優(yōu)化液化氣脫硫操作 降低裝置蒸汽能耗

摘 要：隨著原料油中硫、氮等含量不斷增加，使催化裂化干氣、液化氣中的H2S、CO2、COS、CS2、RSH等大幅度增加，加劇了設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染，必須加以脫除。液化氣脫硫作為液化氣的后續(xù)精制裝置，視原料的變化，選擇合適的操作條件，降低蒸汽能耗，成為催化裂化裝置關(guān)注的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：催化裂化；液化氣脫硫；能耗

1 引言

我廠為處理能力18×104t/a兩段提升管（Ⅰ型）同軸式催化裂化裝置。隨著我廠外購原油的增多，原料油質(zhì)量有所變化，其硫、氮等雜質(zhì)含量不斷增加，使液化氣中的H2S、CO2、COS等大幅度增加，這對(duì)后續(xù)加工等影響很大，加劇了設(shè)備腐蝕和環(huán)境污染，必須加以脫除。液化氣脫硫作為液化氣的后續(xù)精制裝置，如何視原料的變化，選擇合適的操作條件，在保證液化氣產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低蒸汽能耗，逐漸成為催化裂化裝置關(guān)注的重點(diǎn)。

2 現(xiàn)場調(diào)查及分析

山東石大科技集團(tuán)催化裂化裝置所采用的脫硫工藝為典型的濕法脫硫即醇胺法脫硫，采用的脫硫劑為N-甲基二乙醇（MDEA），規(guī)模為1.2萬t/a。含硫液化氣自穩(wěn)定系統(tǒng)進(jìn)入液化氣脫硫塔（T401）下部，自下而上地與從R402用P402打入T401頂部來的貧MDEA溶液進(jìn)行逆向接觸，液化氣中的H2S即被溶液吸收，凈化后的液化氣自塔頂出去，至R405分離出其攜帶的少量溶劑后送至罐區(qū)。T401底吸收了H2S的富MDEA溶液經(jīng)換熱及過濾（濾401）后進(jìn)入溶劑再生塔（T402）頂部，塔底富液由重沸器提供熱量，由于重沸器的加熱及汽提作用，富液中的H2S被解析出來，與水蒸氣一起從T402頂出來，經(jīng)冷凝器冷凝后進(jìn)入R404分離，冷凝的酸性水經(jīng)P405打到T402頂作冷回流，酸性氣出裝置去火炬區(qū)。解析后的貧液由T402底經(jīng)換熱冷卻后進(jìn)入R402循環(huán)使用。

3 脫硫效果及能耗的影響因素

3.1 脫硫劑的種類

國內(nèi)常用的脫硫溶劑主要有：MEA、DEA、DIPA和MDEA等，不同的溶劑基于其物理性質(zhì)的不同，導(dǎo)致其再生所需蒸汽能耗相差甚大，我廠采用MDEA溶劑。

MDEA對(duì)硫化氫具有很好的選擇性，對(duì)有機(jī)硫和氧氣都不敏感，對(duì)二氧化碳的吸收能力較MEA、DEA都差，對(duì)提高硫回收率非常有利。該脫硫劑呈弱堿性，與二氧化碳反應(yīng)的產(chǎn)物不易降解，對(duì)設(shè)備腐蝕性較小。其濃度可以 較高，一般為35%（W）左右，同時(shí)由于濃度的提高，循環(huán)量大大降低，此外MDEA與硫化氫和二氧化碳的反應(yīng)熱較小，易再生，使脫硫裝置的水、電、蒸汽能耗顯著降低。

3.2 脫硫劑的濃度

脫硫劑濃度大小直接影響脫硫效果，在一定范圍內(nèi)，脫硫劑濃度高，脫硫效果好，反之則相反。但也不能無限制地增加濃度，應(yīng)該有一最佳濃度，主要原因是當(dāng)濃度增加時(shí)，脫硫劑循環(huán)量隨之下降，脫硫塔的液相負(fù)荷降低，影響液-液接觸，給操作帶來困難，同時(shí)，富液中硫含量增加，對(duì)設(shè)備的腐蝕液隨著增加，另外，濃度高時(shí)，起泡明顯液化氣和溶劑不易分離，液化氣中攜帶胺液嚴(yán)重。

3.3 脫硫劑循環(huán)量

循環(huán)量增加，即進(jìn)料/脫硫劑減少，脫硫效果好，反之則相反。在滿足脫硫效果的同時(shí)應(yīng)該盡量降低循環(huán)量，因?yàn)檠h(huán)量的降低使泵的動(dòng)力消耗下降，可適應(yīng)原料量增加或原料硫含量增大的變化，同時(shí)也可減少溶劑再生塔的蒸汽加熱負(fù)荷，降低裝置能耗。

3.4 脫硫塔的壓力和溫度

低溫、高壓有利于吸收的進(jìn)行，因此我裝置脫硫塔的操作壓力一般在1.0MPa左右，T401塔頂溫度一般在30℃～40℃左右，否則脫硫劑與液化氣易形成乳化液，造成大量脫硫劑流失，影響裝置安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行。

3.5 溶劑再生效果

液化氣脫硫的吸收-再生過程為可逆過程，吸收了H2S的脫硫劑在較高的溫度下發(fā)生解析，從而再生成貧液，再生效果越好則貧液的脫硫效果越好。影響再生效果的因素主要是再生塔底溫度，溫度越高則再生效果越好，同時(shí)蒸汽能耗也隨之增大。

從上述的脫硫效果影響因素的分析中不難看出，脫硫工藝的主要操作條件是：脫硫劑濃度、脫硫劑的循環(huán)量、吸收溫度、壓力、脫硫劑的再生溫度及壓力等。

4措施及效果

結(jié)合液化氣脫硫裝置蒸汽用量的計(jì)算分析，在滿足液化氣質(zhì)量的前提下盡可能降低蒸汽用量，必須考慮的因素包括：脫硫劑濃度，脫硫劑循環(huán)量、T401壓力、T401頂溫、T402壓力、T402底溫、T402頂回流量及T402底液位等。由于影響因素多，為降低實(shí)驗(yàn)工作量，我們采用正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行分析。結(jié)合裝置的實(shí)際情況對(duì)現(xiàn)有操作進(jìn)行優(yōu)化。保證液化氣產(chǎn)品合格的情況下，不考慮原料性質(zhì)影響因素，依次對(duì)溶劑循環(huán)量、塔402低溫、溶劑濃度進(jìn)行了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。溶劑濃度在25%的基礎(chǔ)上溶劑循環(huán)量由6500 kg/h依次降為6000kg/h、5500kg/h、5000kg/h，塔402低溫由過去的122℃降為120℃。

通過本裝置的脫硫系統(tǒng)優(yōu)化操作，降低了蒸汽能耗，最大每年可節(jié)省約350t蒸汽。當(dāng)然，受溶劑損耗注水造成溶劑濃度降低及原料油硫含量不定的影響，為保證產(chǎn)品質(zhì)量各項(xiàng)操作參數(shù)在此基礎(chǔ)上需適當(dāng)上調(diào)各項(xiàng)指標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]林世雄.石油煉制工程[M].石油工業(yè)出版社，2000：317.

[2]宋天民.煉油廠靜設(shè)備[M].中國石化出版社，2005：116-129.

[3]馬秉騫.煉油設(shè)備基礎(chǔ)知識(shí)[M].中國石化出版社，2003：177-209.

作者簡介：王雷雷（1983-），男，山東東營人，本科，研究方向：石油煉制方向。endprint