嚴科輝

（鎮(zhèn)海石化工程股份有限公司，浙江 寧波 315042）

引言

近年來，煉油事業(yè)在我國蓬勃發(fā)展，原油加工量逐年增加，煉廠裝置處理規(guī)模也在不斷擴大，尤其伴隨著原油中含硫量的增加，油品質(zhì)量和環(huán)保要求也越來越嚴格，需要脫硫的介質(zhì)也越來越多。在催化裂化裝置、常減壓裝置、延遲焦化裝置和加氫裂化裝置等一般都需要配套溶劑再生裝置，脫硫后吸收了硫化氫的富液須通過溶劑再生裝置進行再生，溶劑再生效果的好壞直接影響到上游裝置的脫硫效果，所以溶劑再生是胺液脫硫中最關(guān)鍵的一個部分[1]。

上游裝置含硫氣體在脫硫吸收塔與富液接觸吸收脫硫時，會有一部分烴類氣體溶解吸收在脫硫富液中。溶解在富液中的烴類氣體需要在富液進入再生塔再生前去除，否則過多的烴類進入溶劑再生塔容易導(dǎo)致再生塔溶劑發(fā)泡，造成塔板堵塞，影響塔板效率和再生效果，嚴重時會導(dǎo)致裝置停工[2]。同時，輕烴與硫化氫等酸性氣一起進入下游硫磺回收裝置容易造成燒嘴積碳，影響燒嘴使用壽命；且烴類物質(zhì)熱值高，造成反應(yīng)爐超溫，增加副反應(yīng)，甚至?xí)a(chǎn)生“黑硫磺”。

為了去除富液中含有的烴類物質(zhì)，一般溶劑再生裝置會在富液進裝置后先設(shè)置閃蒸脫烴罐，對富液進行脫烴處理。但目前溶劑再生裝置中一般富液閃蒸采用重力沉降閃蒸罐，閃蒸脫烴的效果及其有限。同時單純的重力沉降對富液中夾帶的液相烴類分層效果非常有限，夾帶著液相烴類的富液在進入再生塔后，仍會造成富液發(fā)泡沖塔。為了防止富液發(fā)泡沖塔危害的發(fā)生，經(jīng)常需要在富液中增加消泡劑，從而造成了脫硫成本的上升。

另外，為了除去閃蒸出的烴類氣體中夾帶出來的一部分酸性氣，需要在閃蒸罐氣相出口使用貧液洗滌吸收該部分酸性氣。但傳統(tǒng)的噴淋吸收方式不僅對酸性氣的吸收效率十分有限，而且會造成烴類氣體中夾帶大量胺液，導(dǎo)致了胺液消耗的增加，并對烴類氣體的后續(xù)利用帶來困難。

某煉廠通過在富液閃蒸脫烴罐增加旋流脫烴內(nèi)件，從而有效的脫除了烴類，降低了富液的損失量，滿足了目前劣質(zhì)原油加工中脫硫系統(tǒng)的環(huán)保經(jīng)濟要求，更加保證了裝置的穩(wěn)定良好的運行。

1 溶劑再生裝置工藝流程

某煉廠500 t/h 溶劑再生裝置采用常規(guī)蒸汽汽提再生工藝，再生塔底重沸器熱源采用0.35 MPa 蒸汽。采用復(fù)合型甲基二乙醇胺（MDEA）溶劑作為脫硫劑，工藝流程，如圖1 所示。

圖1 溶劑再生裝置工藝流程圖

裝置外來的富液經(jīng)過濾后，經(jīng)貧富液一級換熱器換熱后進入富液閃蒸脫烴罐，閃蒸出大部分溶解烴，閃蒸烴經(jīng)貧液洗去閃蒸出的部分硫化氫后，壓控送至低瓦系統(tǒng)。閃蒸脫氣后的富液經(jīng)富液加壓泵升壓后再和貧富液二級換熱器換熱后進入溶劑再生塔再生。塔底由塔底重沸器供熱，熱源由0.35 MPa 蒸汽提供。溶劑再生塔底出來的貧液經(jīng)再生貧液泵提升與富液經(jīng)貧富液二級換熱器、貧富液一級換熱器兩次換熱降溫后，由再生貧液空冷器冷卻后進入溶劑儲罐。溶劑儲罐出來的貧液經(jīng)泵升壓后外送出裝置[3]。

溶劑再生塔酸性氣經(jīng)再生塔頂空冷器及再生塔頂水冷器冷卻后進入塔頂回流罐進行氣液分離，酸性氣送至酸性氣管網(wǎng)進入硫磺回收裝置。塔頂回流罐底的酸性水經(jīng)塔頂回流泵升壓后返回溶劑再生塔上部作回流。

2 旋流脫烴簡介

2.1 旋流脫烴內(nèi)件簡介

該煉廠500 t/h 溶劑再生裝置富液閃蒸脫烴罐旋流脫烴內(nèi)件主要分為兩部分，第一部分為富液入口設(shè)置的旋流分離器組，此部分內(nèi)件用于烴類氣體以及部分酸性氣與富胺液分離，并使富胺液與液相烴類分層，具體結(jié)構(gòu)，如圖2 所示。

圖2 富液入口旋流分離器組結(jié)構(gòu)圖

第二部分為罐頂?shù)男魑镀鹘M，用于旋流吸捕強化氣相中酸性氣的吸收，并脫除夾帶的胺液，有效防止胺液跑損，具體結(jié)構(gòu)，如圖3 所示。

圖3 罐頂?shù)男魑镀鹘M結(jié)構(gòu)圖

2.2 旋流脫烴原理

來自各脫硫裝置的脫硫富液經(jīng)過濾單元后進入富液閃蒸脫烴罐，富胺液經(jīng)富液閃蒸脫烴罐入口分配罐后進入旋流分離器組，對富液中溶解的氣態(tài)烴和酸性氣、液態(tài)烴進行旋流脫氣除油處理，并使富胺液與液相烴類分層，旋流脫氣分離出的烴類氣體以及部分酸性氣在旋流分離器的旋流場作用下與富胺液分離，分離后的富胺液經(jīng)旋流分離器組液腿進入塔底的閃蒸腔進行進一步閃蒸脫氣，隨后經(jīng)過重力沉降，液態(tài)烴逐漸在富液表層析出并通過界位控制從排油口間歇排出，富液則經(jīng)由塔底出口進入后續(xù)溶劑再生塔進行再生操作[4]。

分離后的烴類氣體及部分酸性氣由旋流分離器組溢流口進入第一溢流匯集腔，氣體繼續(xù)上行至由貧胺液浸潤的填料層初步吸收酸性氣，之后進入位于塔頂?shù)男魑镀鹘M，烴類氣體及部分酸性氣在旋流吸捕器的旋流場強化作用下經(jīng)貧胺液洗滌將酸性氣吸收，同時脫除夾帶的胺液液滴，防止胺液跑損，凈化后的烴類氣體由旋流吸捕器組溢流口進入第二溢流匯集腔，并從富液閃蒸脫烴罐塔頂排出進入低壓瓦斯系統(tǒng)[5]。

富液閃蒸脫烴罐頂部旋流吸捕器工作原理示意圖，見圖4 所示。其中a 為胺液液滴運動軌跡示意圖；b 為胺液液滴在旋流場中公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)示意圖；c 為胺液液滴旋流吸捕酸性氣小分子示意圖。

圖4 富液閃蒸脫烴罐頂部旋流吸捕器工作原理示意圖

3 旋流脫烴內(nèi)件實例

3.1 旋流脫烴內(nèi)件參數(shù)

在一個4 000 萬t/a 煉化一體化硫磺回收聯(lián)合工藝過程中，其中4 套500 t/h 溶劑再生裝置采用脫硫富液閃蒸脫烴旋流強化方法與內(nèi)件，對脫硫富液的閃蒸過程進行旋流強化，深度脫除其中夾帶的氣相、液相烴類，深度強化塔頂酸性氣的吸收。

該煉廠溶劑再生裝置富液閃蒸脫烴罐入口旋流分離器參數(shù)，如表1 所示。

表1 富液閃蒸脫烴罐入口旋流分離器參數(shù)

該煉廠溶劑再生裝置富液閃蒸脫烴罐頂部旋流分離器參數(shù)，如表2 所示。

表2 富液閃蒸脫烴罐頂部旋流分離器參數(shù)

3.2 旋流脫烴內(nèi)件技術(shù)要求

3.2.1 富液閃蒸脫烴罐入口旋流分離器要求

1）在正常操作工況下進出口氣相壓降不大于0.01 MPa，液相壓降不大于0.1 MPa，應(yīng)盡可能小。

2）在正常操作工況下應(yīng)避免油水乳化。

3）在設(shè)計條件和操作彈性范圍內(nèi)應(yīng)保證所提供產(chǎn)品的機械性能、操作性能。

4）旋流芯管進口、出口面積不小于管道出口面積。裝置檢修時，應(yīng)保證旋流管可以正常檢修或更換。

3.2.2 富液閃蒸脫烴罐頂部旋流分離器要求

1）在設(shè)計條件和操作彈性范圍內(nèi)應(yīng)保證所提供產(chǎn)品的機械性能、操作性能。

2）在正常操作工況下，壓降均不大于1kPa，應(yīng)盡可能小。

3）旋流芯管進口、出口面積不小于管道出口面積。裝置檢修時，應(yīng)保證旋流管可以正常檢修或更換。

4）內(nèi)件結(jié)構(gòu)上應(yīng)有檢修通道。

5）內(nèi)件位于罐的上部。

3.3 旋流脫烴內(nèi)件效果

該煉廠溶劑再生裝置富液閃蒸脫烴塔增加旋流脫烴內(nèi)件后，效果如下：

3.3.1 烴類脫除效果

經(jīng)所述富液閃蒸脫烴罐入口旋流分離器組處理后，富胺液中氣相烴類脫除率達到了98%，油類脫除率達到了90%。

3.3.2 H2S 脫除效果

經(jīng)所述富液閃蒸脫烴罐塔頂旋流吸捕器組處理后，氣相中H2S 質(zhì)量濃度在100 mg/m3以內(nèi)，H2S 的脫除率達到90%；氣相中H2S 質(zhì)量濃度在100 mg/m3以上，H2S 的脫除率達到70%。

3.3.3 胺液回收效果

經(jīng)所述富液閃蒸脫烴罐塔頂旋流吸捕器組處理后，對3 μm 以上的胺液液滴脫除率達到96%，胺液相比其他未采用此類內(nèi)件的同規(guī)模裝置損失量減少75%。

4 結(jié)語

在富液閃蒸脫烴罐增加旋流脫烴內(nèi)件能有效的脫除了烴類，降低輕烴中H2S 含量，減少了富液的跑損量，滿足了當前劣質(zhì)化原油加工過程脫硫系統(tǒng)的經(jīng)濟環(huán)保要求，保證了裝置的穩(wěn)定運行。