炼厂气胺法脱硫装置的工艺设计

炼厂气胺法脱硫装置的工艺设计内容摘要：

醇 胺 溶液的浓度 一般 说来 ， 醇 胺 溶液的浓度越高其腐蚀性越强， 较低浓度对设备 、管线 的腐蚀性相对较小，对 降低 溶液的发泡倾向也有 利。 脱硫装置使用的几种醇胺溶液的浓度如下 表 1： 表 1 醇胺溶液的使用浓度 类别 常用浓度（ wt%） 最高浓度 （ wt%） MEA 1518 20 DEA 2030 35 DGA 5065 70 MDEA 2545 50 胺液 酸气负荷 酸气负荷是指溶液中每摩尔胺液中所含有的酸性气组分（ H2S 和 CO2）摩尔数，通常以 mol 酸气／ mol 胺 表示。 一些调查研究表明，所有的醇胺溶液在不含酸性气组分时 都是没有腐蚀性的， 当胺液中的酸气负荷超出了一定限度时酸性气组分将会从溶液中析出，这是导致脱硫装置发生腐蚀的重要原因， 因此醇胺溶液的酸气负荷应该控制在合理的范围内以减少腐蚀情况的发生。 当胺液系统（包括设备、管 线）的材质为碳钢时， 建议 合理的胺液酸气负荷 上限 值 见下表 2： 表 2 胺液酸气负荷 类别 酸气负荷上限 mol 酸气 /mol 胺 MEA DEA DGA MDEA 6 当采用高于推荐的胺液酸气负荷上限值的胺液负荷时，通常需要考虑往胺液系统中注入一些缓蚀剂，或者将胺液系统的选材由碳钢 改为不锈钢。 胺液循环量 当选定好脱硫用的醇胺类型及其溶液浓度后，胺液的循环量必需仔细的进行计算和优化，以使得脱硫后的净化气指标满足规格要求，同时胺液的酸气负荷处于推荐范围之下。 在设计时 ，对溶液循环量应留有适当提高的余地，以便应对原料流量及酸性气 （ H2S 和 CO2） 组分变化带来的影响。 胺液流速 基于控制腐蚀现象发生的考虑，脱硫装置内的胺液流速需要被限制在一定的范围之内，这主要是因为两点：一是胺液中 一般都含有一些固体颗粒，过高的流速将加大对设备、管线的磨损；二是流速高 时 胺液的压降也越大，这将使得胺液中吸收的酸性气组分被释放出来，加 剧 对设备、管线的腐蚀。 国外 文献 对胺液流速 上限给出的建议值不尽相同，有的建议管线中的胺液最大流速不宜超过 3ft/s（ ），有的建议管线中的胺液最大流 速不宜超过 6ft/s（ ），换热器中的胺液最大流速不宜超过 3ft/s（ ）。 基于国内设备、管线材质及醇胺溶剂质量的考虑，本文建议脱硫装置设备和管线中的胺液流速应该控制在。 胺液的 操作 温度 在吸收塔中，一般来说， 原料气温度低 有利于 其中的 酸性气溶解在胺液中，贫 胺 液温度高会增加随净化气带走的溶剂蒸发损失。 为了 防止气体中所含 C3+的重质烃类在塔内冷凝 进入胺液中造成 溶剂发泡 等不良影响 ，进 入 吸收塔的贫 胺 液温度 一般 应比进吸收塔的原料气温度高 3－ 5℃ （国外有文献建议要高 6－ 8℃ ）。 富胺液中含有的大量酸性气组分在压力降低或者温度升高时可能会释放出来造成对设备、管线等的腐蚀，同时富胺液的 PH 值也随着温度的身高而降低，这也会加大其腐蚀性，因此，对于处于较高温度下的富胺液体系，特别是贫 /富胺液换热器，其温度不能太高。 通常情况下，建议从贫 /富胺液换热器出来进入再生塔的富胺液温度不宜超过 100℃。 另外， 由于胺液在温度过高的时候会发生降解变质，因此建议重沸器中的胺液温度要限制在 127℃ 以下。 重沸器 的热源不宜采用热油或者过热蒸汽，最合适的加热 介质为 的饱和蒸汽（温度 148℃ ）。 4. 工艺 过程及 主要设备 机械设计的考虑 原料 气 预处理部分 从上游装置进入脱硫装置的原料气中经常含有水、重烃液滴、细小固体颗粒等杂质，这些杂质会污染胺液系统，因此原料气需先进入进料气分液罐以除去大 7 部分的该类杂质。 进料分液罐顶部装有高效金属除雾丝网。 一些情况下，单靠 进料分液罐并不能很好的去除这些杂质，为了将 进 料气中的杂质含量进一步降低至理想水平，建议在进料分液罐后设置一台进料过滤分离器，过滤分离器内装备具有聚结功能的滤芯。 建议的原料预处理部分流程如 图 2： 图 2 原料预处理 流程示意图 吸收塔 在吸收塔内，从塔底进入的原料气自下而上与从塔顶进入的自上而下的胺液逆流接触，原料气中的酸性气组分被胺液吸收。 脱硫后的净化气从塔顶流出 进入净化气分液罐，在此通过重力沉降将气体中夹带的胺液分离下来， 建议在吸收塔顶部 和净化气分液罐顶部都 装备金属破沫丝网以 减少 气 体 中的胺液夹带。 根据实际经验及国外文献报道 ，炼厂干气脱硫所需的理论板数为 45 块，。