溶劑再生裝置的生產(chǎn)波動調(diào)整及操作優(yōu)化

王清鵬，張玉顯，李維進(jìn)

（中國石油廣西石化公司，廣西 欽州 535008）

1 裝置概況

醇胺法溶劑再生裝置的原理，是利用MDEA溶劑在低溫時(shí)吸收H2S，在較高溫度下解吸，再用汽提蒸汽脫除富胺液中的H2S，使之成為貧胺液，供循環(huán)使用。某石化公司溶劑再生裝置主要是為上游的蠟油加氫裂化、柴油加氫精制、柴油加氫改質(zhì)以及重油催化裂化等裝置提供貧胺液。貧胺液在上游各裝置選擇性地吸收H2S后變?yōu)楦话芬?，回到溶劑再生裝置，先進(jìn)入閃蒸罐閃蒸脫除輕烴，再進(jìn)入再生塔，經(jīng)過高溫解析后再變?yōu)樨毎芬骸Ｘ毎芬簭乃着懦龊螅蓹C(jī)泵送往貧胺液儲罐，再由機(jī)泵送往上游裝置循環(huán)使用。解析產(chǎn)生的含有H2S組分的酸性氣由塔頂抽出，作為原料送至硫磺回收裝置（圖1）。

圖1 溶劑再生裝置工藝流程圖

2 生產(chǎn)波動及操作的調(diào)整優(yōu)化

2.1 富胺液帶烴

富胺液從上游來之后，首先進(jìn)入閃蒸罐，若富胺液攜帶有大量的輕烴，會在閃蒸罐內(nèi)瞬間降壓進(jìn)行閃蒸，造成閃蒸罐的壓力急速上漲。此時(shí)閃蒸罐壓控閥會自動開大以穩(wěn)定閃蒸罐的壓力。如果閃蒸不徹底，輕烴會隨著富胺液進(jìn)入再生塔，引起再生塔的操作波動。

2.2 富胺液帶油

若富胺液中含有大量的凝縮油，因在閃蒸罐內(nèi)無法進(jìn)行閃蒸，會隨著胺液進(jìn)入再生塔。在加熱的條件下，凝縮油從胺液中快速分解溢出，隨著塔頂酸性氣抽出而進(jìn)入硫磺回收裝置。此時(shí)酸性氣的含烴量增大，導(dǎo)致硫磺生產(chǎn)波動，嚴(yán)重時(shí)會產(chǎn)生黑硫磺，甚至導(dǎo)致煙氣的SO2超標(biāo)。

本裝置在生產(chǎn)過程中多次出現(xiàn)因富胺液帶油、帶烴而引起的生產(chǎn)波動。當(dāng)富胺液閃蒸罐的壓控閥門快速開大，從不到10%迅速開大到80%，再生塔壓力上漲且酸性氣量增大，說明上游富胺液含油帶烴嚴(yán)重，造成富胺液汽提后所產(chǎn)的酸性氣帶烴嚴(yán)重。酸性氣進(jìn)入硫磺回收裝置，會造成過程尾氣中的有機(jī)硫含量過高，尾氣焚燒后排放，會導(dǎo)致排放煙氣中的SO2含量快速上升，從230mg·m-3快速上漲至325 mg·m-3左右。

2.3 操作波動的調(diào)整

發(fā)生生產(chǎn)波動后，操作人員在現(xiàn)場對富胺液進(jìn)行了采樣。采樣時(shí)發(fā)現(xiàn)，富胺液攜帶有較多的輕質(zhì)油。經(jīng)化驗(yàn)分析，輕質(zhì)油的相關(guān)數(shù)據(jù)見表1。

表1 富胺液中輕質(zhì)油的分析結(jié)果

富胺液含油帶烴時(shí)，閃蒸罐壓力會急劇上漲，導(dǎo)致壓控閥無法及時(shí)將閃蒸出的烴類組分排出。帶烴富胺液進(jìn)入再生塔，會造成再生塔壓力的異常升高和酸性氣氣量的增加，且?guī)N量較多，嚴(yán)重影響了硫磺回收裝置的正常運(yùn)行。波動發(fā)生后，操作人員應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，盡最大努力恢復(fù)正常生產(chǎn)，且保證排放煙氣中SO2含量不超標(biāo)或最大限度減少超標(biāo)時(shí)間。相關(guān)的調(diào)整步驟如下：

1）將閃蒸罐的壓控閥及時(shí)改到手動控制狀態(tài)且開到最大開度，將富胺液閃蒸后產(chǎn)生的烴類組分最大限度地排放至輕烴火炬管網(wǎng)，以降低進(jìn)塔的富胺液攜帶的輕烴量，減少酸性氣中的輕烴組分。降低閃蒸罐的壓力有利于輕烴組分閃蒸，因此在正常生產(chǎn)時(shí)，閃蒸罐壓控閥的壓力應(yīng)設(shè)定為0.05MPa且設(shè)定為自動控制狀態(tài)，以確保進(jìn)塔富胺液不帶烴。

2）提高閃蒸罐的液位至罐內(nèi)脫油隔板的位置，及時(shí)對富胺液進(jìn)行脫油操作。富胺液進(jìn)入閃蒸罐后，所含的輕油組分在液面的最上部，提高液位進(jìn)行脫油操作，能及時(shí)快速地脫出凝縮油組分，保證進(jìn)入再生塔的富胺液不含油，穩(wěn)定再生塔的生產(chǎn)工況。

3）適當(dāng)降低再生塔塔底重沸器的加熱蒸汽量，暫時(shí)確保再生塔的工況可控，防止出現(xiàn)沖塔現(xiàn)象及酸性氣氣量的大幅上漲。當(dāng)富胺液的帶烴量減少后，再逐漸回復(fù)正常蒸汽量。

4）及時(shí)適量增大制硫爐的配風(fēng)，保證酸性氣所攜帶的烴類組分能完全燃燒。酸性氣帶烴進(jìn)入制硫爐后若不能完全燃燒，會導(dǎo)致制硫催化劑的表面積碳，活性降低，H2S的轉(zhuǎn)化率下降，系統(tǒng)壓降增大，產(chǎn)生黑硫磺等惡性現(xiàn)象。所以及時(shí)調(diào)整制硫爐配風(fēng)是關(guān)鍵操作，但調(diào)節(jié)的同時(shí)要關(guān)注反應(yīng)器溫度，防止超溫[1]。

5）及時(shí)匯報(bào)生產(chǎn)調(diào)度并與上游相關(guān)裝置取得聯(lián)系，查明含油帶烴的原因并及時(shí)消除，從根本上解決問題。平時(shí)應(yīng)與上游裝置定期溝通，嚴(yán)格管控富胺液的質(zhì)量。

3 胺液凈化系統(tǒng)正常運(yùn)行的措施

貧胺液在正常的生產(chǎn)過程中是循環(huán)使用的，因此在長期的使用過程中，貧胺液自身會發(fā)生降解，同時(shí)貧胺液會攜帶外來雜質(zhì)，對胺液造成污染，導(dǎo)致貧胺液內(nèi)形成了不能被熱再生的鹽，主要有氨基酸鹽、草酸鹽、乙酸鹽等，這些鹽類統(tǒng)一稱為熱穩(wěn)定鹽。熱穩(wěn)定鹽在胺液中逐漸積累，會給胺液系統(tǒng)帶來一系列問題，如降低貧胺液對酸性氣體的吸附能力、增加胺液損失、堵塞富胺液過濾器、胺液嚴(yán)重發(fā)泡、造成設(shè)備嚴(yán)重腐蝕等，因此降低和去除胺液中的熱穩(wěn)定鹽，對提高胺液質(zhì)量有很大的幫助[2]。

溶劑再生裝置主要是通過胺液凈化系統(tǒng)來降低和去除胺液內(nèi)的熱穩(wěn)定鹽。胺液凈化系統(tǒng)不僅能過濾掉胺液中的懸浮固體雜質(zhì)，還能去除胺液內(nèi)的熱穩(wěn)定鹽，因此保證胺液凈化系統(tǒng)的正常運(yùn)行非常重要。裝置應(yīng)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，制定合理的凈化模式，保證凈化效果。

1）根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，對胺液凈化系統(tǒng)設(shè)定合理的啟動時(shí)間及運(yùn)行周期。按照規(guī)定，貧胺液內(nèi)熱穩(wěn)定鹽的控制指標(biāo)為不大于2%（表2），同時(shí)胺液凈化系統(tǒng)的部分參數(shù)是可以自助設(shè)定的，因此在正常的生產(chǎn)過程中應(yīng)定期對胺液采樣分析，以化驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行周期，以保證胺液的凈化效果，提高胺液質(zhì)量，同時(shí)達(dá)到降低能耗的目的。

表2 貧胺液熱穩(wěn)定鹽控制指標(biāo)

2）操作人員巡檢時(shí)，應(yīng)對胺液凈化系統(tǒng)進(jìn)行檢查，以確保胺液凈化系統(tǒng)的正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有生產(chǎn)隱患或故障停車時(shí)，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)并聯(lián)系相關(guān)人員，以消除隱患和處理故障，并盡快恢復(fù)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

4 系統(tǒng)優(yōu)化操作后的效果

富胺液在再生塔內(nèi)進(jìn)行加熱汽提解析的過程，主要的能耗包括0.35MPa蒸汽、電和循環(huán)水。在正常的操作過程中，持續(xù)對裝置采取了一系列的優(yōu)化措施，在保證貧胺液質(zhì)量合格的情況下，裝置能耗大幅降低，節(jié)約了生產(chǎn)成本。

1）根據(jù)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，適當(dāng)降低了0.35MPa蒸汽的用量。0.35MPa蒸汽是汽提過程中富胺液的加熱熱源。通過重沸器，0.35MPa蒸汽將富胺液加熱到115℃以上，富胺液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將H2S解析出來，合格的貧胺液內(nèi)，H2S的含量控制指標(biāo)為不大于1g·L-1（表3）。對化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再結(jié)合實(shí)際的操作經(jīng)驗(yàn)，在保持塔頂回流量不小于11t·h-1的前提下，對0.35MPa蒸汽的用量進(jìn)行優(yōu)化，貧胺液的質(zhì)量完全合格，能耗由設(shè)計(jì)值的0.12t蒸汽·(t富胺液)-1，降低為0.095t蒸汽·(t富胺液)-1，每年節(jié)約蒸汽大約10萬t，有效控制了生產(chǎn)成本。

表3 貧胺液的控制指標(biāo)

2）根據(jù)操作條件和天氣的變化，及時(shí)啟?？绽?，調(diào)節(jié)變頻空冷的轉(zhuǎn)速。溶劑再生裝置的電耗主要來自機(jī)泵以及空冷器的運(yùn)行。當(dāng)操作條件或氣溫變化較大時(shí)，及時(shí)啟停空冷器或者調(diào)節(jié)變頻空冷的轉(zhuǎn)速，對節(jié)約電耗有很大的幫助。裝置正常運(yùn)行時(shí)，操作人員若發(fā)現(xiàn)介質(zhì)溫度超過控制指標(biāo)時(shí)，外操應(yīng)及時(shí)啟動備用空冷器，或者增大變頻空冷器的轉(zhuǎn)速；反之，當(dāng)介質(zhì)溫度遠(yuǎn)低于控制指標(biāo)時(shí)，外操則應(yīng)及時(shí)停運(yùn)在運(yùn)的空冷器或降低變頻空冷器轉(zhuǎn)速，從而在保證介質(zhì)溫度在指標(biāo)范圍內(nèi)的同時(shí)降低能耗。目前裝置電耗已由設(shè)計(jì)時(shí)的2.17kWh·(t富胺液)-1降低至1.9kWh·(t富胺液 )-1。

3）根據(jù)操作條件和天氣的變化，在保證循環(huán)水流速的前提下，及時(shí)調(diào)整循環(huán)水冷卻器的循環(huán)水用量。溶劑再生裝置目前有3臺循環(huán)水冷卻器，分別是1臺塔頂酸性氣冷卻器和2臺塔底貧胺液冷卻器。當(dāng)操作條件有變化或氣溫有較大變化時(shí)，操作人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整循環(huán)水冷卻器的循環(huán)水用量，既能控制酸性氣和貧胺液的溫度在指標(biāo)范圍內(nèi)，又能節(jié)省循環(huán)水用量。

5 結(jié)論

溶劑再生裝置產(chǎn)生的貧胺液，主要是用來吸收脫硫系統(tǒng)內(nèi)含有大量H2S的酸性氣體，因此貧胺液的質(zhì)量變化，對上游裝置的平穩(wěn)運(yùn)行有很大的影響。通過長期的穩(wěn)定操作和優(yōu)化調(diào)整，裝置產(chǎn)品的酸性氣和貧胺液的質(zhì)量始終控制在指標(biāo)范圍內(nèi)，裝置各設(shè)備運(yùn)行正常，有效降低了生產(chǎn)成本和設(shè)備維保費(fèi)用。