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1、一、工艺流程二、溶剂的选择及特性三、工艺参数四、操作要点及注意事项五、常见的问题处理六、塔板新技术,溶剂再生,一、工艺流程1,流程图2,二、溶剂的选择及特性,脱硫溶剂的选用依据 一种好的脱硫溶剂应具有化学稳定性好、腐蚀性小、挥发性低，以及解析热低和溶液酸气负荷大等特点。在工业装置上选用气体净化溶剂时，除具备上述特点外还要考虑气体产品的需求，如选择性气体净化及有机硫的脱除要求，或释放气能否满足下游处理装置的原料标准。下面介绍几种溶剂：,乙醇胺（MEA）,早期的净化装置都以一乙醇胺（MEA）为溶剂，其特点是化学反应活性好，很容易将原料气中的H2S含量降至6mg/m3以下。同时也大量脱除原料气中的C
2、O2，故该溶剂几乎没有选择性。4种醇胺中MEA的相对分子质量最小（61.09），故醇胺溶液的质量浓度相同时MEA的摩尔浓度最高。MEA的缺点是容易发泡及降解变质。同时，MEA的再生温度较高，易导致再生系统腐蚀严重。MEA溶液浓度一般采用15%（m），最高不超过20%；酸气负荷取0.3摩尔（酸气）/摩尔。,二乙醇胺DEA,DEA是仲醇胺，与MEA相比它与COS和CS2的反应速率较低，故与有机硫化合物发生副反应而造成的溶剂损失量相对较少。适用于原料气中有机硫化合物含量较高的原料气，如炼制含硫原油炼厂中炼厂气。DEA对原料气中的H2S与CO2基本上也无选择性。DEA水溶液的浓度可提高至55（m），酸
3、气负荷也可达到0.7摩尔/摩尔以上，从而大幅度地降低了溶液循环量，且净化度也有所改善。,N-甲基二乙醇胺（MDEA）,80年代后N-甲基二乙醇胺（MDEA）溶应用于气体净化。特点是能选择性地脱除H2S，将CO2保留在净化气中，节能效果明显，改善原料酸气的质量。由于MDEA是叔醇胺，分子中不存在活泼H原子，因而化学稳定性好，溶剂不易降解变质；且溶液的发泡倾向和腐蚀性也均低于MEA和DEA。MDEA溶液的浓度可达到50（m）以上，酸气负荷也可取0.50.6，甚至更高。目前普通使用这种溶剂。,N-甲基二乙醇胺（MDEA）性质,相对分子质量:119.17分子式:(HOCH2CH2)2NCH3沸点(10
4、1.3KPa)/:247.2蒸气压(20)/Pa:1.33综合反应热/kJkg-1:与H2S 1209.6与CO2 1337.3,物化性质,MDEA产品分类,推荐的（MDEA）产品标准,三、气体脱硫工艺参数,四、操作要点及注意事项,一、溶剂再生 溶剂再生的主要作用是把贫液中的H2S降到规定的指标，满足上下游装置的生产需要。其主要影响因素：(1)再生塔底温度过低，贫液中H2S含量高。(2)富液入塔量增大或入塔温度过低，贫液中H2S含量高。(3)脱硫塔溶剂循环量过小，造成溶剂酸性气负荷过大，贫液中H2S含量高。(4)再生塔压力过高，贫液中H2S含量高。(5)贫富液换热器内漏，贫液H2S含量高。调节
5、方法：(1)控制平稳再生塔底温度。正常操作通过0.3MPa蒸汽流量和温度控制。(2)控制平稳富液入塔量及温度。(3)控制平稳再生塔压力。(4)溶剂循环量控制合适。(5)检查确认贫富液换热器内漏，要切出处理。,操作要点及注意事项,二、注意事项：1、溶剂浓度的控制。生产中溶剂的浓度一般控制在3035%之间比较合适，脱硫效果佳，产品质量合格高。MDEA的浓度越高，溶液的比热越小，越有利于节能；反之溶液比热越大，能耗增大；但溶剂的浓度不能过高，浓度过高粘度越大，流动性差，严重时冲塔、带液，影响气体装置的正常运行和产品质量控制；若浓度过低，系统腐蚀性增强。2、严格控制再生塔底的再生温度。再生塔底温度控制
6、在120122比较合适，若再生塔底温度过低，不利于把贫液中H2S解析出来，影响产品质量；温度过高，超过125时，会使溶剂产生热降解。3、再生塔顶回流比的控制。回流比为0.81.0时就能使贫液中残余H2S含量降至0.0020.003mol/molMDEA，继续提高回流比对改善贫液质量的影响不大，徒然浪费蒸汽；但回流比也不应低于0.5,否则贫液中H2S含量急剧上升。4、富液闪蒸条件。富液入闪蒸罐温度控制在100左右、罐顶压力控制在0.220.25Mpa、液面控制在30%40%时较好。一是为充分闪蒸富液中的烃，二是为减轻设备腐蚀和减少富液中酸气组分的解吸。5、贫液温度的控制。贫液入塔温度控制在354
7、0，对液态烃中的H2S有较佳的吸收速率，升高温度就提高了CO2的反应速率。,开停工操作要点,1、开工时，主要是要控制好系统的压力平衡，才能保证溶剂的正常循环。开工时先向富液闪蒸罐、再生塔收溶剂，液位适当控制高一些，然后系统进行N2充压，把压力控制在工艺指标内，再进行溶剂循环，同时再生塔底重沸器热源。2、停工时，要注意和上下游装置联系好，防止富液带烃，进入溶剂缓冲罐发生事故，因溶剂缓冲罐是常压容器。,五、常见的问题及处理,一、装置设备腐蚀和泄漏严重，长周期运行困难,1、二催化气体脱硫装置自从2004年9月13日发现溶剂再生塔重沸器富液返回管对面塔壁2处腐蚀穿孔，大量溶剂泄漏，车间立即组织对塔壁泄
8、漏处进行贴钢板包盒子处理，到2005年4月溶剂再生塔下部共出现20多处泄漏，进行了贴钢板包盒子，因再生塔泄漏频繁，为了保证装置安全运行，最后不得不将再生塔下部进行整体贴钢板处理。2、2005年4月21日发现脱硫系统再生塔底重沸器泄漏，系统溶剂缓冲罐、再生塔液位上升较快，系统溶剂浓度降为11%。为减少泄漏量，将重沸器热源去CO余热锅炉凝结水手切断，改为就地排空，调整后，脱硫系统暂时能维持操作。随着时间的推移，重沸器泄漏量逐渐加大，为了保证装置不停工检修、维持正常生产，采取停用塔顶酸性水回流，把酸性水全部引入分馏系统酸性水罐，并不断离线再生系统贫液，及时补充新鲜溶剂，维持了脱硫维持系统溶剂浓度正常
9、，保证装置正常运行，产品质量稳定控制。6月装置大检修打开再生塔底重沸器，气液相侧小浮头螺栓均匀腐蚀变细，有的甚至腐蚀掉，螺栓甚至可以自由取出，已失去紧固作用。在近管束一侧的螺母和螺杆被腐蚀掉大半，而近浮头端一侧的螺母和螺杆腐蚀程度相对较轻。气液相侧小浮头减薄厉害，出现明显的腐蚀穿孔，管板上的螺栓孔被腐蚀变大，报废已不能再使用，见下图1。,再生塔底重沸器腐蚀情况,设备腐蚀和泄漏严重,3、2005年6月分大检修期间对气体脱硫冷换设备进行检修，发现贫富液换热器、贫液冷却器管束，都出现明显的腐蚀泄漏。4、2006年5月底装置运行1年后，又发现贫富液换热器内漏严重，管、壳程出入口手阀全部内漏，无法单独切
10、除检修，只好把脱硫装置停工紧急更换。,原因分析,设备腐蚀，影响气体脱硫装置长周期运行可归结于系统胺溶液中存在的大量杂质，这些杂质包括：热稳盐、降解产物、固体悬浮物和烃类，它们的存在会导致酸性气体吸附容量的降低，吸收塔顶汽液平衡的改变，溶剂发泡，设备腐蚀，装置运行不稳定，胺的损失增加等。有以下原因：（1）热稳盐（HSS）的产生。溶剂在正常生产中，除了吸收液态烃中H2S，干气中的H2S和CO2，这是我们需要的化学反应，但也能和系统中存在的或原料带入的其他酸性组分（如SO2、COS和HCN等）反应，生成热稳定盐阴离子：硫代硫酸根（S2O3=）、硫酸根（SO4=）、硫氰根（C2O4=）、甲酸根（HCO
11、2-）、草酸根（C2O4=）等，另外，冷却水泄漏或催化剂杂质污染也产生无机热稳盐阴离子（如CL-），这些阴离子与质子化阳离子反应生成热稳胺盐，它不能通过溶剂再生除去。热稳定盐的存在增加了溶剂溶液的腐蚀性。同时，由于系统中热稳胺盐的不断累积，对酸性气体的吸附容量随运行时间的增加而降低，导致气体脱硫效率逐渐降低，一是产品质量不合格，二是不断补充新剂，造成剂耗增加，操作成本增加。,原因分析,（2）降解产物的产生：气体脱硫系统胺降解有三种形式：（1）热降解，当溶剂再生系统温度过高时，就会发生热降解；（2）化学降解，系统的胺液与CO2、有机硫化物反应生成碱性产物，使溶剂的有效浓度降低；（3）氧化降解，气
12、体脱硫装置使用的N-甲基二乙醇胺溶液，在运行过程中，可能形成氨基酸类降解产物N-二（羟乙基）甘氨酸，它是惰性物质，具有极性且为强螯和剂，它会造成设备腐蚀。降解产物的形成还会增加溶剂的粘度和密度，降低溶剂表面表力，并减少溶剂中胺的有效含量，从来降低脱硫效果。（3）固体悬浮物的存在：气体脱硫系统的酸性气H2S，与碳钢反应生成硫化铁（FeS），是主要固体悬浮物的来源，大量的FeS的存在，会造成：堵塞换热设备，堵塞管线等。影响油/水分离，使胺溶液中烃含量偏高并引起发泡。使泡沫稳定，导致胺损失增加，使装置运行不稳。（4）烃类的影响：溶剂在吸收循环过程，或多或少夹带少量的烃类物质（液态烃、干气），这些物质
13、进入富液闪蒸罐，能通过闪蒸而有效地分离。但是，如果操作波动，大量的烃类物质被带到溶剂再生系统，就会影响溶剂的再生效果，特别是当C5含量过多带入溶剂系统，对溶剂赞成严重的污染，降低溶剂的有效浓度，影响脱硫效果。,采取的措施,1、设备材料升级。对气体脱硫装置在运行过程中介质发生相变、容易腐蚀的关键设备，如：溶剂再生塔、再生塔底重沸器、贫液富液换热器等，应该使用耐腐蚀的不锈钢及其复合材料如：20R00Cr17Ni14Mo2。2、搞好溶剂净化。保持溶剂清洁是防止设备腐蚀、降低消耗和提高产品合格率的一个十分重要因素。保持溶剂清洁所采取的常用措施，是在溶剂循环泵出口设置袋式过滤器（粗过滤）、活性炭过滤器和
14、袋式过滤器（细过滤）串联使用，这种过滤形式只能除去溶剂中的固体悬浮物和机械杂质，而对系统中热稳盐、及以盐形式引入系统的阴离子、降解产物却无能为力。目前推广的离子交换技术。其原理是含污染杂质的贫溶剂相继通过阳离子和阴离子交换树脂床时，前者除去溶剂中的阳离子，以H+替代Na+，后者则除去阴离子，以OH-替代CL-。这些反应是可逆的，因此当树脂完全被转换时可将它们再生，对阳离子交换树脂来说，用酸性溶液（如硫酸溶液）通过用过的树脂，其上的Na+被除数被H+取代，从而完成树脂的再生。同样，阴离子交换树脂的再生是以碱性溶液（如NaOH）通过树脂床，于是其上的CL-被OH-取代。,问题二,二、再生塔冲塔现象
15、：(1)再生塔塔顶温度高；(2)再生塔顶压力高；(3)再生塔顶回流罐液位上升；酸性气量波动 大。原因：(1)进再生塔的富液量变化较大，造成冲塔；(2)富液带烃引起富液闪蒸罐压力变化，从而引起富液量的变化，造成冲塔；(3)再生塔底温度太高引起冲塔。(4)再生塔塔板降液管堵塞。处理方法：(1)降低再生塔底温度。(2)平稳进再生塔的富液量，手动控制流量。(3)若是再生塔塔板降液管堵塞，停工检修。,问题三,三、系统中溶剂浓度迅速下降 1、原因：(1)贫液冷却器。(2)再生塔底重沸器。(3)再生塔顶冷凝器。(4)系统补水阀漏。2、处理方法(1)将有关冷换设备逐个停水，观察放空水中有无溶剂漏出，观察系统液
16、面是否继续上升。(2)各冷换设备进出口采样分析，观察出口浓度是否下降，温度是否正常。(3)若再生塔底重沸器E3204内漏，再生塔顶温度上升。(4)如检查冷换设备内漏，应停工检修。如检查冷换设备不漏，应检查补水阀或蒸汽阀是否泄漏。(5)处理好漏点，可卸出系统中一部分溶剂后补充新溶剂工直接向系统工程中补充新溶剂，保持溶剂浓度不降低。,问题四,四、富液闪蒸罐压力大幅度上升1、原因：上游气体脱硫装置液位控制不稳，或液位空，富液带烃到富液闪蒸罐汽化引起压力大幅度上升，从而影响再生塔的正常操作，酸性气量大幅度波动。2、处理方法：（1）立即和上游气体脱硫装置联系，平稳操作。（2）现场开富液闪蒸罐压控阀副线，
17、泄压。（3）手动控制富液闪蒸罐液位，防止富液闪蒸罐空，烃带入到再生塔，引起再生塔操作波动。,问题五,五、再生塔底重沸器汽阻1、原因：开停工过程中，或事故状态下，再生塔底液位空，而热源没有减小或停掉。2、现象：（1）重沸器气相返塔温度不变化，而再生塔底温度降低。（2）酸性气流量大幅度降低。（3）重沸器热源入口和出口温差小。（4）严重时溶剂不能正常循环。3、处理方法：（1）关掉塔底重沸器热源。（2）提高再生塔底液位，让富液从重沸器气相返塔口倒回重沸器，排出重沸器中的气相组份。（3）重新投入重沸器热源，热源投用过程要缓慢。,问题六,六、溶剂发泡1、原因：（1）醇胺的降解产物；（2）溶液中悬浮的固体（
18、如腐蚀产物）；（3）原料气带入装置的烃类凝液;（4）进入溶液的具有表面活性的物质均能引起泡。（5）产生发泡原因与设备设计、操作条件、原料气组成等均有关，故迄今为止还没有一种普遍有效的措施能解决所有醇胺法装置的发泡问题。通常认为醇胺溶液中具有表面活性的降解产物、外来污染物是泡沫的引发剂。若溶液中同时存在腐蚀产物之类的固体杂质，它们就成为泡沫的稳定剂，故污染严重的醇胺溶液与高速气流接触时，就会引起强烈发泡。因此，保持醇胺溶液清洁可以有效地防止发泡。,问题六,雾沫是溶液分散在气体中而形成，泡沫则是气体分散在溶液中而形成。在醇胺法装置的塔板上形成一定量的泡沫是正常的，若形成的泡沫非常稳定，并随着气体沿
19、塔上升，甚至携带到下游设备，这就发生了影响平稳操作的发泡现象。容易发泡是醇胺溶剂固有的特性，MEA溶液最容易发泡，DEA次之，MDEA的发泡倾向相对较低。,溶剂发泡及其控制：,问题六,1.原料气水洗2.脱硫溶液过滤3.脱硫溶液复活4.避免O2进入系统5.使用除氧剂6.控制贫液入塔温度7.系统加阻泡剂,防止脱硫溶剂发泡的措施：,六、塔板新技术,再生塔塔板最早采用型浮阀塔板，有2个导向孔的新型导向浮阀塔盘，目前使用新型复合孔微型固定阀塔板，其特性是：（1）不易被固体杂质堵塞，而一般浮阀易被脏液体中的固体杂质堵住阀腿与阀孔之间的间隙，从而使浮阀无法开启，影响脱硫效果。（2）抗腐蚀性高于浮阀塔盘，由于
20、固定阀是直接从厚的塔盘材料上直接加工出来的，不易被腐蚀掉。（3）传质效率高，主要表现：设计上采用微型固定阀，增加了气液接触面，而一般的大浮阀流过单一浮阀的气束截面积太大，使得气体比表面积降低，传质效率下降；阀孔周边设计为许多半圆孔组成的曲线，形成众多小孔叠加于大孔之上的复合孔结构，这样在气体流过阀孔时，就自动地被分割为许多小气流，大大增加了气相的传质面积，提高了塔盘的传质效率。,塔板新技术,（4）处理能力高，表现在塔内汽液分离器设计上，突破了传统的垂直降液管约束，研制和开发出了倾斜降液管。这是由于塔内塔盘上含汽相很大的泡沫层在流进垂直降液管后即进入速度很高的自由落体状态，由于速度高动能大，液体在降液管底部极易形成涡旋，这种动能很大的涡旋大大妨碍了欲离开液体的汽体向上流动，从而使得降液管内的液体无法从泡沫状态澄清，降液管很快达到液泛状态。采用倾斜降液管，塔盘上的泡沫层在流进降液管后就会沿降液管壁缓缓流下，这样就可以避免在降液管内形成动能高的液体涡旋，从而使得汽体可以顺利地与液体分开并向上流动并离开降液管；而液体则可以顺利在降液管底部与汽体完成分开，得到完全澄清，这就可以大大提高降液管的流通能力，从而提高整个吸收塔的生产能力。,谢谢大家！,
