胺溶液的吸收与再生培训教学讲义.docx

胺溶液的吸收与再生培训教学讲义.docx

《胺溶液的吸收与再生培训教学讲义.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《胺溶液的吸收与再生培训教学讲义.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

胺溶液的吸收与再生培训教学讲义

胺溶液的吸收与再生培训讲义

1.胺溶液的吸收与再生的原理

胺溶液的吸收与再生就是利用N-甲基二乙醇胺来吸收H2S，然后再通过汽提把含H2S的富溶液再生。

这一机理的依据是溶于水的H2S和CO2具有微酸性，会与胺（弱碱性）起反应，生成会在高温中分解的盐类。

1.1胺溶液的吸收原理

用于脱硫的胺溶液至少有一个羟基团和一个氨基团的作用是使水溶液达到必要的碱性度，促使酸性气的吸收。

利用N-甲基二乙醇胺（MDEA）来吸收H2S和CO2发生的主要反应如下：

R3N+H2O→R3NH＋+OH－

R3N+H2S→（R3NH）2S

（R3NH）2S+H2S→2R3NHHS

R3NH+H20+CO2→（R3NH）2CO3

（R3NH）2CO3+H20+CO2→2R3NHHCO3

虽然这些产物都是化合物，但在正常条件下具有明显的蒸汽压，使平衡溶液中的组分随着酸性气分压而变化。

当这些化合物的蒸汽压随着温度的变化而加剧时，就可以利用热量将吸收的气体从溶液中汽提出来。

从前两个反应可以看出，H2S能够直接、快速地和胺起反应，生成胺硫化物和氢硫化物。

从后两个反应可以看出，CO2也参与反应，产生取代氨基甲酸的胺盐。

1.2胺溶液的再生原理

根据N－甲基二乙醇胺在常温下与硫化氢反应生成硫化N－甲基二乙醇胺，在120℃时生成物又分解为原反应物，而N－甲基二乙醇胺性质不变的原理，循环使用N－甲基二乙醇胺溶液,

（R3NH）2S----→R3NH+H2S

2R3NH2HS----→（R3NH）2S+H2S

（R3NH）2CO3----→R2NH+H20+CO2

2R3NHHCO3----→（R3NH）2CO3+H20+CO2

用N－甲基二乙醇胺作为吸收剂，具有良好的选择吸收性能，酸性气负荷大，设备腐蚀轻，溶剂使用浓度高，循环量小，能耗低，脱硫效果好，胺液再生温度低等特点。

1.3N-甲基二乙醇胺（MDEA）的性质

下表为MDEA性质

1、用途

用以脱除过程尾气中的硫化氢，生产合格的脱后干气

2、主要性质

分子式

外观

无色粘性液体、无悬浮物

密度

1.036～1.046g/cm3（20℃）

凝点

-21℃

含量

≥98.0%

水份

≤1.0%

分子量

119

沸点

246～249℃（760mmHg）

粘度

101mPa•S（12℃）

3、注意事项

存于通风干燥处

2.0胺溶液的再生系统流程简述

自产品精制装置、3#常减压装置轻烃回收、渣油加氢处理装置和2#高压加氢裂化装置的脱硫混合富溶剂进入溶剂再生部分，经富溶剂过滤器（FD313101A/B）过滤，进入贫富液二级换热器EA313102A/B与从再生塔DA313101底来的贫溶液换热至65℃后进入富液闪蒸罐FA313101闪蒸出溶解在其中的烃类排放至低压燃料气管网，闪蒸后的富液经富溶剂泵GA313102A/B加压与贫富液一级换热器EA313101A/B/C/D换热至98℃后进入有23层高效浮阀塔盘的溶剂再生塔DA313101的第三塔盘，再生塔底重沸器（EA313104A/B）由经过减温减压的0.35MPa饱和蒸汽加热至127℃汽提，从塔顶出来的114℃酸性气至酸性气空冷器（EC313102A-J）和酸性气水冷却器EA313105A/B冷凝冷却至40℃后进入进入再生塔顶回流罐FA313102进行气水分离，分去酸性水的酸性气送到硫回收装置。

酸性水则经再生塔顶回流泵GA313103A/B）打至DA313101上部作回流，多余的酸性水送酸水汽提装置。

再生后的贫溶液中H2S≤0.8g/L，CO2≤0.2g/L。

从DA313101底出来的贫溶液经贫富液一级换热器EA313101A/B/C/D换热、溶剂循环泵GA313101A/B加压、贫富液二级换热器EA313102A/B换热后，进入贫液空气冷却器（EC313101A-F）、贫液冷却器EA313103A/B冷却至55℃，经溶剂泵GA313107A/B加压后送至各脱硫单元循环使用。

3.0胺系统清洗及胺液配制

3.1胺系统清洗：

溶剂再生系统内胺系统的清洗包括所有的胺液管线及设备，胺液对设备管线清洁度的要求非常高，不能有任何的杂质。

溶剂再生系统内设备及管线第一步用工业水冲洗干净，第二步用蒸汽凝结水或除盐水清洗置换胺系统。

冲洗循环期间禁止启用过滤器，流程走旁路，待开车正常时使用。

冲洗置换原则是各点排放水干净清洁。

胺系统冲洗循环结束，停运各泵，关闭蒸汽凝结水进系统阀门，将各塔、罐内、泵体及管线低点放空打开，排进所有的水。

胺系统经过蒸汽凝结水清洗后，必须用氮气将系统中氧气赶干净，因为氧存在会对胺溶液造成影响。

打开向系统冲氮气管线上阀门，再生系统进行氮气置换吹扫，贯通流程，所有设备按流程顺序，分别从高、低点排放，直到置换合格为止。

氮气置换贯通期间注意系统压力，防止设备超压，所有与胺溶液接触的管线设备都必须置换到位。

3.2胺溶剂的配制：

打开蒸汽凝结水管线进胺溶剂罐上阀，加入适量的凝结水，并根据罐内液位与凝结水流量来核实指示相符。

第一次配制时可根据设计院提供的数据来合理的配制溶剂，启动溶剂输送泵，打开泵出口返回溶剂罐阀门，贯通溶剂循环流程，在溶剂罐内建立溶剂循环。

将装MDEA溶剂桶运至现场，将软管直接插入桶内，打开溶剂加入管线上的胺液加入阀，启动电动泵把胺液从胺桶内抽至溶剂罐。

核实胺液加量与胺罐液位相符。

胺液和蒸汽凝结水溶解后，胺溶剂用溶剂输送泵继续循环24小时后停泵，联系化验分析罐内溶剂MDEA浓度，按设计要求配制后的MDEA浓度为30%，记录好溶剂浓度和罐内溶剂液位。

对胺溶剂罐气相部分充氮保护，并保持压力为0.001MPa左右，并对罐内的液位、压力和胺加入量作好记录。

4.0MDEA溶剂冷、热循环

4.1MDEA溶剂冷循环

4..11MDEA溶剂已经配置结束，具备使用条件。

4.1.2开通氮气置换流程，按流程顺序打开各低点、高点放空吹扫置换，直至将系统内空气赶尽，并分析合格，然后关闭氮气阀。

4.1.3改通溶剂罐至再生塔DA313101补溶剂流程，启动溶剂输送泵，向再生塔加溶剂至液面50%左右。

4.1.4改通再生塔至各脱硫装置贫溶剂流程，启动再生塔底贫液泵向加溶剂。

4.1.5改通各脱硫装置至再生装置富液流程，启动富液泵GA313102A/B将溶剂建立系统大循环。

4.1.6溶剂大循环稳定后，停溶剂输送泵，停止系统加溶剂。

4.1.7向再生塔充氮气至正常操作压力0.1MPa。

4.2MDEA溶剂热循环

4.2.1开通低压蒸汽至重沸器（EA313104A/B）以及冷凝水流程，缓慢打开重沸器蒸汽调节阀，使再生塔底部液相以每小时25℃的速度升温。

4.2.2开通再生塔顶部气相去回流罐及冷凝液回流流程，待再生塔顶温上升后投用酸性气空气冷却器，酸性水回流罐液位上升后，启动回流泵GA313103A/B，再生塔顶建立回流,回流量通过液位控制。

4.2.3投用贫液空气冷却器（（EC313101A-F），控制温度55℃符合要求。

4.2.4溶剂热循环结束后各点指标如下：

再生塔底液位40－80％

再生塔顶压力0.1MPa

再生塔底部温度120～126℃

溶剂系统大循环也是对系统进行溶剂清洗的过程，在整个过程中，只有溶剂完全干净透明才能保证以后的操作平稳。

5.0操作问题的处理

5.1溶剂再生塔气相返塔温度影响因素和调节方法

溶剂再生塔底重沸器气相返塔温度直接影响到胺溶剂的再生效果，有些装置如尾气处理的溶剂再生气相返塔温度是根据富液流量与蒸汽流量比值通过比值调节器和蒸汽流量调节器来实现的，有些装置如溶剂集中再生系统的重沸器气相返塔温度是根据气相返塔温度与蒸汽流量通过蒸汽流量调节器来实现的。

特别提醒：

为了确保在装置低负荷运转期间脱硫纯度要求，需要降低重沸器能力同时也要降低溶剂的循环速度，而不能用减少重沸器蒸汽对溶剂的比值的方法来实现。

影响因素

调节方法

1、蒸汽与富液比值不合适

有蒸汽/富液比值调节的通过调节蒸汽/富液比值

2、蒸汽温度和压力波动

控制好减温减压器来的低压蒸汽的温度和压力

3、蒸汽带凝结水

检查减温减压器，低压蒸汽脱除冷凝水

4、冷凝水系统压力波动

控制好除氧器压力

5、冷凝水系统出路不畅

更换蒸汽疏水器

6、富液流量变化

投用好蒸汽流量自动控制系统，自动调节蒸汽流量

7、再生塔压力波动

通过PIC-313114控制好再生塔压力

8、仪表测量不准

联系仪表校表

9、调节器跟踪或快或慢不合适

重新整定调节器PID

5.2再生塔压力调节方法

再生塔压力影响胺液再生效果和胺液使用周期，装置再生塔压力控制是通过酸性气压力控制器PIC—313114单回路来控制，两个回路采用分程控制。

5.2.1在正常情况下，再生塔压力较低，PIC—313114A具有较低的设定压力，因此再生塔压力控制由PIC—313114A自动控制来实现，此时PIC—313114B输出最小，酸性气放火炬压力调节阀全关。

5.2.2在事故情况下，如克劳斯工段联锁停车，酸性气管线堵塞等，再生塔压力突然上升，此时再生塔压力控制由PIC—313

114B自动控制来实现，把酸性气火炬管网泄压。

5.2.3投用好上述分程控制系统，在正常情况控制系统能自动克服装置负荷波动，酸性气管网压力波动等因素对再生塔压力的影响，而在事故情况下，酸性气能自动放火炬避免事故的发生。

5.3溶剂中MDEA老化再生

SO2在含有H2S情况下能与胺起反应生成盐类，使溶剂对H2S吸收能力降低。

当溶剂采用MDEA时，若在溶剂中加入Na2CO3，则MDEA可以得到再生，反应如下：

RR′R

2R—N—H＋CO32-≒2R—N—R′＋CO2＋H2O

反应后产生了MDEA和CO2，CO2在再生塔中被去掉，这样MDEA又能重新吸收CO2和H2S。

在正常情况下贫溶剂PH值为11.2—12.2，溶剂中的PH值可以反映出溶剂被SO2污染和老化的程度，当溶剂中积累的盐类浓度大于15%时，需排掉部分溶剂，补充新鲜溶剂。

5.4贫液中H2S含量偏高的原因及调节方法

原　　因

调节方法

1、再生塔底部温度偏低

有比值调节的增大重沸器蒸汽/溶剂比值，提高重沸器气相返塔温度。

或把塔底温度调节器温度设高

2、再生塔压力偏高

通过塔顶压力调节器控制合适的压力，减少气相中H2S分压

3、再生塔气液相负荷不合适

调节塔底温度，优化溶剂再生塔操作

4、再生塔顶部温度过低

适当降低吸收塔顶部回流量或提高富液入塔温度

5、重沸器壳程液位过高

从酸性水回流泵出口排出部分酸性水降低再生系统液位

6、富液中CO2含量偏高

提醒外装置优化操作，降低CO2的吸收量

5.5溶剂发泡迹象及预防发泡方法

5.5.1溶剂发泡的原因

MDEA溶剂象其它含水的碱性胺溶剂一样容易发泡，溶剂发泡是由于溶剂被表面活性剂污染引起，表面活性剂减少了溶剂的表面张力，造成了溶剂的发泡。

5.5.2溶剂发泡迹象

5.5.2.1再生塔PDT313130压力降增加。

（吸收塔也一样）

5.5.2.2再生塔液位突然下降。

（吸收塔也一样）

5.5.2.3溶剂脏不透明。

5.5.3预防发泡方法

5.5.3.1一般正常操作时有10%的溶剂进行连续过滤的。

此时就要加大对溶剂进行连续和有效的过滤，去掉溶剂中固体物质，并对过滤器进行定期清理。

5.5.3.2调节好溶剂的吸收负荷，一般溶剂的吸收负荷H2S分子/胺分子比值最高为0.45，这样可以防止腐蚀，或在溶剂中加入防腐剂，抑制FeS的生成。

5.5.3.3配制溶剂时应采用蒸汽冷凝水，减小溶剂系统中氧的带入。

5.5.4溶剂发泡的处理

如果溶剂发泡，应加入消泡剂，最好采用硅基消泡剂，消泡剂加入量应适中，若加入量过多不但起不到消泡作用，反而会使溶剂发泡严重，因此加消泡剂前最好先把消泡剂稀释。

5.6.减少装置溶剂消耗操作

溶剂消耗的多少，直接关系到装置操作成本的高低和环境污染的严重程度，所以减低溶剂的损耗是本装置重要和艰难的工作。

5.6.1对于上游装置来说，如硫回收装置，则要平稳克劳斯单元操作，严格控制尾气中氧含量，使尾气中SO2完全还原，防止SO2带入溶剂吸收塔，使溶剂老化，造成溶剂的损失。

对尾气吸收装置来说，要严格控制急冷塔急冷水的PH值，避免加入液氨，造成尾气中带氨造成溶剂的老化，同时又要避免急冷水PH值过低，尾气中SO2溶解不完全，使进入吸收塔尾气带SO2造成溶剂老化，也要防止吸收塔气相负荷过大，造成尾气中带胺严重。

对于脱硫装置来说，防止脱硫塔气相负荷过大，造成塔顶气相中带胺严重。

5.6.2经常清洗溶剂过滤器，确保对溶剂进行连续和有效的过滤，去掉溶剂中固体物质，防止溶剂发泡。

5.6.3装置停工时严禁就地排放溶剂，把设备内残留的溶剂通过地下溶剂罐全部送入溶剂罐，减小停工过程中溶剂的损耗。

5.6.4溶剂罐连续用氮气置换，避免氧气的进入使MDEA变质。

5.6.5控制再生塔底重沸器加热蒸汽的压力与温度的稳定，以防止重沸器管束壁温过高，造成溶剂的热降解。

5.7平稳溶剂液位及浓度操作

整个溶剂系统是以水平衡为基础进行操作的，外界水带入系统或系统内水带出都会影响整个溶剂系统的平衡，为保证整个溶剂系统溶剂液位及浓度的稳定，则必须保证整个溶剂系统的水平衡。

5.7.1对于斯科特单元操作，要投用好贫液冷却器，保证贫液入吸收塔温度在40℃，投运好急冷水空冷器和急冷塔，控制尾气入吸收塔温度在40℃，努力使吸收塔出入尾气温度差最小，保持尾气中水蒸汽含量基本不变。

5.7.2投用好酸性气冷却器，把酸性气冷后温度控制最低，同时防止再生塔的冲塔或淹塔，避免酸性气把大量水带出。

5.7.3若系统内溶剂液面上升，则检查再生塔底重沸器和酸性气水冷却器，看有无腐蚀泄漏，有泄漏则要切出堵漏。

并从酸性水回流泵出口抽出部分酸性水到酸性水汽提装置，控制系统液位。

5.7.4若系统内溶剂液面下降，则从酸性水回流泵入口加入脱氧水，控制系统液位。