸发损失

由于二异丙醇胺和N-甲基二乙醇胺的饱和蒸汽压较小, 因此无论是脱硫塔, 还是再生塔以及闪蒸罐都会有一些蒸发损失。

4. 胺的热降解损失

二异丙醇胺和N-甲基二乙醇胺在通常使用的再生温度下对热降解是稳定的, 但温度过高, 就会发生分解, 破坏分子结构, 变成其它性质的衍生物, 这种产物具有腐蚀性, 且不能中和。这在实际操作中是经常遇到的, 特别是操作不稳时更为突出。

5. 胺的化学降解损失

二异丙醇胺和N-甲基二乙醇胺与液态烃和干气中的有机硫以及二氧化碳起反应并生成热稳定性的盐类, 从而使一部分胺液消耗掉。

二、降低胺耗的具体措施

针对本装置出现的具体情况, 根据胺液消耗的途径, 可以采取相应的技术措施, 来达到降低胺耗的目的。

1. 降低胺的夹带损失

胺液较高的夹带损失主要是由于气速高于设计值或操作压力较低而引起的。由于本装置干气脱硫塔设计压力偏低, 仅为0.79Mpa, 操作压力为0.65Mpa, 而其它炼厂的同类装置干气脱硫塔设计压力基本都在1.6Mpa左右, 其操作压力为1.2Mpa。由于操作压力偏低, 因此造成干气脱硫塔气速明显偏高, 胺的夹带损失增大。因此, 可以采取以下措施:

(1) 因目前干气脱硫塔设计压力只有0.79Mpa, 最有效的措施是更换干气脱硫塔, 提高压力等级到1.6Mpa, 将目前操作压力由0.65Mpa提高到1.2Mpa左右, 以降低干气流速, 减少胺液携带量。

(2) 在干气脱硫塔顶增设旋风分离器以分离干气中夹带的胺液;

(3) 对携带出的少量胺液, 在干气出装置线上增设聚结器来分离和回收胺液;

2. 降低胺的发泡损失

(1) 为杂质较多的干气和液态烃增设原料过滤器, 以免原料中的杂质引起发泡;

(2) 控制好干气温度和贫液温度, 使贫液入塔温度较干气温度高5-6℃, 减少烃类溶解;

(3) 加强溶液的过滤, 采用活性炭过滤可脱除一些发泡剂, 如冷凝的烃、胺降解的产物以及有机酸;

(4) 开好再生釜, 不断清除溶液中胺的降解物;

(5) 定期加适量阻泡剂;

(6) 配制合适的胺液浓度, 一般以22-27%为好;

(7) 搞好解吸塔的平稳操作, 提高贫液质量。

3. 降低胺的蒸发损失

胺的蒸发损失与操作条件 (温度、压力及胺的浓度) 有关。发生蒸发损失的部位主要在吸收塔、再生塔和闪蒸罐, 再生塔顶回流一般含胺1-5%, 酸性气流量比进入吸收塔气量小得多, 因此再生蒸发损失很小, 为此, 可以采取以下技术措施:

4. 降低胺的热降解损失

(1) 要严格控制解吸塔底温度, 不要过高, 一般在115-120℃, 就可以满足生产上的需要;

(2) 要严格控制好重沸器蒸汽温度, 在生产允许的情况下尽可能用低温饱和蒸汽加热, 一般以130-140℃为宜;

5. 降低胺的化学降解损失

主要是往胺液中加入少量的强碱, 可以减少化学降解, 其原理如下:CO2与胺液反应有两种方式, 一种是直接与胺反应生成恶唑丙酮;另一种是CO2首先溶于水, 发生水合反应, 生成碳酸, 生成的碳酸又可以电离成H+和CO32-

而后胺分子吸入一个H+离子又与CO32-离子结合, 生成一个不稳定的盐, 即 (R2NH2) 2CO3, 当向胺液中加入微量的强碱后, 在OH-离子作用下, 促进了CO2与水的水合作用, 这样就加快了2R2NH+CO2+H2O→← (R2NH2) 2CO3反应进行。因此就减少了胺液直接与CO2起反应, 降低了降解损失。