胺溶液的吸收與再生

胺溶液的吸收與再生培訓(xùn)講義1.胺溶液的吸收與再生的原理胺溶液的吸收與再生就是利用N-甲基二乙醇胺來(lái)吸收HS,然后2再通過(guò)汽提把含HS的富溶液再生。這一機(jī)理的依據(jù)是溶于水的HS22和CO具有微酸性,會(huì)與胺（弱堿性）起反應(yīng),生成會(huì)在高溫中分解2的鹽類(lèi)。胺溶液的吸收原理用于脫硫的胺溶液至少有一個(gè)羥基團(tuán)和一個(gè)氨基團(tuán)的作用是使水溶液達(dá)到必要的堿性度,促使酸性氣的吸收。利用N-甲基二乙醇胺（MDEA）來(lái)吸收HS和CO發(fā)生的主要反應(yīng)如22下：RN+3HO-2RNH＋+OH－3RN+HS-(RNH)S3232(RNH)S+HS-2RNHHS3223RNH+H0+CO-(RNH)CO322323(RNH)CO+323H02+CO2-2RNHHCO3雖然這些產(chǎn)物都是化合物,但在正常條件下具有明顯的蒸汽壓,使平衡溶液中的組分隨著酸性氣分壓而變化。當(dāng)這些化合物的蒸汽壓隨著溫度的變化而加劇時(shí),就可以利用熱量將吸收的氣體從溶液中汽提出來(lái)。從前兩個(gè)反應(yīng)可以看出,HS能夠直接、快速地和胺起反應(yīng),生2

成胺硫化物和氫硫化物。從后兩個(gè)反應(yīng)可以看出，CO也參與反應(yīng)，2產(chǎn)生取代氨基甲酸的胺鹽。胺溶液的再生原理根據(jù)N—甲基二乙醇胺在常溫下與硫化氫反應(yīng)生成硫化N—甲基二乙醇胺，在120°C時(shí)生成物又分解為原反應(yīng)物，而N—甲基二乙醇胺性(RNH)S---一 RNH+HS32322RNHHS---—(RNH)S+HS32322(RNH)CO--——>RNH+H0+CO3232222RNHHCO--—->(RNH)CO+H0+CO質(zhì)不變的原理，循環(huán)使用N—甲基二乙醇胺溶液，3332322用N—甲基二乙醇胺作為吸收劑，具有良好的選擇吸收性能，酸性氣負(fù)荷大，設(shè)備腐蝕輕，溶劑使用濃度高，循環(huán)量小，能耗低，脫硫效果好，胺液再生溫度低等特點(diǎn)。N-甲基二乙醇胺（MDEA）的性質(zhì)下表為MDEA性質(zhì)1、用途用以脫除過(guò)程尾氣中的硫化氫，生產(chǎn)合格的脫后干氣2、主要性質(zhì)分子式“CHOHCHs"^<2Hoh24外觀無(wú)色粘性液體、無(wú)懸浮物密度1.036?1.046g/cm3(20C)凝點(diǎn)-21C含量三98.0%水份<1.0%分子量119沸點(diǎn)246?249C(760mmHg)粘度101mPa?S(12C)3、注意事項(xiàng)存于通風(fēng)干燥處2.0胺溶液的再生系統(tǒng)流程簡(jiǎn)述自產(chǎn)品精制裝置、3#常減壓裝置輕烴回收、渣油加氫處理裝置和2#高壓加氫裂化裝置的脫硫混合富溶劑進(jìn)入溶劑再生部分，經(jīng)富溶劑過(guò)濾器(FD313101A/B)過(guò)濾，進(jìn)入貧富液二級(jí)換熱器EA313102A/B與從再生塔DA313101底來(lái)的貧溶液換熱至65°C后進(jìn)入富液閃蒸罐FA313101閃蒸出溶解在其中的烴類(lèi)排放至低壓燃料氣管網(wǎng)，閃蒸后的富液經(jīng)富溶劑泵GA313102A/B加壓與貧富液一級(jí)換熱器EA313101A/B/C/D換熱至98C后進(jìn)入有23層高效浮閥塔盤(pán)的溶劑再生塔DA313101的第三塔盤(pán)，再生塔底重沸器(EA313104A/B)由經(jīng)過(guò)減溫減壓的0.35MPa飽和蒸汽加熱至127C汽提，從塔頂出來(lái)的114C酸性氣至酸性氣空冷器(EC313102A-J)和酸性氣水冷卻器EA313105A/B冷凝冷卻至40C后進(jìn)入進(jìn)入再生塔頂回流罐FA313102進(jìn)行氣水分離，分去酸性水的酸性氣送到硫回收裝置。酸性水則經(jīng)再生塔頂回流泵GA313103A/B)打至DA313101上部作回流，多余的酸性水送酸水汽提裝置。再生后的貧溶液中HSW0.8g/L，COW0.2g/L。從DA313101底22出來(lái)的貧溶液經(jīng)貧富液一級(jí)換熱器EA313101A/B/C/D換熱、溶劑循環(huán)泵GA313101A/B加壓、貧富液二級(jí)換熱器EA313102A/B換熱后，進(jìn)入貧液空氣冷卻器(EC313101A-F)、貧液冷卻器EA313103A/B冷卻至55C，經(jīng)溶劑泵GA313107A/B加壓后送至各脫硫單元循環(huán)使用。3.0胺系統(tǒng)清洗及胺液配制3.1胺系統(tǒng)清洗：溶劑再生系統(tǒng)內(nèi)胺系統(tǒng)的清洗包括所有的胺液管線及設(shè)備，胺液對(duì)設(shè)備管線清潔度的要求非常高，不能有任何的雜質(zhì)。溶劑再生系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備及管線第一步用工業(yè)水沖洗干凈，第二步用蒸汽凝結(jié)水或除鹽水清洗置換胺系統(tǒng)。沖洗循環(huán)期間禁止啟用過(guò)濾器，流程走旁路，待開(kāi)車(chē)正常時(shí)使用。沖洗置換原則是各點(diǎn)排放水干凈清潔。胺系統(tǒng)沖洗循環(huán)結(jié)束，停運(yùn)各泵，關(guān)閉蒸汽凝結(jié)水進(jìn)系統(tǒng)閥門(mén)，將各塔、罐內(nèi)、泵體及管線低點(diǎn)放空打開(kāi)，排進(jìn)所有的水。胺系統(tǒng)經(jīng)過(guò)蒸汽凝結(jié)水清洗后，必須用氮?dú)鈱⑾到y(tǒng)中氧氣趕干凈，因?yàn)檠醮嬖跁?huì)對(duì)胺溶液造成影響。打開(kāi)向系統(tǒng)沖氮?dú)夤芫€上閥門(mén)，再生系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)庵脫Q吹掃，貫通流程，所有設(shè)備按流程順序，分別從高、低點(diǎn)排放，直到置換合格為止。氮?dú)庵脫Q貫通期間注意系統(tǒng)壓力，防止設(shè)備超壓，所有與胺溶液接觸的管線設(shè)備都必須置換到位。3.2胺溶劑的配制：打開(kāi)蒸汽凝結(jié)水管線進(jìn)胺溶劑罐上閥，加入適量的凝結(jié)水，并根據(jù)罐內(nèi)液位與凝結(jié)水流量來(lái)核實(shí)指示相符。第一次配制時(shí)可根據(jù)設(shè)計(jì)院提供的數(shù)據(jù)來(lái)合理的配制溶劑，啟動(dòng)溶劑輸送泵，打開(kāi)泵出口返回溶劑罐閥門(mén)，貫通溶劑循環(huán)流程，在溶劑罐內(nèi)建立溶劑循環(huán)。將裝MDEA溶劑桶運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，將軟管直接插入桶內(nèi)，打開(kāi)溶劑加入管線上的胺液加入閥，啟動(dòng)電動(dòng)泵把胺液從胺桶內(nèi)抽至溶劑罐。核實(shí)胺液加量與胺罐液位相符。胺液和蒸汽凝結(jié)水溶解后，胺溶劑用溶劑輸送泵繼續(xù)循環(huán)24小時(shí)后停泵，聯(lián)系化驗(yàn)分析罐內(nèi)溶劑MDEA濃度，按設(shè)計(jì)要求配制后的MDEA濃度為30%，記錄好溶劑濃度和罐內(nèi)溶劑液位。對(duì)胺溶劑罐氣相部分充氮保護(hù)，并保持壓力為0.001MPa左右，并對(duì)罐內(nèi)的液位、壓力和胺加入量作好記錄。4.0MDEA溶劑冷、熱循環(huán)MDEA溶劑冷循環(huán)4..11MDEA溶劑已經(jīng)配置結(jié)束，具備使用條件。4.1.2開(kāi)通氮?dú)庵脫Q流程，按流程順序打開(kāi)各低點(diǎn)、高點(diǎn)放空吹掃置換，直至將系統(tǒng)內(nèi)空氣趕盡，并分析合格，然后關(guān)閉氮?dú)忾y。4.1.3改通溶劑罐至再生塔DA313101補(bǔ)溶劑流程，啟動(dòng)溶劑輸送泵,向再生塔加溶劑至液面50%左右。改通再生塔至各脫硫裝置貧溶劑流程，啟動(dòng)再生塔底貧液泵向加溶劑。改通各脫硫裝置至再生裝置富液流程，啟動(dòng)富液泵GA313102A/B將溶劑建立系統(tǒng)大循環(huán)。4.1.6溶劑大循環(huán)穩(wěn)定后，停溶劑輸送泵，停止系統(tǒng)加溶劑。4.1.7向再生塔充氮?dú)庵琳２僮鲏毫?.1MPa。MDEA溶劑熱循環(huán)4.2.1開(kāi)通低壓蒸汽至重沸器(EA313104A/B)以及冷凝水流程，緩慢打開(kāi)重沸器蒸汽調(diào)節(jié)閥，使再生塔底部液相以每小時(shí)25°C的速度升溫。開(kāi)通再生塔頂部氣相去回流罐及冷凝液回流流程，待再生塔頂溫上升后投用酸性氣空氣冷卻器，酸性水回流罐液位上升后，啟動(dòng)回流泵GA313103A/B,再生塔頂建立回流,回流量通過(guò)液位控制。4.2.3投用貧液空氣冷卻器((EC313101A-F),控制溫度55C符合要求。4.2.4溶劑熱循環(huán)結(jié)束后各點(diǎn)指標(biāo)如下：再生塔底液位 40－80％再生塔頂壓力 0.1MPa再生塔底部溫度 120?126°C溶劑系統(tǒng)大循環(huán)也是對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行溶劑清洗的過(guò)程，在整個(gè)過(guò)程中，只有溶劑完全干凈透明才能保證以后的操作平穩(wěn)。5.0操作問(wèn)題的處理5.1溶劑再生塔氣相返塔溫度影響因素和調(diào)節(jié)方法溶劑再生塔底重沸器氣相返塔溫度直接影響到胺溶劑的再生效果，有些裝置如尾氣處理的溶劑再生氣相返塔溫度是根據(jù)富液流量與蒸汽流量比值通過(guò)比值調(diào)節(jié)器和蒸汽流量調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，有些裝置如溶劑集中再生系統(tǒng)的重沸器氣相返塔溫度是根據(jù)氣相返塔溫度與蒸汽流量通過(guò)蒸汽流量調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。特別提醒：為了確保在裝置低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)期間脫硫純度要求，需要降低重沸器能力同時(shí)也要降低溶劑的循環(huán)速度，而不能用減少重沸器蒸汽對(duì)溶劑的比值的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。影響因素調(diào)節(jié)方法1、蒸汽與富液比值不合適有蒸汽/冨液比值調(diào)節(jié)的通過(guò)調(diào)節(jié)蒸汽/富液比值2、蒸汽溫度和壓力波動(dòng)控制好減溫減壓器來(lái)的低壓蒸汽的溫度和壓力3、蒸汽帶凝結(jié)水檢查減溫減壓器,低壓蒸汽脫除冷凝水4、冷凝水系統(tǒng)壓力波動(dòng)控制好除氧器壓力5、冷凝水系統(tǒng)出路不暢更換蒸汽疏水器6、富液流量變化投用好蒸汽流量自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽流量7、再生塔壓力波動(dòng)通過(guò)PIC-313114控制好再生塔壓力

8、儀表測(cè)量不準(zhǔn)聯(lián)系儀表校表9、調(diào)節(jié)器跟蹤或快或慢不合適重新整定調(diào)節(jié)器PID5.2再生塔壓力調(diào)節(jié)方法再生塔壓力影響胺液再生效果和胺液使用周期，裝置再生塔壓力控制是通過(guò)酸性氣壓力控制器PIC—313114單回路來(lái)控制，兩個(gè)回路采用分程控制。在正常情況下，再生塔壓力較低，PIC—313114A具有較低的設(shè)定壓力，因此再生塔壓力控制由PIC—313114A自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)PIC—313114B輸出最小，酸性氣放火炬壓力調(diào)節(jié)閥全關(guān)。在事故情況下，如克勞斯工段聯(lián)鎖停車(chē)，酸性氣管線堵塞等，再生塔壓力突然上升，此時(shí)再生塔壓力控制由PIC—313114B自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，把酸性氣火炬管網(wǎng)泄壓。投用好上述分程控制系統(tǒng)，在正常情況控制系統(tǒng)能自動(dòng)克服裝置負(fù)荷波動(dòng)，酸性氣管網(wǎng)壓力波動(dòng)等因素對(duì)再生塔壓力的影響，而在事故情況下，酸性氣能自動(dòng)放火炬避免事故的發(fā)生。5.3溶劑中MDEA老化再生SO在含有HS情況下能與胺起反應(yīng)生成鹽類(lèi)，使溶劑對(duì)HS吸收222能力降低。當(dāng)溶劑采用MDEA時(shí)，若在溶劑中加入NaCO，則MDEA可23以得到再生，反應(yīng)如下：RR/H+C0RR/H+C02-=2R3R'+CO+HO22反應(yīng)后產(chǎn)生了MDEA和CO，CO在再生塔中被去掉，這樣MDEA又22能重新吸收CO和HS。在正常情況下貧溶劑PH值為11.2—12.2，溶22

劑中的PH值可以反映出溶劑被SO污染和老化的程度,當(dāng)溶劑中積累2的鹽類(lèi)濃度大于15%時(shí),需排掉部分溶劑,補(bǔ)充新鮮溶劑。5?4貧液中HS含量偏高的原因及調(diào)節(jié)方法2原 因調(diào)節(jié)方法1、再生塔底部溫度偏低有比值調(diào)節(jié)的增大重沸器蒸汽/溶劑比值，提高重沸器氣相返塔溫度。或把塔底溫度調(diào)節(jié)器溫度設(shè)高2、再生塔壓力偏高通過(guò)塔頂壓力調(diào)節(jié)器控制合適的壓力，減少氣相中HS分壓23、再生塔氣液相負(fù)荷不合適調(diào)節(jié)塔底溫度，優(yōu)化溶劑再生塔操作4、再生塔頂部溫度過(guò)低適當(dāng)降低吸收塔頂部回流量或提高富液入塔溫度5、重沸器売程液位過(guò)高從酸性水回流泵出口排出部分酸性水降低再生系統(tǒng)液位6、富液中CO含量偏高2提醒外裝置優(yōu)化操作，降低CO的吸收量2溶劑發(fā)泡跡象及預(yù)防發(fā)泡方法溶劑發(fā)泡的原因MDEA溶劑象其它含水的堿性胺溶劑一樣容易發(fā)泡,溶劑發(fā)泡是由于溶劑被表面活性劑污染引起,表面活性劑減少了溶劑的表面張力,造成了溶劑的發(fā)泡。溶劑發(fā)泡跡象再生塔PDT313130壓力降增加。（吸收塔也一樣）再生塔液位突然下降。（吸收塔也一樣）5.5.2.3溶劑臟不透明。預(yù)防發(fā)泡方法一般正常操作時(shí)有10%的溶劑進(jìn)行連續(xù)過(guò)濾的。此時(shí)就要加大對(duì)溶劑進(jìn)行連續(xù)和有效的過(guò)濾，去掉溶劑中固體物質(zhì)，并對(duì)過(guò)濾器進(jìn)行定期清理。5?5?3?2調(diào)節(jié)好溶劑的吸收負(fù)荷，一般溶劑的吸收負(fù)荷HS分子/胺分2子比值最高為0?45，這樣可以防止腐蝕，或在溶劑中加入防腐劑，抑制FeS的生成。5?5?3?3配制溶劑時(shí)應(yīng)采用蒸汽冷凝水，減小溶劑系統(tǒng)中氧的帶入。5?5?4溶劑發(fā)泡的處理如果溶劑發(fā)泡，應(yīng)加入消泡劑，最好采用硅基消泡劑，消泡劑加入量應(yīng)適中，若加入量過(guò)多不但起不到消泡作用，反而會(huì)使溶劑發(fā)泡嚴(yán)重，因此加消泡劑前最好先把消泡劑稀釋。5?6?減少裝置溶劑消耗操作溶劑消耗的多少，直接關(guān)系到裝置操作成本的高低和環(huán)境污染的嚴(yán)重程度，所以減低溶劑的損耗是本裝置重要和艱難的工作。5?6?1對(duì)于上游裝置來(lái)說(shuō)，如硫回收裝置，則要平穩(wěn)克勞斯單元操作，嚴(yán)格控制尾氣中氧含量，使尾氣中SO完全還原，防止SO帶入溶劑22吸收塔，使溶劑老化，造成溶劑的損失。對(duì)尾氣吸收裝置來(lái)說(shuō)，要嚴(yán)格控制急冷塔急冷水的PH值，避免加入液氨，造成尾氣中帶氨造成溶劑的老化，同時(shí)又要避免急冷水PH值過(guò)低，尾氣中SO溶解不完全，2使進(jìn)入吸收塔尾氣帶SO造成溶劑老化，也要防止吸收塔氣相負(fù)荷過(guò)2大，造成尾氣中帶胺嚴(yán)重。對(duì)于脫硫裝置來(lái)說(shuō)，防止脫硫塔氣相負(fù)荷過(guò)大，造成塔頂氣相中帶胺嚴(yán)重。5?6?2經(jīng)常清洗溶劑過(guò)濾器，確保對(duì)溶劑進(jìn)行連續(xù)和有效的過(guò)濾，去掉溶劑中固體物質(zhì)，防止溶劑發(fā)泡。裝置停工時(shí)嚴(yán)禁就地排放溶劑，把設(shè)備內(nèi)殘留的溶劑通過(guò)地下溶劑罐全部送入溶劑罐，減小停工過(guò)程中溶劑的損耗。5?6?4溶劑罐連續(xù)用氮?dú)庵脫Q，避免氧氣的進(jìn)入使MDEA變質(zhì)?？刂圃偕字胤衅骷訜嵴羝膲毫εc溫度的穩(wěn)定，以防止重沸器管束壁溫過(guò)高，造成溶劑的熱降解。5.7平穩(wěn)溶劑液位及濃度操作整個(gè)溶劑系統(tǒng)是以水平衡為基礎(chǔ)進(jìn)行操作的，外界水帶入系統(tǒng)或系統(tǒng)內(nèi)水帶出都會(huì)影響整個(gè)溶劑系統(tǒng)的平衡，為保證整個(gè)溶劑系統(tǒng)溶劑液位及濃度