CT8-5選擇性脫硫溶液在四川長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)使用效果評(píng)價(jià)

CT8-5選擇性脫硫溶液在四川長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)使用效果評(píng)估付敬強(qiáng)摘要CT8-5選擇性脫硫溶劑是以MDE網(wǎng)基礎(chǔ)組份，添加適量能改變醇胺溶液脫硫選擇性和再生性能的添加劑及微量輔助添加劑復(fù)配的脫硫溶劑。CT8-5選擇性脫硫溶劑具有脫硫選擇性好、抗污染能力強(qiáng)、再生容易、對(duì)裝置腐蝕輕微等特點(diǎn)。四川長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)從1998年3月開(kāi)始使用CT8-5脫硫溶劑，經(jīng)過(guò)一年多的使用表明，采用CT8-5后每年可為工廠(chǎng)節(jié)資增收50?70萬(wàn)元。本文主要介紹了CT8-5的工藝特點(diǎn)及在長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)的使用情況總結(jié)。主題詞CT8-5添加劑選擇性脫硫使用效果評(píng)估醇胺法脫硫是工業(yè)上天然氣、煉廠(chǎng)氣脫硫最為常用的方法，甲基二乙醇胺(MDEA以其優(yōu)良的選擇性和低能耗在國(guó)

內(nèi)外獲得了廣泛的應(yīng)用。但生產(chǎn)實(shí)踐表明，MDEAK溶液在處理CO/H2s值高的氣體時(shí)，具脫硫選擇性能仍有待提高，MDEA水溶液抗發(fā)泡性能也較差，因此，開(kāi)發(fā)脫硫選擇性和操作穩(wěn)定性更好的新型脫硫溶劑是氣體凈化領(lǐng)域發(fā)展的方向。根據(jù)四川氣田不乏C@H2s高的氣體，四川石油管理局天然氣研究院開(kāi)發(fā)了脫硫選擇性好、低能耗的CT8-5選擇性脫硫溶劑，并在四川長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)使用，取得了滿(mǎn)意的效果。長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)于1995年8月9日正式開(kāi)工建設(shè)，1998年投產(chǎn)。該脫硫裝置設(shè)計(jì)處理能力為400萬(wàn)n3/d,原料天然氣HS為0.165%(v),CO為1.709%(v),屬于HS含量低、CO/H2s高的天然氣，設(shè)計(jì)采用MDEAK溶液脫硫。根據(jù)該廠(chǎng)原料氣氣質(zhì)情況，開(kāi)工前通過(guò)認(rèn)真論證，決定改用選擇性更好的CT8-5脫硫溶劑，無(wú)需改動(dòng)任何設(shè)備，在保證凈化氣質(zhì)量的前提下，能提高該廠(chǎng)商品氣率，提高酸氣HS濃度，有利于提高裝置硫收率，同時(shí)有較好的節(jié)能效果。因此，在裝置首次加溶液時(shí)就換成了CT8-5。1998年3月25日進(jìn)氣試生產(chǎn)取得一次成功。1998年11月10日通過(guò)滿(mǎn)負(fù)荷性能考核。經(jīng)過(guò)近一年的使用，取得了較滿(mǎn)意的效果。本文將對(duì)比MDEAK溶液月^硫和CT8-5在長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)的使用性能，并估算了采用CT8-5產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。CT8-5選擇性脫硫溶劑的特點(diǎn)CT8-5是四川石油管理局天然氣研究院新開(kāi)發(fā)的一種以MDEA；基礎(chǔ)組份，添加適量能改變醇胺溶液脫硫選擇性和再生性能的添加劑及微量輔助添加劑的選擇性脫硫溶劑。CT8-5主要有以下特點(diǎn)：CT8-5水溶液有更好的脫硫選擇性，在相同操作條件下，CO吸收率比MDE冰溶7低5%10%酸氣中HS濃度有明顯提高。(2)由于專(zhuān)用添加劑的加入，CT8-5溶液抗發(fā)泡能力優(yōu)于MDE冰溶液。隨著脫硫選擇性的改善，溶液對(duì)CO的吸收量降低，所需再生蒸氣量減少，過(guò)程能耗進(jìn)一步降低。CT8-5新型選擇性脫硫溶劑再生比MDE冰溶液容易，貧液HS、CO含量更低，新型選擇性脫硫溶劑使用方便，如果裝置原使用醇胺溶液脫硫，無(wú)需改動(dòng)設(shè)備，可直接使用。2裝置設(shè)計(jì)操作工況對(duì)比和實(shí)際操作狀況裝置設(shè)計(jì)操作工況對(duì)比長(zhǎng)壽凈化分廠(chǎng)設(shè)計(jì)處理能力為400萬(wàn)m3/d天然氣，原料氣HS含量0.165%、CO含量1.7%左右。吸收塔操作壓力4.8MPa,再生塔操作壓力0.08MPa原設(shè)計(jì)使用MDEAK溶液，投產(chǎn)前決定改為CT8-5選擇性脫硫溶劑。表1分別為在設(shè)計(jì)工況時(shí)，采用不同吸收塔板數(shù)條件下，使用軟件計(jì)算MDE冰溶7和CT8-5使用結(jié)果，計(jì)算時(shí)溶液循環(huán)量統(tǒng)一采用40n3/h,再生蒸氣消耗5t/h。從表1的比較可知，在相同的操作條件下，使用CT8-5脫硫選擇性比使用MDE冰溶液時(shí)有所改善，酸氣中H2S濃度有所提高，CT8-5貧液中HSCO含量低于MDE冰溶液，意味著使用CT8-5時(shí)再生塔溫度和壓力可以低于使用MDE冰溶液時(shí)，蒸氣消耗也可以進(jìn)一步降低。表1長(zhǎng)壽凈化分廠(chǎng)設(shè)計(jì)工況對(duì)比對(duì)比項(xiàng)目123溶液名稱(chēng)MDEACT8-5MDEACT8-5MEDACT8-5

濃度，%（wt）404040404040吸收塔板數(shù)1616121288原料氣g%0.170.170.170.170.170.17CO,%1.7091.7091.7091.7091.7091.709凈化氣3H2S,mg/m0.313.741.461.425.685.82CO,%1.221.261.311.361.391.41酸氣H2S,%23.8824.7128.7030.0630.4231.96CO,%71.3370.2766.4265.1264.5963.41貧液H2S,g/l0.090.080.090.080.090.08CO,g/l0.220.210.220.210.220.21富液H2S,g/l10.1610.5010.4110.4010.3010.28CO,g/l39.7836.3536.4533.6230.4628.90實(shí)際操作條件下的運(yùn)行情況長(zhǎng)壽天然氣凈化分廠(chǎng)在試生產(chǎn)期間，實(shí)際操作工況的吸收操作壓力為3.8?4.2MPa,再生塔操作壓力0.06MPa,再生塔底溫度100?117C,再生塔頂溫度100?104C,實(shí)際處理量遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)能力，通常為200?250萬(wàn)吊/d,溶液循環(huán)量35?38m3/h,大部分貧液從第8層板（2/3）進(jìn)入吸收塔，其余從第12層板（1/3）進(jìn)入，蒸氣消耗量3.5?4.5t/h。取1998年5月1?7日平均數(shù)據(jù)分別計(jì)算使用40%MDEA溶液和35%CT8-5K溶液的使用效果。計(jì)算結(jié)果表明，使用MDEA水溶液或使用CT8-5水溶液對(duì)凈化氣HS含量影響較小；但使用CT8-5后，CO脫除率降低有大約4%酸氣中HS濃度提高約2%在較低的再生塔壓力和溫度下貧液H2S、CO含量仍然很低，貧液能很好滿(mǎn)足原料氣脫硫的要求，凈化氣H2S含量■般在5?10mg/m左右，遠(yuǎn)低于20mg/m管輸標(biāo)準(zhǔn)。在試生產(chǎn)期間，脫硫裝置操作穩(wěn)定，未見(jiàn)有發(fā)泡跡象，由于試生產(chǎn)期間，原料天然氣氣質(zhì)和氣量波動(dòng)較大，操作參數(shù)經(jīng)常進(jìn)行調(diào)整，大部分時(shí)間裝置處于低負(fù)荷，未在設(shè)計(jì)條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，CT8-5的優(yōu)越性并沒(méi)有完全體現(xiàn)。3裝置考核運(yùn)行情況對(duì)比裝置經(jīng)過(guò)半年多的平穩(wěn)運(yùn)行后，于1998年11月7日至10日，由四川石油管理局組織有關(guān)單位對(duì)裝置進(jìn)行了滿(mǎn)負(fù)荷性能考核?？己似陂g長(zhǎng)壽分廠(chǎng)吸收塔(C-1101)實(shí)際操作壓力為4.8MPa,再生塔(C-1102)操作壓力為0.06MPa,再生塔底溫度116?117C,再生塔頂溫度100?102C,實(shí)際處理量400萬(wàn)吊/d,貧液全部從第8層塔板進(jìn)入吸收塔，裝置考核條件與設(shè)計(jì)操作條件基本一致，裝置考核期間CT8-5實(shí)際操作數(shù)據(jù)與MDEA寸比結(jié)果見(jiàn)表2,由于是新建裝置直接使用CT8-5,MDE做據(jù)為使用軟件在相同操作條件下的計(jì)算結(jié)果。表2考核期間CT8-5與MDEA寸比結(jié)果項(xiàng)目MEDACT8-5胺液濃度，％(w)38.338.3溶液循環(huán)量，t/h4040吸收塔板數(shù)88原料氣流量，104n3/h16.6916.69再生塔蒸彳^消耗,t/h4.924.4原料氣，%(v)HS0.200.20CO1.521.52凈化氣HS,mg/n36.15.8CO,%(v)1.081.21酸氣，％(v)HS30.4839.04CO68.2759.72富液，g/lH2S12.3812.32CO31.9524.73貧液，g/lH2S0.440.24CO0.810.61由表2可看出，在相同的操作條件下，使用CT8-5與MDE冰溶液相比，有以下較突出的優(yōu)越性：(1)采用CT8-5溶液脫硫，其選擇性?xún)?yōu)于MDE冰溶液。使用CT8-5后CO脫除率降低7.9%左右，每年可減少天然氣脫損158.51X104n3(按生產(chǎn)330d/a計(jì)，每天處理原料氣400X104吊)。(2)使用CT8-5溶液后，酸氣中HS濃度提高約8.39%,有利于硫磺回收裝置的生產(chǎn)。(3)經(jīng)過(guò)10個(gè)月的運(yùn)轉(zhuǎn)，雖然系統(tǒng)過(guò)濾效果不太理想，原料氣有時(shí)較臟，但脫硫裝置操作平穩(wěn)，溶液未出現(xiàn)發(fā)泡跡象，說(shuō)明CT8-5抗污染能力較強(qiáng)。(4)使用CT8-5再生塔底操作溫度為117.2C,比設(shè)計(jì)使用MDE冰溶液溫度低5.2C,再生塔頂溫度102C,比設(shè)計(jì)溫度低3.4C,使得再生塔蒸汽消耗明顯低于使用相同的MDEA寸，每年節(jié)約蒸汽4200t左右。(5)即使在較低的再生塔壓力和溫度下，CT8-5貧液HS、CO含量仍然低于MDE冰溶液，貧液能很好滿(mǎn)足原料氣脫硫的要求，凈化氣H2S含量通常在5?10mg/m左右，遠(yuǎn)低于20mg/mL如果在設(shè)計(jì)的再生溫度和壓力下操作，貧液HS、CO含量還會(huì)降低，凈化氣質(zhì)量將得到進(jìn)一步改善。(6)CT8-5采用低的再生塔操作溫度和好的貧液質(zhì)量有利于降低脫硫裝置腐蝕速率。4效益評(píng)估CT8-5在長(zhǎng)壽凈化分廠(chǎng)裝置運(yùn)行近一年，順利通過(guò)試運(yùn)行和滿(mǎn)負(fù)荷性能考核，滿(mǎn)負(fù)荷考核能耗指標(biāo)與設(shè)計(jì)能耗指標(biāo)對(duì)

比見(jiàn)表3。由表3可知，滿(mǎn)負(fù)荷考核能耗遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，在滿(mǎn)足產(chǎn)品氣達(dá)到管輸要求的前提下，提高了商品氣率表3工廠(chǎng)性能考核主要能耗項(xiàng)目單位設(shè)計(jì)值實(shí)際考核值原料氣處理量萬(wàn)m3/d400400.64裝置壓力MPa4.84.79?4.81原料氣H2S含量g/m32.42.88產(chǎn)品氣HS含量mg/m<205.63新鮮水耗量t/萬(wàn)川天然氣3.603.32電耗量kwh/萬(wàn)昂天然氣48.9839.8燃料氣耗量m/萬(wàn)吊天然氣5140.74蒸汽耗量t/萬(wàn)川天然氣0.3250.265工廠(chǎng)總能耗mj/萬(wàn)m天然氣2305.81826.1由表2可知，使用CT8-5后CO脫除比使用MDEA寸降低了7.9%(v)左右(裝置均在滿(mǎn)負(fù)荷條件下運(yùn)轉(zhuǎn))，每年可減少天然氣脫損Q=40(X0.0152X0.079X330=156.42X104m,產(chǎn)品氣價(jià)格為0.573元/m3,每年因此可節(jié)支增收Yi=156.42X104X0.573=89.63X104。另外每年節(jié)約蒸汽Q=(4.92-4.40)X24X330=4118.4t(其價(jià)格為55元/t),因止匕每年兩項(xiàng)節(jié)支增收Y=Y+Y=(89.63+22.65)X104=112.28X104元。如果按CT8-5比MDE席價(jià)貴10000元/t,首次投加21.5t,單耗按0.3kg/104ml計(jì)，年消耗CT8-5為39.6t,那么第一年可為廠(chǎng)節(jié)支增收112.28X104-(39.6+21.5)X104=51.18X104元，以后每年節(jié)約成本72.68X104元。5結(jié)論綜上所述，四川石油管理局天然