催化产品精制装置胺液跑损原因分析及控制措施

催化产品精制装置胺液跑损原因分析及 控制 措施

莫立源 郭宝吉 谷昊

大庆炼化公司炼油生产二部催化作业区

摘要：催化产品精制装置使用的醇胺脱硫法是含硫气体脱硫净化处理中的普遍方法，而正常生产中胺液跑损是产品精制装置较为常见的问题，本文通过分析发泡原理入手，详细分析了胺液发泡的原因及影响因素。导致胺液发泡的原因主要是原料气本身携带易液化的烃类及其他杂质，胺液中产生热稳定性盐以及操作条件等因素，这些因素改变了胺液的表面张力、粘度等性质，增加了脱硫过程中胺液发泡的倾向，针对问题的原因提出了一些防止和缓解脱硫过程中胺液发泡的措施。　　

关键词：胺液发泡；跑损；表面张力

醇胺法脱硫工艺能对不同硫化氢浓度的气体进行有效的脱除，其脱硫选择性高，稳定性好且能耗低，应用广泛。但醇胺法脱硫过程中，经常会发生醇胺溶液发泡的问题，导致装置无法平稳运行，造成生产波动、产品的硫化氢含量超标^[1]。

一、产品精制装置醇胺法脱硫基本工艺

由两套催化来的两股干气进入干气分液罐，脱除携带的液体后进入催化干气脱硫塔下部，脱除H₂S和CO₂后的干气经净化气分液罐沉降分离，除去所携带的胺液送出装置至干气制乙苯装置或公司燃料气管网。

由催化重整装置来的重整氢气、柴油加氢装置来的加氢高低分气、加氢改质装置来的高低分气和异构装置废氢进入氢气分液罐，脱除携带的液体后进入富氢气体脱硫塔下部，脱除H₂S和CO₂后的氢气出塔后经净化氢气分液罐沉降分离，除去所携带的胺液送出装置。

二套催化稳定来的液态烃进入液态烃脱硫塔下部，在塔中液态烃与胺液逆流接触，除去H₂S的液态烃进入塔顶沉降段与胺液沉降分离，塔顶液态烃进入液液分离单元(水洗罐、脱液罐、沉降罐及脱液器)，进一步将液态烃携带的胺液脱掉，水洗后的液态烃至气体分馏装置。

二、胺液跑损原因分析

1、胺液净化装置方面

通过对胺净化进行停运，判断胺净化是否跑损胺液，胺净化系统属于密闭运转，分为除固体悬浮物与除热稳定盐两部分，各系统胺液跑损量如下，除固体悬浮物系统进胺压水，用胺液将固体悬浮物罐中存水压至水箱，跑损0.2m³，进水压胺，用水箱中水将胺液压至胺液储罐，胺液增加0.4m³；除热稳定盐系统进胺压水，用胺液将热稳定盐罐中存水压至水箱，跑损0.4m³，进水压胺，用水箱中水将胺液压至胺液储罐，胺液增加0.8m³，因此，胺净化正常运行状态下不存在胺液跑损情况，通过对除固体悬浮物与除热稳定盐排闪蒸罐阀门进行开关、气密试验，确认胺净化不存在阀门漏量导致胺液跑损的问题。

2、胺液因发泡随物料进入后路

液态烃系统胺液跑损，选取水洗水中醇胺含量月均值与每月胺液用量做曲线，见图1，可以看出，胺液用量与水洗水中醇胺含量呈正相关关系，其中2021年8月胺液用量60吨，原因是富液中携带杂质过多，过滤器吹扫频繁，胺液系统出现波动，装置对胺液系统进行置换，因此消耗量较大。

图1 胺液用量与水洗水胺含量

通过对后路装置脱液量、脱液中的醇胺浓度、水洗水量与水洗水中醇胺浓度进行统计,经计算，物料所携带的纯胺液约0.67t/d。另外富液过滤器现每5天切换1次，每次切换损失0.4t胺液，折算后约0.08t/d，氢气分液罐每天带液约4.2t/d，折算后胺液每天损失约0.42t/d。

三、胺液发泡现象及影响

胺液发泡时，因液态烃中部为填料塔盘，部分胺液被携带到沉降段，导致液态烃上液位上升，大量泡沫的存在会导致富液进入再生塔的流量测量严重失真，流量测量值通常会急剧上升，泡沫消散后，流量测量值又会急剧下降，并且由于富氢脱硫塔的塔径过细，发泡后，会通过进料线反窜入氢气分液罐，导致胺液大量跑损^[2]。液态烃水洗水系统无法洗去发泡后的胺液，导致发泡的胺液在羰基硫反应器入口处沉积，导致羰基硫反应器催化剂泥化，并且净化后气体会携带胺液至后路装置，严重影响后路装置长周期运行。

四、胺液发泡原因分析

对各塔富液采样做分析，热稳定盐、固体悬浮物数据见下表：

表1 各脱硫塔富液化验分析结果

从化验数据来看，C11104富液中固体悬浮物、热稳定盐数值是三个塔中最高的，因此初步判断引起胺液发泡介质来自富氢脱硫塔，对富氢脱硫塔进装置分液罐所带液体进行分析，富氢带液含石油类72.1mg/L。

引起胺液发泡主要原因是各路富氢进料的固体杂质与重烃（或轻油）物质，增大了胺液的表面张力，进而使胺液气泡稳定不易破碎。固体杂质主要是外来物料中所带的焦炭、催化剂、与管道中的铁锈^[3]。通过对富氢系统切除水洗与及时更换过滤器滤芯，富液过滤器切换频次由原来的每2天/次降低至每5天/次，贫液中固体悬浮物含量由37mg/L降至20mg/L。从重整氢气所带液中明显有轻油存在，使胺液的表面张力、粘度等性质发生了改变。在胺法脱硫过程中，气体与胺液逆流接触，其本身就是容易起泡的过程，加上气体中烃类对胺液性质的影响，塔内更易于形成相对稳定的泡沫^[4]。

5. 胺液发泡控制措施

1、降低富液闪蒸罐压力，提高富液中烃类物质的闪蒸效果。

2、适当提高重整氢气来料温度，防止其与胺液接触时重烃物质冷凝，使胺液发泡。

3、提高胺液质量，对胺液中的固体悬浮物与热稳定盐加强热稳定盐加强监控。热稳定盐含量达到一定程度时，及时对胺液进行置换，同时加强胺液的过滤，必要时投用胺液储罐氮封，防止胺液氧化。

4、胺液严重发泡时，及时向系统中加入适当的消泡剂。

5. 结论

1、外来物料中携带焦炭、催化剂、与管道中的铁锈等固体杂质，还有含有易冷凝的烃类导致胺液中固体悬浮物与热稳定盐增加，使胺液发泡，发泡胺液会伴随物料进入后路装置。

2、本装置通过提高胺液质量，提高外来物料温度，加入消泡剂等措施，减缓了胺液发泡的程度。

参考文献：

[1]惠霞, 冯永胜, 刘鹏华,等. 胺液发泡原因分析及控制措施[J]. 广州化工, 2014, 42(8):3.

[2]胡天友,熊钢,何金龙,印敬,彭修军.胺法脱硫装置溶液发泡预 防及控制措施[J].天然气工业,2009,29(3):101-103.

[3]徐心茹,杨敬一.固体颗粒对脱硫剂溶液泡沫性能的影响[J]. 华东理工大学学报,2002,28(2):351-356.

[4]王国强. 液化气脱硫装置胺液发泡原因分析及解决方案浅析[J]. 化学工程师, 2012, 026(012):46-47,55.