史 波 王永輝 劉建明（中國(guó)石油呼和浩特石化公司，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070）

1 項(xiàng)目來(lái)源與背景

從天然氣、干氣等工業(yè)氣流中脫除硫化氫，二氧化碳等酸性組分，醇胺法工藝是應(yīng)用最廣泛的工藝。煉油脫硫工藝的基本過(guò)程是利用水溶性烷基醇胺吸收硫化氫和二氧化碳等酸性氣反應(yīng)，生成溶劑化烷基醇胺鹽，然后通過(guò)加熱汽提使反應(yīng)逆向進(jìn)行，生成溶劑化烷基醇胺鹽，然后通過(guò)加熱汽提使反應(yīng)逆向進(jìn)行。隨著人們對(duì)氣體脫硫裝置重要性認(rèn)識(shí)的不斷提高，對(duì)溶劑胺質(zhì)量管理也越來(lái)越重視，胺液凈化再生工藝被廣泛應(yīng)用。

胺液中的雜質(zhì)主要包括固體懸浮物、烴類(lèi)物質(zhì)、熱穩(wěn)態(tài)鹽和降解產(chǎn)物，這些雜質(zhì)的存在會(huì)引起胺的發(fā)泡，增加胺及蒸汽的消耗，影響胺液吸收效果，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量，加速裝置腐蝕，引起管線(xiàn)、設(shè)備堵塞，從而影響裝置的正常運(yùn)行。因此在5 0 0 0噸/年硫磺回收單元應(yīng)用了胺液在線(xiàn)凈化技術(shù)。

2 胺法脫硫工藝原理與熱穩(wěn)定鹽危害

胺法脫硫技術(shù)，是采用用濃度為2 0%～3 0%的N-甲基二乙醇胺溶液（M D E A）作脫硫劑，分別在液態(tài)烴抽提塔、干氣脫硫塔、循環(huán)氫脫硫塔和硫磺回收尾氣脫硫塔內(nèi)，脫除液態(tài)烴、干氣、循環(huán)氫和尾氣中的H2S等氣體，脫硫后的富液經(jīng)過(guò)溶劑再生系統(tǒng)，再生后的貧液經(jīng)冷卻后循環(huán)使用，再生塔頂出來(lái)的酸性氣經(jīng)冷卻、分離后去硫磺回收裝置。為了保持溶劑清潔，自上游裝置來(lái)的富液先經(jīng)袋式機(jī)械過(guò)濾器，然后在出裝置貧液泵出口設(shè)置活性炭過(guò)濾器和袋式過(guò)濾器，但此類(lèi)過(guò)濾凈化設(shè)施僅去除機(jī)械雜質(zhì)且效率低，長(zhǎng)周期運(yùn)行難度大、效果差，無(wú)法徹底去除系統(tǒng)中存在的各種雜質(zhì)，整個(gè)胺液系統(tǒng)存在污染嚴(yán)重、能耗高、脫硫效果差等現(xiàn)象。也影響到了胺液的有效載荷，隨著污染物（主要為熱穩(wěn)定鹽）的積累，進(jìn)而影響到產(chǎn)品質(zhì)量、再生效果、換熱效率。

圖1 SSU工藝單元流程示意圖

一直以來(lái)，溶劑胺質(zhì)量的控制成為一個(gè)重要難題。氣體脫硫處理工藝中，當(dāng)氣液中較強(qiáng)的酸性組分與胺液生成的鹽在解吸塔加熱條件下不能分解時(shí)，胺液就不能用加熱來(lái)再生，這類(lèi)鹽就是熱穩(wěn)鹽。由于與熱穩(wěn)胺鹽陰離子相同摩爾數(shù)的溶劑胺被束縛（被質(zhì)子化）而不能與酸性氣體反應(yīng)，裝置處理能力降低，所以在舊裝置中，就會(huì)出現(xiàn)液化氣帶液，影響罐區(qū)液化氣質(zhì)量，而且每天需要壓液，增加了工作強(qiáng)度的同時(shí)，更加增強(qiáng)了危險(xiǎn)性，因?yàn)橛械臅r(shí)候就會(huì)壓出液化氣，給裝置增添了巨大的隱患。

3 胺液在線(xiàn)凈化設(shè)施作用與工藝原理介紹

為了解決胺液中熱穩(wěn)定鹽，在新硫磺回收裝置中胺液再生單元就增添了胺液在線(xiàn)凈化設(shè)施，該設(shè)備可以在線(xiàn)連續(xù)脫除胺液中的熱穩(wěn)鹽，解決了脫硫裝置腐蝕問(wèn)題，減少設(shè)備投資及裝置維修工作量和費(fèi)用；降低裝置操作成本，有利于裝置平穩(wěn)運(yùn)行。脫硫裝置的性能、故障以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等與溶劑胺純度的變化有著密切關(guān)系，5 0 0 0噸/年硫磺回收裝置胺液再生單元采用陰離子交換技術(shù)，把含熱穩(wěn)鹽陰離子（如硫代硫酸根、硫酸根、硫氰根、甲酸根、草酸根、氯離子）的貧溶劑通過(guò)陰離子交換樹(shù)脂床，以O(shè) H-交換熱穩(wěn)鹽陰離子，除去胺液中的熱穩(wěn)鹽陰離子，還原溶劑胺，達(dá)到胺液凈化的目的。當(dāng)樹(shù)脂完全被交換時(shí)，用強(qiáng)堿對(duì)樹(shù)脂床進(jìn)行再生，再生后的樹(shù)脂床循環(huán)使用。采用的專(zhuān)利離子交換樹(shù)脂具有較強(qiáng)的抗氨基酸和硫氰酸根中毒的能力。離子交換樹(shù)脂抗污染能力強(qiáng)，使用周期長(zhǎng)，在經(jīng)濟(jì)效益上大大降低運(yùn)行成本，并且與其他煉廠達(dá)到同步效益。本裝置胺液在線(xiàn)凈化設(shè)施采用胺凈化S U U系統(tǒng)。

表1 液胺凈化設(shè)備HT-825A的試驗(yàn)結(jié)果

以下為我廠采用新型的胺液凈化再生設(shè)備進(jìn)行胺液凈化試驗(yàn)，達(dá)到了較好的效果。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)上述結(jié)果表明：（1）胺液中熱穩(wěn)態(tài)鹽有較大程度的下降，處理后的脫硫劑質(zhì)量有所提高；（2）降低裝置的腐蝕速率，熱穩(wěn)態(tài)鹽下降后，裝置無(wú)腐蝕泄露點(diǎn)；（3）提高胺液的處理能力，溶劑酸性氣體吸附能力有所提高；（4）減少發(fā)泡，可以不使用消泡劑，脫硫系統(tǒng)系統(tǒng)操作平穩(wěn)，減少由于發(fā)泡造成的胺液跑損；（5）延長(zhǎng)過(guò)濾器的使用周期，脫除熱穩(wěn)鹽到控制指標(biāo)后，腐蝕速率下降，腐蝕產(chǎn)物減少，過(guò)濾器的更換周期延長(zhǎng)。

從經(jīng)濟(jì)效益上看，該方法每次轉(zhuǎn)產(chǎn)停車(chē)可直接減少?gòu)U水產(chǎn)出量4 8立方米，每次轉(zhuǎn)產(chǎn)可節(jié)約用于處理廢水的時(shí)間2 0 h，極大地提高了經(jīng)濟(jì)效益和工作效率，解決了裝置轉(zhuǎn)產(chǎn)時(shí)連續(xù)產(chǎn)生大量倒空廢水的問(wèn)題。

4 預(yù)計(jì)項(xiàng)目年節(jié)約成本

（1）從安全角度出發(fā)，在2 0 1 0年下半年舊催化液化氣、干氣脫硫裝置出現(xiàn)液化氣帶液和液化氣中H 2 S含量超標(biāo)情況，所以就需要操作人員去現(xiàn)場(chǎng)人工排凝，這不僅增加了勞動(dòng)強(qiáng)度，更增加了危險(xiǎn)性。由于排凝管線(xiàn)較粗，在排凝過(guò)程中就存在液化氣跑損的情況，極易發(fā)生閃爆、液化氣中毒和凍傷等傷害，給操作人員造成巨大的心理壓力，所以，這種情況產(chǎn)生了巨大的安全隱患，這個(gè)價(jià)值是難以用金錢(qián)來(lái)衡量的。

（2）從環(huán)保角度出發(fā)，液化氣中含有H2S，嚴(yán)重危害到人身安全和周邊環(huán)境，環(huán)保要求作為硫磺回收裝置的重中之重，從根本上解決了胺液中熱穩(wěn)定鹽超標(biāo)、溶劑發(fā)泡、腐蝕嚴(yán)重、產(chǎn)品質(zhì)量不合格等問(wèn)題。

（3）從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，在舊催化液化氣、干氣脫硫裝置中，由于出現(xiàn)液化氣帶液情況，這就需需要人工排凝，過(guò)去半年，平均每?jī)商炫拍淮?，每天排凝大約2 0 0 k g，按七個(gè)月算總共2 1 0天，而胺液的市場(chǎng)價(jià)格是1 8 0 0 0元/噸，所以胺液在過(guò)去半年的損耗量大約是：0.2×2 1 0÷2×1 8 0 0 0=3 7.8萬(wàn)元。

由于液化氣帶液，嚴(yán)重影響了液化氣罐區(qū)的質(zhì)量，造成液化氣出廠問(wèn)題，這造成的損失是巨大的，在液化氣罐區(qū)出現(xiàn)帶液情況后，液化氣出廠出現(xiàn)滯留現(xiàn)象，罐區(qū)承受負(fù)荷大，營(yíng)銷(xiāo)調(diào)運(yùn)壓力大。液化氣的損失情況按一個(gè)月算，平均液化氣每天銷(xiāo)售4 0 0噸，合格液化氣每噸的價(jià)格是5 0 0 0元左右，不合格液化氣每噸的價(jià)格是4 5 0 0元左右，那么液化氣帶液造成的一個(gè)月的損失是：3 0×4 0 0×（5 0 0 0-4 5 0 0）=6 0 0萬(wàn)元。由于胺液中熱穩(wěn)定鹽含量增加，導(dǎo)致再生塔負(fù)荷增大，再生塔底蒸汽流量消耗增加1 t/h，每年可以節(jié)約0.3噸蒸汽8 4 0 0 t。液化氣不合格，會(huì)導(dǎo)致聚丙烯，M T B E的生產(chǎn)出現(xiàn)障礙，并且液化氣回?zé)捫枰哪芎?，浪費(fèi)了能源。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在硫磺回收裝置系統(tǒng)的運(yùn)行，胺液在線(xiàn)凈化設(shè)施去除熱穩(wěn)定鹽取得良好效果。從裝置投用至今，在增強(qiáng)胺液對(duì)硫化氫吸收，胺液發(fā)泡頻次，減少胺液損失方面起到良好作用，取得良好經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，該設(shè)備自動(dòng)化程度高，極大減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。該技術(shù)領(lǐng)先，使用周期長(zhǎng)，具有良好使用價(jià)值。

[1]J.Shao，陸僑治.解決胺廠操作問(wèn)題的最新進(jìn)展-利用AmiPur在線(xiàn)去除熱穩(wěn)態(tài)鹽[J].石油與天然氣化工，2003.

[2]劉志敏.填料塔在化工中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].遼寧化工，1992.

[3]段良偉.MIP-CGP反應(yīng)過(guò)程數(shù)學(xué)模型研究[D].上海：華東理工大學(xué)，2013.