胺液溶劑再生系統(tǒng)生產(chǎn)波動(dòng)分析及處理措施

姜青龍

天津石化分公司煉油部，中國(guó)·天津 300000

1 引言

中國(guó)天津石化煉油部胺液再生系統(tǒng)采取的是集中再生的方式，即多裝置使用的胺液由兩個(gè)再生系統(tǒng)集中提供胺液和再生。其中，1#溶劑再生系統(tǒng)主要處理非加氫型裝置產(chǎn)生的富胺液，如催化雙脫裝置、C2 回收裝置及焦化干氣、液化氣脫硫裝置等；2#溶劑再生系統(tǒng)主要處理加氫型裝置產(chǎn)生的富胺液，如渣油加氫裝置、加氫裂化裝置、柴油加氫裝置等。

由于非加氫型裝置的干氣、液化氣及回收的低壓瓦斯氣等原料性質(zhì)相對(duì)較差，且攜帶一定的雜質(zhì)和焦粉，往往在脫硫過(guò)程中，一些雜質(zhì)及重?zé)N類物質(zhì)隨富胺液進(jìn)入溶劑再生系統(tǒng)，日積月累將嚴(yán)重影響胺液再生系統(tǒng)操作，導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低、再生塔塔盤(pán)堵塞及胺液發(fā)泡等問(wèn)題。

2 生產(chǎn)波動(dòng)現(xiàn)象

1#溶劑再生系統(tǒng)原設(shè)計(jì)處理量為310t/h，為了滿足新建280 萬(wàn)t/a 催化裂化裝置氣體脫硫單元所產(chǎn)生的富胺液，預(yù)計(jì)富胺液量348t/h。故2016年大修期間對(duì)1#溶劑再生裝置進(jìn)行相應(yīng)的配套改造，以滿足溶劑再生裝置的負(fù)荷要求。改造內(nèi)容：310t/h 溶劑再生裝置工藝流程不變，再生塔更換23 層塔盤(pán)、溶劑儲(chǔ)罐新增DN250 溶劑出口；貧液加壓泵、富溶劑泵以及再生塔頂回流泵進(jìn)行適應(yīng)性改造，相應(yīng)設(shè)計(jì)參數(shù)如下：

①設(shè)計(jì)負(fù)荷：348t/h；

②富液：其中H2S 含量約2.91%（wt）；

③酸性氣量：10490kg/h；[分子量33.7]。

2020年11月隨著天津石化煉油部產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)改造項(xiàng)目280 萬(wàn)t/a 催化裂化裝置氣體脫硫單元投產(chǎn)，1#溶劑再生系統(tǒng)加工負(fù)荷高達(dá)370t/h，初期系統(tǒng)運(yùn)行比較平穩(wěn)，未出現(xiàn)異常情況，且在2021年2月1#延遲焦化裝置根據(jù)生產(chǎn)安排進(jìn)行了停運(yùn)，溶劑再生負(fù)荷降至340t/h。但是1#溶劑再生系統(tǒng)自2021年3月10日起，開(kāi)始出現(xiàn)再生塔頂?shù)讐翰畈▌?dòng)現(xiàn)象，正常值為12kPa，波動(dòng)時(shí)最高達(dá)到40kPa，尤其進(jìn)入8月份后，波動(dòng)頻度呈逐步增加狀態(tài)。這種波動(dòng)一方面導(dǎo)致再生酸性氣產(chǎn)量大幅度波動(dòng)，影響下游硫磺回收裝置平穩(wěn)運(yùn)行，另一方面對(duì)胺液再生效果有較大影響，造成脫硫效果差，產(chǎn)品質(zhì)量不合格。再生塔壓差波動(dòng)如圖1所示。

圖1 再生塔差壓波動(dòng)趨勢(shì)圖

3 原因分析

3.1 塔內(nèi)氣相負(fù)荷大，酸性氣體流量超過(guò)設(shè)計(jì)值

隨著加工原油性質(zhì)的變化，3月份1#溶劑再生系統(tǒng)酸性氣量平均在7200Nm3/h，再生塔頂溫度處于97℃左右，低于正常溫度100℃，且貧胺液硫化氫含量波動(dòng)較大，高時(shí)達(dá)到4.77g/L，嚴(yán)重影響各脫硫塔脫硫效果，導(dǎo)致胺脫后產(chǎn)品超標(biāo)。在5月份催化裝置消缺過(guò)程中，再生系統(tǒng)處理負(fù)荷降至315t/h，酸性氣量維持在6500Nm3/h，再生塔頂溫度達(dá)到正常值100℃左右，貧胺液硫化氫含量平均在1.0g/L，再生塔壓差波動(dòng)頻次減少，故氣相負(fù)荷大是其波動(dòng)原因之一。

3.2 塔盤(pán)部分浮閥卡澀，氣相通過(guò)率降低

1#溶劑再生系統(tǒng)在2016年大修增上干氣、液化氣、貧富胺液過(guò)濾器之前，由于原料攜帶焦粉比較嚴(yán)重，導(dǎo)致再生塔塔盤(pán)頻繁堵塞，再生塔壓差出現(xiàn)波動(dòng)，基本上每一年半時(shí)間需對(duì)再生塔進(jìn)行一次停塔檢修。故塔盤(pán)浮閥堵塞，也是其波動(dòng)重要原因。

3.3 降液板底端與受液盤(pán)上表面垂直距離過(guò)小，降低了塔內(nèi)液相負(fù)荷

由于再生塔改造后，設(shè)計(jì)處理量為348t/h，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況未達(dá)到設(shè)計(jì)值，但塔內(nèi)氣相負(fù)荷出現(xiàn)失衡，為解決該問(wèn)題，聯(lián)系了某大學(xué)教授對(duì)該塔進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)核算，發(fā)現(xiàn)理論上該塔處理348t/h 富液沒(méi)有問(wèn)題，判斷是在2020年大修期間，更換部分降液管時(shí)，降液板底端與受液盤(pán)上表面垂直距離過(guò)小，降低了塔內(nèi)液相負(fù)荷，導(dǎo)致其壓差波動(dòng)。

4 制定方案

方案一：1#溶劑再生停塔搶修。

由于1#溶劑再生系統(tǒng)停運(yùn)后，焦化裝置產(chǎn)生的干氣、液化氣及火炬氣脫硫?qū)o(wú)胺液使用，因此整體平衡上考慮將2#溶劑再生的胺液通過(guò)系統(tǒng)聯(lián)通線送至1#脫硫，滿足脫硫塔正常運(yùn)行的需求。

在胺液平衡方面，目前全廠貧液循環(huán)量約為992t/h，同時(shí)溶劑再生產(chǎn)生酸性氣約140t/h，富胺液量約為1133t/h。在正常的情況下酸性氣體的產(chǎn)量應(yīng)基本不變。經(jīng)優(yōu)化，1#溶劑再生系統(tǒng)停工期間調(diào)整負(fù)荷短時(shí)間內(nèi)可將貧氨液循環(huán)量降至885t/h，可得富胺液量應(yīng)在1024t/h 左右。按照2#溶劑再生設(shè)計(jì)能力1080t/h 考慮，從負(fù)荷量上考慮2#溶劑再生系統(tǒng)有能力處理。

存在問(wèn)題，目前1#脫硫310t/h 溶劑再生和2#脫硫再生的聯(lián)通線不具備胺液互通功能，需上報(bào)項(xiàng)目進(jìn)行生產(chǎn)期間施工；除此之外，若1#再生系統(tǒng)停運(yùn)搶修，務(wù)必要進(jìn)行兩個(gè)再生系統(tǒng)的胺液互竄，但由于兩個(gè)再生胺液質(zhì)量存在著較大差異，故存在一定安全風(fēng)險(xiǎn)。

方案二：開(kāi)催化氣分裝置自備溶劑再生系統(tǒng)。

由于催化氣分裝置自備溶劑再生系統(tǒng)已經(jīng)停運(yùn)將近6年，若進(jìn)行投用則需對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面檢修，且再生系統(tǒng)開(kāi)起來(lái)后，會(huì)增加裝置運(yùn)行成本。

方案三：由2#溶劑再生向1#催化氣分裝置進(jìn)行供胺液。

催化氣分裝置使用胺液量約25t/h，停止1#溶劑再生系統(tǒng)提供貧胺液，改由2#溶劑再生提供，即不會(huì)對(duì)2#溶劑再生負(fù)荷造成太大影響，且系統(tǒng)具備互通流程，可隨時(shí)進(jìn)行實(shí)施。

經(jīng)過(guò)以上方案對(duì)比，決定采用方案三。

5 方案的實(shí)施

2#溶劑再生系統(tǒng)提前配置新鮮胺液80～100t；催化氣分貧胺液緩沖罐液位控制在30%；關(guān)閉1#溶劑再生貧胺液至催化氣分邊界閥；待催化氣分胺液緩沖罐D(zhuǎn)301 液位降到25%時(shí)，打開(kāi)2#溶劑再生系統(tǒng)貧胺液至催化氣分閥門(mén)；催化氣分胺液緩沖罐液位恢復(fù)到45%正?？刂?，并持續(xù)置換系統(tǒng)內(nèi)胺液5h；然后打開(kāi)催化氣分富胺液至2#溶劑再生系統(tǒng)閥門(mén)，同時(shí)關(guān)閉富胺液至1#溶劑再生系統(tǒng)邊界閥門(mén)，最后調(diào)整操作。

6 實(shí)施效果

2021年8月底通過(guò)將催化氣分裝置貧富胺液改為2#溶劑系統(tǒng)提供和處理后，1#溶劑再生系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了降低富液循環(huán)量的目的，同時(shí)隨著酸性氣量的減少又降低了再生塔內(nèi)氣相負(fù)荷，系統(tǒng)運(yùn)行至今，再生塔壓差一直維持在12kPa 以內(nèi)，再生貧胺液硫化氫含量控制在1～1.5g/L 之間，胺脫后各產(chǎn)品全部合格。