1脱硫系统操作法1.1工艺操作指标1.1.1气柜气(T201)脱硫塔塔顶温度℃40塔顶压力MPa(G) 0. 71.1.2液化气脱硫抽提塔塔顶温度℃40塔顶压力MPa(G) 1.51.1.3干气(T101)脱硫塔塔顶温度℃40塔顶压力MPa(G) 0.71.1.4MDEA分子式:C5H13NO2分子量:119.16沸点:247℃密度(20℃):1047.8kg/m3粘度(20℃):101 cp溶液浓度:~30 W%1.2操作因素分析1.2.1工艺原理干气、气柜气在脱硫塔内与甲基二乙醇胺溶剂(MDEA)逆向接触,发生化学吸附反应。
由于MDEA 对硫化氢具有较高的吸收率,同时又不易溶解原料气中的其它组分,所以能有效地从原料气中将硫化氢脱除,从而使干气、气柜气得到净化。
反应过程如下:C5H13O2N + H2S C5H13O2NH+ + HS-这个反应是在瞬间内完成的,所以能达到迅速连续的脱硫效果。
同时,较高的压力及较低的温度有利于反应向右进行。
1.2.2温度对脱硫的影响MDEA的碱性随温度的变化而变化,即温度低,MDEA碱性强,脱硫性能好;温度高则有利于硫化物在富液中分解。
因而,脱硫操作都是在低温下进行,而再生则在较高的温度下进行。
对吸收塔(T101、T201)来说,温度低一则MDEA碱性强,有利于化学吸收反应,二则会使贫液中的酸性气平衡分压降低,有利于气体吸收;但如果温度过低,可能会导致进料气的一部分烃类在吸收塔内冷凝,导致MDEA溶液发泡而影响吸收效果。
1.2.3压力对脱硫的影响对吸收来说,如果压力高,使气相中酸气分压增大,吸收的推动力就增大,故高压有利于吸收。
相反,如果吸收压力低,同样道理会使吸收推动力减少不利于吸收。
实际操作中由于压力太高会使设备承受不了而造成安全阀跳,同时会导致部分烃类气体的冷凝,压力太低会降低吸收效率,故需要严格控制操作压力。
1.2.4胺循环量在一定的温度、压力下,MDEA的化学脱硫,溶解度是一定的,循环量过小,满足不了脱硫的化学需要量,导致吸收效果降低,会出现净化气中的H2S量过大,质量不合格;而循环量过大,则塔负荷大,能耗高。
所谓溶剂的酸气负荷是指吸收塔底富液中酸性气体(H2S)摩尔数与溶液中胺的摩尔数之比。
当MDEA浓度决定后,它直接影响溶剂循环量。
如果溶剂的酸气负荷选大了,由于一分子胺只能与0.5分子的H2S起反应,这样过多的H2S就会生成硫化氢胺盐对设备腐蚀不利,同时,还会降低吸收效果。
如果富液中酸气负荷上升,则要加大循环量,如果由于MDEA浓度低,吸收效果差,除了减少注水外,也可暂时考虑加大循环量,但根本的调节方法还是提高胺液浓度。
1.2.5液位吸收塔T101、T201的液位高低会直接影响正常操作以及整个系统的胺液平衡;液位过高则降低了吸收有效空间,液面低会引起吸收塔压空、串气,打乱整个操作。
一般按液面的50~75%控制。
1.2.6贫液温度贫液温度按国内经验一般控制在比原料气温度高4~5℃为适宜,这主要考虑到富液的烃含量问题。
1.2.7MDEA浓度本装置是按MDEA浓度为30%(重)设计的,如果浓度<20%单位体积中,富液中的酸性气浓度将变得较低,溶剂循环量必须加大,以便能更完全吸收原料气中H2S杂质。
相反,使用较高浓度的MDEA溶液,将允许减少循环量,但每单位体积溶液吸收的酸性气体量将增加,酸性气浓度过高的富溶剂腐蚀性更强。
1.2.8原料含硫量液化气以及干气是脱硫系统的原料,其含硫量与原油含硫量以及反应系统的操作有关,含硫量越高,脱硫难度越大。
1.3正常操作法1.3.1贫液缓冲罐V4011.3.1.1压力V407罐顶压力由PIC4010A/B控制,压力高时打开PV4010B阀,将多余气体放入火炬;压力低时打开PV4010A阀,将氮气补充进V407。
两阀通过压力控制器对其进行分程调节,当PIC4010阀位在0~50%时,PV4010A开度为100%~0%,PV4010B开度为0%;当PIC4010阀位在50~100%时,PV4010A 开度为0%,PV4010B开度为0%~100%。
压力控制0.1KPa。
1.3.1.2液位V3017液位由贫液进口阀LIC4008控制,通过V3017液位控制器LT3502串级控制。
V3017是热贫液进装置缓冲罐,贫溶剂进入装置后,通过E3016加热,然后进入V3017,向循环氢脱硫塔T3005提供贫液,其流量也影响V3017的液位稳定。
正常生产中V3017的液位过低,则容易使T3005贫溶剂泵P3003抽空,V3017液位控制50~70%。
1.3.2地下溶剂罐V3035V3035设有液位控制器LT3503,控制地下溶剂泵P3029电机开关,液位高时启动P3029将收集的富液打回脱硫装置。
V3035液位控制50~85%。
1.3.3富胺液闪蒸罐V30241.3.3.1压力V3024罐顶压力由PV3503控制,压力高时打开PV3503阀,将多余气体放入火炬。
1.3.3.2液位V3024液位由底部出口控制阀FV3501控制,出装置的富胺液由流量累计计量FIQ3504、瞬时计量FT3504进行计量。
1.3.4循环氢脱硫塔T30051.3.4.1液位1.3.4.1.1塔底液位T3005塔底富液经过液力透平HT3002减压后送回脱硫装置,HT3002作为贫液进口泵P3003A的动力;液位太高可能引起液泛;液位太低,则容易使液力透平HT3002抽空,由于T3005压力达13.5MPa,容易引起串气;液位太高或太低均会影响操作稳定。
T3005塔底液位由阀LV3118A/B控制,LV3118A 是HT3002进口阀,LV3118B是HT3002旁路阀,通过液位控制器LICA3118分程控制,当LICA3118阀位在0~50%时,LV3118A开度为0%~100%,LV3118B开度为0%;当LICA3118阀位在50~100%时,LV3118A开度为100%,LV3118B开度为0%~100%,设有高低报警并带停车联锁。
贫液进料流量由P3003出口流量阀FV3135控制,由于P3003出口流量与HT3002转速有关,T3005塔底液位和压力也影响贫液进料流量。
正常生产时控制流量115.64m3/h。
正常生产时塔底液位控制在60~85%。
1.3.4.1.2循环氢压缩机进口分液罐V3007液位V3007液位由塔底富液排放阀LV3119控制,将分离出的富液通过富液总管排回脱硫装置。
正常生产时液位控制在60~75%。
该液位是C3001联锁系统动作原因之一,设有液位高高报警三个,其中两个报警时,联锁停C3001,装置紧急停车。
1.3.4.2塔顶压力T3005塔顶压力在正常生产时主要通过调节循环氢压缩机进口分液罐V3007罐顶废氢排放阀PV3127B通过控制废氢的排放量来控制,正常控制在13.5MPa。
V3007压力同时也是循环氢压缩机C3001进口压力,C3001的运转对T3005塔顶压力控制有较大的影响。
贫液进料流量由P3003出口流量阀FV3135控制,流量大时可导致塔顶压力下降,流量小则相反。
该阀同时也对塔顶温度有一定的影响。
1.3.4.3吸收温度在脱硫系统的操作中,吸收温度由吸收贫液温度决定,而贫液在进入装置后,在E3016壳程被管程的产品柴油加热,因此,调控E3016出口产品柴油温度的管程旁路阀TV3505对调控贫液温度有一定的影响。
1.3.4.4循环氢含硫量循环氢含硫量与原油含硫量以及反应系统的操作有关,含硫量越高,脱硫难度越大。
1.3.5液化气脱硫塔T3008T3008是液-液抽提塔,它的最基本条件是液相操作,若温度高,则液化气会汽化导致压力波动打乱操作,且C5以上沸点较高的化合物(操作波动时产生)在溶液中的积累速度增大,而直接影响吸收效果,所以,低温时对T3008操作有利。
但温度直接取决于塔的操作压力,对于达到同一效果而言,压力高温度可稍高,反之亦然。
影响T3008温度的因素有,进料温度、贫溶液温度、塔顶温度等。
1.3.5.1液位T3008是液-液抽提塔,其塔顶液位是指液态的液化气与溶液之间的交界。
1.3.5.1.1塔顶液位T3008塔底富液经过塔底流量阀FV3311送回脱硫装置,可由液位控制器LT3307串级控制,并设有高低报警;液位太高或太低均会影响操作稳定。
T3008贫液进料量对该液位也有影响。
由FV3310通过控制P3019出口的贫液量控制T3008贫液进料量。
正常生产时控制流量约10.04m3/h。
由于T3008是液-液抽提塔,因此液化气进料也会使该液位波动。
液化气进料与脱乙烷塔T3007塔底液位有关,由其底部出口流量控制阀FV3306控制。
正常生产时控制流量约4.87~8.509t/h。
正常生产时液位控制在60~85%。
1.3.5.1.2液态烃聚集器V3020液位V3020液位由塔底富液排放阀LV3308控制,将分离出的富液与T3008底部排出的富液一起排回脱硫装置。
正常生产时液位控制在60~85%。
1.3.5.2塔顶压力T3008塔顶压力通过控制液态烃聚集器V3020压力来控制。
在正常生产时主要通过调节V3020顶部液化气出口控制阀FV3312来控制,FV3312由压力控制器PV3305串级控制,正常控制在1.9MPa。
T3008顶部产品液化气流量对塔顶压力有较大的影响,流量大时可导致塔顶压力下降,流量小则相反。
1.3.6干气脱硫塔T30111.3.6.1液位1.3.6.1.1塔底液位T3011塔底富液经过塔底液位控制阀LV3408送回脱硫装置;液位太高可能引起液泛;液位太低,容易引起串气;液位太高或太低均会影响操作稳定。
T3011贫液进料量对塔底液位也有影响。
由FV3409通过控制P3019来的贫液量控制T3011进料量。
正常生产时控制流量约56.64m3/h。
正常生产时塔底液位控制在60~85%。
1.3.6.1.2干气分液罐V3016液位V3016液位由塔液位控制阀LV3407控制,将分离出的液体放空。
正常生产液位控制在40~60%。
1.3.6.2塔顶压力T3011塔顶压力通过压力控制阀P V3408来控制。
在正常生产时控制在0.6MPa。
T3011顶部石脑油进料量对塔顶压力有较大的影响,流量大时可导致塔顶压力下降,流量小则相反。
该阀同时也对塔顶温度有一定的影响。
1.3.6.3干气H2S含量超标的调节1.3.6.3.1原因:a、原料中酸性气含量增加。
b、原料气量增大。
c、贫液循环量不足、贫液再生不好或浓度低。
d、压力波动或溶液温度高。
e、溶液液面过低。
f、溶液发泡严重或溶液脏等造成吸收效果差。
1.3.6.3.2调节:a、增大贫液循环量。
b、反应系统平稳操作。
c、联系脱硫装置平稳操作,提高溶液浓度和再生度。