劉成軍

中石油華東設(shè)計(jì)院有限公司

目前，脫除液化石油氣(以下簡(jiǎn)稱(chēng)LPG)原料中H2S、CO2等無(wú)機(jī)酸性物質(zhì)普遍采用醇胺法，其凈化設(shè)備主要有填料塔、篩板塔、靜態(tài)混合器、纖維膜接觸器等。由于LPG和胺液在靜態(tài)混合器的混合程度較為強(qiáng)烈，需要較長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行沉降，近年來(lái)已很少采用此類(lèi)強(qiáng)混合設(shè)備[1]。采用纖維膜接觸器有利于提高LPG凈化精度、降低胺液循環(huán)量，但也存在纖維束易堵塞、不易清洗、應(yīng)用較少的缺陷。迄今為止，填料塔或篩板塔仍是醇胺法凈化工藝中廣泛使用的設(shè)備。以下將重點(diǎn)探討填料塔、篩板塔設(shè)計(jì)方面的一些內(nèi)容，包括塔徑、塔高、塔內(nèi)件的計(jì)算或估算方法。此外，LPG原料及胺液中的固體雜質(zhì)、表面活性劑、重?zé)N類(lèi)或熱穩(wěn)定性鹽等常引起胺液在LPG抽提塔內(nèi)發(fā)泡，造成產(chǎn)品質(zhì)量不合格，故也探討了為保持LPG抽提塔平穩(wěn)運(yùn)行所采取的進(jìn)料預(yù)處理措施。

流率高、密度小的LPG分散于流率低、密度大的胺液中，兩相有效傳質(zhì)表面積較大；在黏度較大的胺液中分散LPG液滴，LPG液滴在胺液中上升速度較慢，延長(zhǎng)了兩相傳質(zhì)時(shí)間?；谏鲜鲈騕2-3]，LPG抽提塔目前多以L(fǎng)PG為分散相、胺液為連續(xù)相進(jìn)行操作，故以下同樣將LPG作為分散相、胺液作為連續(xù)相進(jìn)行探討。

1 填料塔

在填料塔中，傳質(zhì)比表面積由LPG液滴群提供，由于LPG液滴群在填料中呈折流方式流動(dòng)，這種流動(dòng)方式便于液滴在填料層中不斷被攪動(dòng)和破碎，故其傳質(zhì)效率優(yōu)于篩板塔。填料塔的缺點(diǎn)是當(dāng)流量變化較大時(shí)，LPG夾帶胺液情況比篩板塔嚴(yán)重，且易出現(xiàn)溝流和返混現(xiàn)象，故在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)格外注意。

1.1 填料層高度

文獻(xiàn)[3]指出，無(wú)論采用填料塔還是篩板塔，一般需要2～7塊理論塔板即可滿(mǎn)足LPG凈化的要求。LPG凈化所需散堆填料理論板數(shù)或總傳質(zhì)單元數(shù)可根據(jù)式(1)估算[4]：

NOL=ln(Ci/Co)

(1)

式中：NOL為L(zhǎng)PG凈化所需散堆填料理論板數(shù)或總傳質(zhì)單元數(shù)；Ci為L(zhǎng)PG進(jìn)料中酸性氣摩爾分?jǐn)?shù)，%；Co為L(zhǎng)PG出料中酸性氣摩爾分?jǐn)?shù)，%。

式(1)要求對(duì)H2S和CO2分別計(jì)算，并取計(jì)算結(jié)果的較大值作為L(zhǎng)PG抽提塔的理論板數(shù)或總傳質(zhì)單元數(shù)。

應(yīng)用舉例：某LPG原料中H2S和CO2摩爾分?jǐn)?shù)分別為1.2%和1.5%，經(jīng)LPG抽提塔處理后，要求LPG產(chǎn)品中H2S和CO2摩爾分?jǐn)?shù)分別為0.001%和0.050%。

脫除H2S所需NOL為：

脫除CO2所需NOL為：

故該LPG抽提塔所需理論板數(shù)為7.09。

求出理論板數(shù)或總傳質(zhì)單元數(shù)后，還需要知道等板高度或傳質(zhì)單元高度才能確定填料層高度。由于用于計(jì)算的公式很少或過(guò)于復(fù)雜，一般采用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定。如費(fèi)維揚(yáng)等[5]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，QH-1型填料用于低界面張力體系的液-液萃取時(shí)，其傳質(zhì)單元高度為0.27～0.46 m；而文獻(xiàn)[1]指出，約2.5 m高的散堆填料層相當(dāng)于1塊理論板，蜂窩型格柵填料FG-II型的理論板高度為2～2.5 m。在無(wú)實(shí)際數(shù)據(jù)的情況下，散堆填料的等板高度或傳質(zhì)單元高度可按表1所示的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行取值[2,4]。

表1 散堆填料層的傳質(zhì)單元數(shù)及對(duì)應(yīng)的填料層高度Table 1 Number of mass transfer units and the corresponding height of random packings每段填料層傳質(zhì)單元數(shù)對(duì)應(yīng)的填料層高度/mmΦ25 mm散堆填料Φ40 mm散堆填料Φ50 mm散堆填料1.51340161518902.02195262530802.5302036304270

應(yīng)用舉例：假定某LPG抽提塔計(jì)算的總傳質(zhì)單元數(shù)NOL為8.75，全塔采用Φ40 mm散堆填料，共分5段填料，則每段填料層所需的傳質(zhì)單元數(shù)為8.75/5=1.75，相應(yīng)的填料高度可由表1采用內(nèi)插法求取，即為：

1615 mm+(1.75-1.5)/(2.0-1.5)×(2625 mm-1615 mm)=2120 mm

填料總高度：2120 mm×5=10 600 mm。

表2 填料塔的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)Table 2 Design data of packed columns裝置名稱(chēng)國(guó)內(nèi)外情況LPG流量/(m3·h-1)胺液流量/(m3·h-1)填料高度/mm每段填料高度/mm填料段段數(shù)填料類(lèi)型塔直徑/mmA裝置國(guó)內(nèi)24.9012.5013 25026505FG-II型B裝置國(guó)內(nèi)15.4515.0016 60041504FG-II型C裝置國(guó)內(nèi)101.6033.3514 40036004扁環(huán)2600D裝置國(guó)外333.8485.84914518295鮑爾環(huán)1981E裝置國(guó)外13.639.08975624394HyPak914F裝置國(guó)外22.719.319145Intalox1220

當(dāng)采用規(guī)整填料時(shí)，若其比表面面積、空隙率與散堆填料相同，其填料層高度按比散堆填料低35%進(jìn)行估算。

表2是國(guó)內(nèi)外部分LPG凈化裝置采用填料塔的實(shí)際設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)[1,3]。由表2可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外一般均設(shè)4～5段填料，而國(guó)內(nèi)外的填料總高度相差較大，國(guó)內(nèi)一般為12～18 m，國(guó)外為10 m左右。

另外，設(shè)計(jì)時(shí)為避免塔頂精制LPG產(chǎn)品攜帶胺液，通常在LPG抽提塔頂部擴(kuò)徑，并在擴(kuò)徑段設(shè)置高度為1000～2500 mm的填料層用于兩相分離。目前已有多套裝置采用塔頂擴(kuò)徑和設(shè)置沉降填料的方式，兩相的分離停留時(shí)間在50 min以上，獲得了良好的分離效果。

1.2 塔直徑

填料塔直徑可根據(jù)液泛速度計(jì)算，Laddha等人通過(guò)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)總結(jié)的計(jì)算公式比較簡(jiǎn)單，物理意義比較明確，可較好地用于工程設(shè)計(jì)之中[6]，見(jiàn)式(2)～式(6)。

μcf=μ0(1-2?df)(1-?df)2

(2)

(3)

?df=2/[3+(1+8/LR)0.5]

(4)

μ0=C(apρc/e3gΔρ)-0.5

(5)

D=[(L+V)/(0.785(μc+μd))]0.5

(6)

式中：μcf為連續(xù)相的液泛速度，m/s；μdf為分散相的液泛速度，m/s；?df為液泛時(shí)分散相的存留分?jǐn)?shù)；μ0為特性速度，m/s；LR為分散相與連續(xù)相流量比；ap為填料比表面積，m2/m3；ρc為連續(xù)相密度，kg/m3；e為填料空隙率，%；g為重力加速度，m/s2；△ρ為兩相密度差，kg/m3；L為連續(xù)相流量，m3/s；V為分散相流量，m3/s；C為系數(shù)，分散相向連續(xù)相傳質(zhì)時(shí)為0.820；D為萃取塔直徑，m。

應(yīng)用舉例：某LPG抽提塔采用Φ38 mm QH-l型扁環(huán)填料，其比表面積ap=154.30 m2/m3，e=95%。分散相密度ρd=557 kg/m3，V=27.93×10-3m3/s；連續(xù)相密度ρc=1030 kg/m3，L=7.01×10-3m3/s。將上述數(shù)據(jù)代入式(2)～式(5)，計(jì)算的液泛速度為：μcf=6.56×10-3m/s，μdf=26.43×10-3m/s。

實(shí)際操作流速一般取50%～70%的液泛流速，QH-1填料的空隙率較高，可取上限值，故連續(xù)相流速μc=0.7μcf=4.59×10-3m/s，分散相流速μd=0.7μdf=18.50×10-3m/s，代入式(6)后計(jì)算的萃取塔直徑D=1.39 m。

填料塔直徑也可用比負(fù)荷來(lái)計(jì)算。比負(fù)荷是指單位塔截面積上允許通過(guò)的LPG及胺液流率之和。一般要求比負(fù)荷小于36.7 m3/(h·m2)，但也有文獻(xiàn)分別推薦為24.4 m3/(h·m2)、29.3 m3/(h·m2)和48.8 m3/(h·m2)。建議在LPG中H2S、CO2含量較高、胺液易堵塞的場(chǎng)合，比負(fù)荷取較低值；反之，比負(fù)荷取較高值[7]。

另外，也有資料介紹，可按分散相LPG的空塔線(xiàn)速為0.006～0.009 m/s估算填料塔塔徑[1]。

1.3 分布器

分布器的設(shè)計(jì)對(duì)填料抽提塔的性能具有重要影響。由于液-液兩相密度差小，黏度大，填料抽提塔一般采用排管式等管式分布器，而不采用窄槽式分布器[8-9]。管式分布器噴孔處流速不宜過(guò)高，否則會(huì)造成流體的過(guò)度分散或乳化，甚至?xí)?dǎo)致塔內(nèi)局部液泛；過(guò)低會(huì)大大降低萃取效率。綜合文獻(xiàn)[1]、[2]所提供的數(shù)據(jù)，并根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于中等表面張力體系的LPG抽提塔，LPG和胺液通過(guò)噴嘴的速度可分別設(shè)計(jì)為0.20～0.40 m/s和0.15～0.25 m/s，且胺液通過(guò)噴嘴的速度最大不超過(guò)0.80 m/s。噴嘴孔徑一般取Φ4～8 mm。

1.4 再分布器

液-液萃取軸向返混嚴(yán)重，塔高度有60%～75%用于補(bǔ)償軸向返混引起的不利影響。為此，每段填料層的高度不應(yīng)過(guò)高，建議按2～3 m進(jìn)行設(shè)計(jì)，并在兩相鄰填料層之間設(shè)再分配器，以對(duì)兩相流動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行重新優(yōu)化分配，減小軸向返混[8]。LPG通過(guò)再分布器小孔的速度可設(shè)計(jì)為0.30～0.38 m/s。速度若小于0.15 m/s，會(huì)導(dǎo)致胺液夾帶LPG；速度大于0.38 m/s，會(huì)引起乳化，造成LPG中帶胺[7]。小孔孔徑一般設(shè)計(jì)為Φ4～Φ8 mm，若直徑過(guò)小，同樣會(huì)引起乳化；直徑過(guò)大，會(huì)造成液滴直徑不規(guī)則、不均勻，從而影響傳質(zhì)效果。

圖1是一種典型的再分布器結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的再分布器既起支承作用，又起再分布作用。分散相LPG通過(guò)面板上的小孔進(jìn)入填料床層，而連續(xù)相通過(guò)面板上直徑約為40 mm的降液管向下流動(dòng)，降液管頂部設(shè)十字擋板類(lèi)部件用于防止散堆填料落于塔釜中。

對(duì)應(yīng)于圖1所示結(jié)構(gòu)，分散相LPG進(jìn)料分布器建議優(yōu)先選用NORTON 644型或其等同型式(見(jiàn)圖2)。分布器上設(shè)直徑為20～50 mm垂直向上的多個(gè)升液管，升液管頂部與最底層分散/支承板的降液管底部重疊30 mm，這樣可降低胺液中夾帶LPG的量，同時(shí)避免對(duì)兩相界面產(chǎn)生過(guò)多擾動(dòng)，有利于提高傳質(zhì)效率[10]。

1.5 溶劑循環(huán)量

文獻(xiàn)[1]指出，LPG脫H2S、CO2是伴有化學(xué)反應(yīng)的萃取過(guò)程，溶劑循環(huán)量不但與LPG進(jìn)料流量和H2S、CO2含量有關(guān)，還與萃取要求的最小質(zhì)量流量比有關(guān)。對(duì)于填料塔，溶劑的循環(huán)量不宜小于LPG質(zhì)量流量的30%。文獻(xiàn)[11]要求脫硫溶劑循環(huán)量不宜低于LPG質(zhì)量流量的20%。文獻(xiàn)[2]指出，為防止因返混造成的抽提效率大幅度下降，對(duì)于散堆填料和規(guī)整填料，要求的最低胺液與LPG體積流量比分別為1∶9和1∶6。

2 篩板塔

篩板塔一般在塔內(nèi)按一定的板間距設(shè)置約15塊篩板。篩板上均勻地沖制著許多圓形小孔，用于對(duì)分散相重新聚結(jié)和分散。篩板塔具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于LPG醇胺法凈化裝置中。

篩板塔兩相流動(dòng)狀態(tài)見(jiàn)圖3[12]，其左側(cè)圖形所示胺液為連續(xù)相，LPG為分散相；右側(cè)所示胺液為分散相，LPG為連續(xù)相。與填料塔相比，篩板塔可處理的分散相與連續(xù)相兩相體積流量比的范圍較大，一般為0.5～30。如對(duì)降液管采取特殊設(shè)計(jì)，其處理的兩相體積流量比可高達(dá)70[12]。單溢流篩板塔的最大塔徑一般為3 m，如塔徑大于3 m，應(yīng)采用多溢流塔板。

2.1 篩孔孔徑和過(guò)孔速度

篩孔孔徑大小是篩板塔的重要參數(shù)之一，分散的LPG液滴大小是篩孔直徑和流速的函數(shù)。若篩孔孔徑過(guò)小，則兩相返混的可能性較大，有時(shí)還會(huì)因LPG的表面張力過(guò)大而難以通過(guò)，且篩孔容易堵塞；若篩孔孔徑過(guò)大，雖能減少返混，但由于液滴過(guò)大而導(dǎo)致接觸不良也會(huì)降低塔板效率?？梢?jiàn)篩孔過(guò)大或過(guò)小都對(duì)操作不利?？讖娇砂词?7)計(jì)算[13]：

0.5[δ/(Δρg)]0.5≤dN≤π[δ/(Δρg)]0.5

(7)

式中：δ為兩相界面張力，N/m；dN為篩孔孔徑，m。

胺液和液態(tài)烴的界面張力較小，孔徑宜取計(jì)算值的上限。

通常情況下，篩孔孔徑可設(shè)計(jì)為Φ3～6 mm，但在易結(jié)垢的場(chǎng)合下，孔徑最高可設(shè)計(jì)為Φ12 mm[12]。為防止形成的液滴在上升過(guò)程中再次聚結(jié)成大顆粒液滴，孔間距應(yīng)取3～4倍孔徑，且篩孔呈三角形或矩形排列。

實(shí)踐證明，過(guò)孔速度設(shè)計(jì)為0.15～0.30 m/s可獲得良好的效果。國(guó)內(nèi)某些煉油廠LPG抽提塔的過(guò)孔速度太低，造成分散相流過(guò)篩孔時(shí)形成滴狀流，使塔結(jié)構(gòu)尺寸變大。

2.2 分散相操作線(xiàn)速

目前尚無(wú)計(jì)算分散相液泛流速的成熟方法，文獻(xiàn)[13]認(rèn)為，LPG液滴液泛速度與最大穩(wěn)定液滴速度有關(guān)，如式(8)～式(9)所示：

(8)

μdf=0.08WE

(9)

式中：WE為最大穩(wěn)定液滴速度，m/s。

分散相正常操作流速μd對(duì)于易乳化液態(tài)烴和胺液系統(tǒng)有：

μd=0.6μdf

(10)

在LPG/胺液體系中，當(dāng)用于快速估算塔徑時(shí)，μdf、μd可分別按0.020 m/s、0.012 m/s進(jìn)行取值[3]。

2.3 板間距

板間距與積聚在篩板下方的分散相液層高度有關(guān)。該液層最小高度為分散相克服篩孔摩擦阻力、克服兩相間表面張力及克服浸潤(rùn)在篩板上的連續(xù)相流動(dòng)的影響所需壓頭之和。文獻(xiàn)[13]中已有該液層最小高度的計(jì)算方法，在此不再贅述。

一旦液層高度確定后，降液管高度可取3～5倍的該液層高度，而板間距約為降液管高度的2倍。也有文獻(xiàn)將板間距取為10～12倍的分散相液層高度[2]。裝置實(shí)際板間距多為500～750 mm。

2.4 塔直徑

篩板塔直徑可按分散相的正常操作流速進(jìn)行估算，見(jiàn)式(11)：

D=[4V/(π·K·μd)]0.5

(11)

式中：K為選擇系數(shù)，對(duì)易乳化的LPG/胺液系統(tǒng)可取為0.5～0.6。

應(yīng)用舉例：分散相LPG流量與1.2節(jié)中填料塔的相同，同為V=27.93×10-3m3/s，則采用式(11)計(jì)算的塔徑為：

篩板塔的直徑也可用比負(fù)荷進(jìn)行估算，其方法和取值與填料塔相同，但應(yīng)取較低的比負(fù)荷值。

2.5 分散相進(jìn)料設(shè)置

通常情況下，應(yīng)盡量避免LPG進(jìn)料與胺液在塔釜部位直接接觸，否則就會(huì)造成兩相對(duì)沖，對(duì)兩相界面產(chǎn)生過(guò)多擾動(dòng)，并導(dǎo)致富胺液攜帶過(guò)多的LPG。圖4為一種典型的分散相進(jìn)料設(shè)置方式，圖中W為降液管寬度、HT為板間距、MIN指盡量小的尺寸。

2.6 兩相體積流量比過(guò)低工況

在LPG中H2S、CO2含量很小，但不處理又不能滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范要求的情況下，用于脫除這些酸性物質(zhì)的胺液流量很低，與LPG的體積流量比可能小于1∶9，此時(shí)一般不采用填料塔處理，但可選用特殊結(jié)構(gòu)的篩板塔。圖5所示為一種可處理這種工況的篩板塔結(jié)構(gòu)。

該塔每層塔板均設(shè)入口堰，用于收集自上層塔板來(lái)的胺液，當(dāng)胺液液位達(dá)到入口堰高度時(shí)，胺液就會(huì)溢流至中部的混合傳質(zhì)區(qū)，與自下而上穿過(guò)篩孔的LPG液滴接觸并進(jìn)行傳質(zhì)，然后沿徑向流至出口堰。出口堰為凹形堰，其在篩板以上和以下部分的高度均設(shè)計(jì)為與入口堰高度相同。出口堰用于收集胺液并分離出胺液中夾帶的LPG，然后再由其底部的圓形降液管送至下層塔板的入口堰。LPG在上升過(guò)程中靠重力沉降分離出所攜帶的胺液后進(jìn)入上一層塔板的混合傳質(zhì)區(qū)。

由于胺液流量很低，防止偏流非常重要，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量保持入口堰和出口堰處胺液液位處在同一水平面上；另外不允許在篩板的任何部位發(fā)生胺液泄漏，塔內(nèi)件除人孔外均需焊接相連。

應(yīng)用實(shí)例：某LPG脫硫塔LPG進(jìn)料量為27 300 kg/h，H2S質(zhì)量分?jǐn)?shù)低至137 mg/kg，所需貧胺液量?jī)H為950 kg/h，故該塔采用圖5所示的篩板塔型式，其主要尺寸如下：塔直徑Φ1500 mm，10層篩板，每層篩板設(shè)Φ10 mm篩孔133個(gè)，板間距1500 mm，降液管寬度262 mm，出口堰和入口堰高度300 mm，圓形降液管為DN100 mm的圓管。

3 LPG抽提塔進(jìn)料預(yù)處理

LPG抽提塔在操作過(guò)程中常出現(xiàn)溶液發(fā)泡、內(nèi)件結(jié)垢、設(shè)備腐蝕等問(wèn)題，造成裝置操作不正常、產(chǎn)品質(zhì)量不合格。產(chǎn)生這些問(wèn)題的主要原因是原料和溶劑中存在雜質(zhì)[14-18]。因此，對(duì)原料和溶劑進(jìn)行預(yù)處理至關(guān)重要。

3.1 LPG進(jìn)料聚結(jié)器

設(shè)置LPG進(jìn)料聚結(jié)器的目的在于脫除LPG中的水溶性污染物?？刹捎萌鐖D6所示的聚結(jié)、分離兩級(jí)濾芯結(jié)構(gòu)，這種聚結(jié)器內(nèi)部同時(shí)裝有聚結(jié)濾芯和分離濾芯。欲脫除游離水及水溶性雜質(zhì)的LPG先從底部進(jìn)入含有特殊聚結(jié)材料的聚結(jié)濾芯，并從聚結(jié)濾芯內(nèi)部流向外部，經(jīng)過(guò)過(guò)濾、破乳、聚結(jié)、沉降4個(gè)過(guò)程，將乳化的液體破乳，再將破乳后的小水滴聚結(jié)成大水滴，沉降到殼體底部。部分沒(méi)來(lái)得及沉降的小水滴隨液體流向分離濾芯，分離濾芯由具有良好的憎水性能的特殊材料制成，小水滴被完全有效地?cái)r截在濾芯外面，再次聚結(jié)成大水滴沉降，從而確保有效地脫除水。水及水溶性雜質(zhì)沉降到殼體底部通過(guò)排水閥排出；LPG則由分離濾芯外部流向內(nèi)部，由分離濾芯托盤(pán)匯集，從分離器出口流出[19-21]。

3.2 貧胺液進(jìn)料過(guò)濾系統(tǒng)

建議貧胺液進(jìn)料采用圖7所示的流程進(jìn)行預(yù)處理，即貧胺液分別經(jīng)貧胺液空冷器和后冷器冷卻、貧胺液泵升壓后依次進(jìn)入包括一級(jí)過(guò)濾器、活性炭過(guò)濾器、二級(jí)過(guò)濾器在內(nèi)的過(guò)濾系統(tǒng)將雜質(zhì)脫除后再返回LPG抽提塔循環(huán)利用[22]。

一級(jí)過(guò)濾器是預(yù)過(guò)濾器，其作用是將胺液中較大的固體顆粒等雜質(zhì)過(guò)濾掉，阻止這些顆粒在活性炭床層內(nèi)積聚從而影響活性炭吸附性能。該過(guò)濾器要求的過(guò)濾精度一般為25 μm或以下。

圖7中對(duì)貧胺液進(jìn)行全流量預(yù)過(guò)濾，這樣除了能保護(hù)活性炭床層外，還可最大限度地減少固體顆粒在LPG抽提塔內(nèi)的沉積和結(jié)垢，確保塔內(nèi)件特別是填料不被雜質(zhì)堵塞。

活性炭過(guò)濾器內(nèi)裝活性炭?；钚蕴渴且环N比表面積大、價(jià)廉易得、吸附能力強(qiáng)的多孔性惰性固體吸附劑，能有效地吸附溶于胺液中的污染物，可除去占其自身質(zhì)量5%～10%的可溶性有機(jī)物污染物。貧胺液過(guò)濾所使用的活性炭通常為粒狀或球狀，而不使用粉末狀，因?yàn)榉勰罹哂休^高的阻力，會(huì)使胺液夾帶更多的粉末。

設(shè)置二級(jí)過(guò)濾器的主要目的是過(guò)濾掉胺液中的活性炭粉末，其過(guò)濾精度一般為5 μm。

在進(jìn)行貧胺液進(jìn)料過(guò)濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，需注意或考慮以下幾點(diǎn)[22-23]：

(1)一級(jí)過(guò)濾器、二級(jí)過(guò)濾器應(yīng)優(yōu)先選用濾芯式過(guò)濾器，不推薦選用自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器，這是由于過(guò)濾出的污染物具有很強(qiáng)的黏附力，這些污染物黏附在過(guò)濾元件金屬表面上，采用反沖洗不能有效清除。

(2)由于某些聚酯材料通過(guò)堿水解或氨解與胺溶液發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生降解和溶解物質(zhì)，使過(guò)濾失效，故濾芯不宜使用聚酯材料。

(3)建議由活性炭過(guò)濾器處理的胺液體積流量為貧胺液循環(huán)總量的10%～30%，推薦為15%～25%。當(dāng)進(jìn)入活性炭過(guò)濾器的流量達(dá)不到貧胺液循環(huán)總量的10%時(shí)，去除胺液中可溶解污染物的速度太慢，胺液系統(tǒng)處理效果不太明顯。

(4)為保證過(guò)濾效果，在進(jìn)行一級(jí)過(guò)濾器、二級(jí)過(guò)濾器的設(shè)計(jì)或選型時(shí)，建議每m2濾芯外表面積通過(guò)的最大胺液流量為2.4 m3/h。

(5)在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證胺液在活性炭床層內(nèi)的停留時(shí)間不少于15 min。

(6)活性炭床層橫截面積可按每m2通過(guò)5.0～7.0 m3/h胺液進(jìn)行估計(jì)。

(7)建議活性炭過(guò)濾器按一開(kāi)一備設(shè)計(jì)，活性炭床層壽命按6～12個(gè)月進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(8)活性炭的吸附性既取決于孔隙結(jié)構(gòu)，又取決于其化學(xué)組成。在LPG凈化裝置中，選用活性炭的一般準(zhǔn)則如下：如果LPG進(jìn)料經(jīng)過(guò)高效聚結(jié)器凈化后較清潔，可選用瀝青基球狀或粒狀活性炭，粒度范圍0.60～2.36 mm(8～30目)，這種活性炭?jī)?nèi)分布的大、中、小孔的比例與各種可溶性污染物粒徑分布相匹配；反之，如果LPG進(jìn)料未經(jīng)高效聚結(jié)器凈化且較臟，則選用褐煤基球狀或粒狀活性炭，粒度范圍2.00～4.75 mm(4～10目)，這種活性炭?jī)?nèi)含大孔的比例較大，可更有效地吸附碳?xì)浠衔?、表面活性劑等大分子污染物?/p>

4 結(jié)語(yǔ)

填料塔和篩板塔在工程實(shí)踐中都得到了廣泛應(yīng)用并取得了良好的效果，兩者各有利弊。填料塔效率較高，建議在處理量大、原料中H2S、CO2等含量高的場(chǎng)合優(yōu)先選用，以減小塔徑和設(shè)備投資；篩板塔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建議在胺液與LPG體積流量比較低的工況下選用，以減少返混并保證傳質(zhì)效率不會(huì)大幅度下降。

活性炭過(guò)濾器能有效吸附貧胺液中可溶性有害雜質(zhì)，對(duì)保證裝置穩(wěn)定操作起重要作用，但在以往的設(shè)計(jì)中往往重視程度不夠，選型偏小。建議活性炭過(guò)濾器按一開(kāi)一備設(shè)計(jì)，活性炭床層壽命按6～12個(gè)月進(jìn)行設(shè)計(jì)、經(jīng)活性炭過(guò)濾器處理的貧胺液體積流量為貧胺液總體積流量的15%～25%、胺液在活性炭床層內(nèi)的停留時(shí)間不少于15 min、活性炭床層橫截面積按每m2通過(guò)5.0～7.0 m3/h胺液進(jìn)行設(shè)計(jì)。