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        溶劑再生裝置的生產(chǎn)波動調(diào)整及操作優(yōu)化

        2020-09-27 09:50:50王清鵬張玉顯李維進
        化工技術與開發(fā) 2020年9期
        關鍵詞:胺液凈化系統(tǒng)閃蒸

        王清鵬,張玉顯,李維進

        (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)楦话芬海氐饺軇┰偕b置,先進入閃蒸罐閃蒸脫除輕烴,再進入再生塔,經(jīng)過高溫解析后再變?yōu)樨毎芬?。貧胺液從塔底排出后,由機泵送往貧胺液儲罐,再由機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)瞬間降壓進行閃蒸,造成閃蒸罐的壓力急速上漲。此時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)無法進行閃蒸,會隨著胺液進入再生塔。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入硫磺回收裝置。此時酸性氣的含烴量增大,導致硫磺生產(chǎn)波動,嚴重時會產(chǎn)生黑硫磺,甚至導致煙氣的SO2超標。

        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重,造成富胺液汽提后所產(chǎn)的酸性氣帶烴嚴重。酸性氣進入硫磺回收裝置,會造成過程尾氣中的有機硫含量過高,尾氣焚燒后排放,會導致排放煙氣中的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)場對富胺液進行了采樣。采樣時發(fā)現(xiàn),富胺液攜帶有較多的輕質(zhì)油。經(jīng)化驗分析,輕質(zhì)油的相關數(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,閃蒸罐壓力會急劇上漲,導致壓控閥無法及時將閃蒸出的烴類組分排出。帶烴富胺液進入再生塔,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,嚴重影響了硫磺回收裝置的正常運行。波動發(fā)生后,操作人員應及時進行調(diào)整,盡最大努力恢復正常生產(chǎn),且保證排放煙氣中SO2含量不超標或最大限度減少超標時間。相關的調(diào)整步驟如下:

        1)將閃蒸罐的壓控閥及時改到手動控制狀態(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,閃蒸罐壓控閥的壓力應設定為0.05MPa且設定為自動控制狀態(tài),以確保進塔富胺液不帶烴。

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

        3)適當降低再生塔塔底重沸器的加熱蒸汽量,暫時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。當富胺液的帶烴量減少后,再逐漸回復正常蒸汽量。

        4)及時適量增大制硫爐的配風,保證酸性氣所攜帶的烴類組分能完全燃燒。酸性氣帶烴進入制硫爐后若不能完全燃燒,會導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。所以及時調(diào)整制硫爐配風是關鍵操作,但調(diào)節(jié)的同時要關注反應器溫度,防止超溫[1]。

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

        3 胺液凈化系統(tǒng)正常運行的措施

        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,同時貧胺液會攜帶外來雜質(zhì),對胺液造成污染,導致貧胺液內(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、胺液嚴重發(fā)泡、造成設備嚴重腐蝕等,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)的正常運行非常重要。裝置應根據(jù)實際生產(chǎn)情況,制定合理的凈化模式,保證凈化效果。

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

        表2 貧胺液熱穩(wěn)定鹽控制指標

        2)操作人員巡檢時,應對胺液凈化系統(tǒng)進行檢查,以確保胺液凈化系統(tǒng)的正常運行。當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有生產(chǎn)隱患或故障停車時,應及時匯報并聯(lián)系相關人員,以消除隱患和處理故障,并盡快恢復系統(tǒng)正常運行。

        4 系統(tǒng)優(yōu)化操作后的效果

        富胺液在再生塔內(nèi)進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)化驗數(shù)據(jù),適當降低了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)生化學反應,將H2S解析出來,合格的貧胺液內(nèi),H2S的含量控制指標為不大于1g·L-1(表3)。對化驗數(shù)據(jù)進行分析,再結(jié)合實際的操作經(jīng)驗,在保持塔頂回流量不小于11t·h-1的前提下,對0.35MPa蒸汽的用量進行優(yōu)化,貧胺液的質(zhì)量完全合格,能耗由設計值的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

        2)根據(jù)操作條件和天氣的變化,及時啟??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泵以及空冷器的運行。當操作條件或氣溫變化較大時,及時啟??绽淦骰蛘哒{(diào)節(jié)變頻空冷的轉(zhuǎn)速,對節(jié)約電耗有很大的幫助。裝置正常運行時,操作人員若發(fā)現(xiàn)介質(zhì)溫度超過控制指標時,外操應及時啟動備用空冷器,或者增大變頻空冷器的轉(zhuǎn)速;反之,當介質(zhì)溫度遠低于控制指標時,外操則應及時停運在運的空冷器或降低變頻空冷器轉(zhuǎn)速,從而在保證介質(zhì)溫度在指標范圍內(nèi)的同時降低能耗。目前裝置電耗已由設計時的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。當操作條件有變化或氣溫有較大變化時,操作人員應及時調(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)量始終控制在指標范圍內(nèi),裝置各設備運行正常,有效降低了生產(chǎn)成本和設備維保費用。

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