60萬噸/年液化氣脫硫脫硫醇裝置技術改造＊

王劍鋒,劉春林,張桂蘭

(陜西延長石油 (集團)有限責任公司 延安石油化工廠,陜西,延安,727406)

60萬噸/年液化氣脫硫脫硫醇裝置技術改造＊

王劍鋒,劉春林,張桂蘭

(陜西延長石油 (集團)有限責任公司 延安石油化工廠,陜西,延安,727406)

介紹了延安石油化工廠 60萬噸/年液化氣脫硫脫硫醇裝置概況以及運行中存在的主要問題,通過工藝技術改造,有效地解決了裝置存在的問題。改造后裝置運行平穩(wěn),脫硫脫硫醇效果良好,產品質量合格。

液化氣增壓器;堿液加熱器;水洗罐;壓力控制;堿液循環(huán);汽油抽提;技術改造

1 概述

延安石油化工廠 60萬噸/年脫硫脫硫醇裝置由中國石化工程建設公司設計,該裝置由液化氣脫硫化氫及液化氣脫硫醇兩部分組成。脫硫裝置采用胺法脫硫工藝脫除催化液態(tài)烴中的硫化氫;脫硫醇裝置采用預堿洗加抽提氧化工藝脫除液態(tài)烴中的硫醇。精制后的液化氣作為原料送氣分裝置分離出丙烯為 20萬噸/年聚丙烯裝置提供原料。由于設計等原因,液化氣泵難以達到設計流量,堿液抽提系統(tǒng)難以維持循環(huán),生產過程中精制液化氣帶胺、帶堿現(xiàn)象極為嚴重,影響裝置的平穩(wěn)運行,經改造后于2009年6月25日投產以來,裝置運行平穩(wěn),尚未按計劃進行停工檢修。

2 存在的問題

2.1 液化氣進料泵出口流量很難達到設計值 由于該裝置所用液化氣是從延安煉油廠通過管線送入液化氣原料緩沖罐D-102,管線直徑 Ф350mm,長度 10km,在陜北寒冷的冬季,D-102壓力很低 (最低為 0.025MPa),液化氣泵 P-101進口壓力低,導致出口流量很難達到設計值,嚴重地影響了液化氣泵的正常操作。

2.2 堿液加熱器熱源不足,凝結水后路不暢 原設計堿液加熱器 E-201用 0.35MPa蒸汽加熱,換熱器換熱面積不夠,加熱器出口凝結水經疏水器進入全廠凝結水系統(tǒng),凝結水送不出去。

2.3 液化氣堿液抽提溶劑分離罐沒有壓力,堿液無法正常循環(huán) 原設計堿液自壓進入堿液抽提塔 C-203,液化氣堿液抽提溶劑分離罐D-209沒有壓力,堿液無法正常循環(huán)。

2.4 非凈化風管線易堵塞。

2.5 水洗水泵 102-P-203出口憋壓,無法正常運行。

2.6 精制液化氣帶胺帶堿嚴重,影響氣分裝置的平穩(wěn)運行。

3 技術改造的內容及效果

3.1 液化氣原料緩沖罐增加液化氣蒸發(fā)器 參照聚丙烯裝置的丙烯蒸發(fā)器為丙烯罐增壓原理[1],在液化氣原料緩沖罐D-102旁增加液化氣蒸發(fā)器 E-102,殼程走液化氣,管程走0.35MPa蒸汽,蒸汽流量用調節(jié)閥實現(xiàn)與 D-102壓力的自動控制,進入冬季時打開蒸發(fā)器 E-102為 D-102加壓至0.6MPa～0.8MPa,提高原料液化氣泵的入口壓力,冬季過后及時關閉,為避免內漏和互竄,并增設 8字盲板。改造后,原料液化氣泵運轉正常,即使在寒冷的冬季,出口流量也達到了預期的效果。

3.2 針對堿液加熱器 E-201熱源不足,凝結水難外排,原設計堿液加熱器 E-201用 0.35MPa蒸汽加熱,改用 1.0MPa蒸汽加熱,凝結水排放暢通,為了減少腐蝕,將加熱溫度控制在 45℃～50℃,比原設計降低了 10℃,氧化效果良好。

3.3 堿液抽提系統(tǒng)改造 原設計液化氣堿液抽提溶劑分離罐D-209堿液自壓進入堿液抽提塔 C-203,D-209沒有壓力,堿液無法正常循環(huán)。經過分析后決定去掉 D-209,D -203由原來的差壓控制改為壓力控制,堿液直接通過 D-203底部進入 C-203頂部,汽油通過溶劑循環(huán)泵 P-208進入 C-203底部,循環(huán)后回到 102-D-210,當汽油中二硫化物達到一定濃度后,通過 P-208送至罐區(qū)污油罐,為了使堿液得到及時的補充,從 P-206出口加一條管線至C-203,這樣改造后不僅解決了堿液循環(huán)問題,而且省出了兩臺溶劑及二硫化物泵 P-207,節(jié)約了電能損耗。

3.4 針對非凈化風管線堵塞問題,處理時發(fā)現(xiàn)管線中有大量的堿液,分析其原因是由于氧化塔內堿液倒流所致。由于非凈化風系統(tǒng)壓力為 0.70MPa,所以將氧化塔頂壓力由原設計的 0.70 MPa降至 0.55MPa,解決了非凈化風管線的堵塞問題。

3.5 針對水洗水泵 102-P-203出口憋壓問題,我們通過分析論證,該泵選型過大,操作中,開進出口連通閥也不能將壓力和流量降到要求值,還有一個原因就是入口壓力高所致,液化氣水洗水罐有壓力,最高時可達 0.25MPa,分析其原因是由于水洗水中含有液化氣所致,說明液化氣和水在液化氣水洗沉降罐 102-D-202中停留時間短,沉降分離不充分。給水洗罐頂加低壓瓦斯放空線,水洗水泵加返罐線,改造后水洗水的循環(huán)量可以降到要求值,解決了水洗水泵 102 -P-203出口憋壓問題。

圖1 堿液抽提系統(tǒng)技術改造簡圖

3.6 精制液化氣帶胺帶堿問題 取樣分析結果表明由于雙脫裝置脫硫過程中液化氣攜帶了部分降解的胺液以及脫硫醇過程中攜帶了部分二硫化物和部分腐蝕產生的聚合物[2]。精制液化氣帶胺液是由于胺液循環(huán)量過大和胺液發(fā)泡引起的;帶堿液是由于液化氣在在水洗沉降罐中停留時間不足引起的。為此我們采取以下措施：1)胺液系統(tǒng)用氮氣密封,泵的入口處維持正壓,并防止從胺液泵填料處漏入空氣,使氧化降解反應減少,從而杜絕了胺液的氧化降解變質。2)加強檢查胺液過濾器的使用情況,及時切換清理。3)在保證脫硫效果的基礎上,稀釋胺液濃度和降低胺液循環(huán)量[3]。4)適當降低胺液再生塔頂壓力,提高胺液再生塔底溫度,保證胺液再生效果。5)適當加注胺液阻泡劑,改變胺溶液的表面張力,以減少胺液的發(fā)泡因素。6)降低水洗水循環(huán)量,以減少水洗水在沉降罐中的擾動。經過以上改進,徹底解決了精制液化氣帶胺帶堿問題。

4 主要操作條件

見表1。

表1 主要操作條件

5 精制液化氣及貧胺液質量分析結果

見表2。

表2 精制液化氣及貧胺液質量分析結果

6 改造前后對比分析

通過這次技術改造及操作指標的修訂,解決了液化氣原料泵入口壓力低的問題;解決了堿液循環(huán)問題;降低了系統(tǒng)的操作壓力;降低了胺液、堿液的濃度和循環(huán)量;降低了汽油循環(huán)量;減少了壓縮空氣和加熱蒸汽的用量;降低了水洗水循環(huán)量等。裝置運行平穩(wěn),精制液化氣合格率 100%,達到了令人滿意的效果。

7 經濟效益分析

通過這次技術改造,裝置的處理能力達到了 66萬噸/年,裝置運行平穩(wěn),產品質量合格,由于降低了胺液循環(huán)量,使得再生裝置蒸汽消耗量大幅減少,1.0MPa蒸汽消耗由原來的 8t/h降為 4t/h,可節(jié)約 320萬元/年;胺液可節(jié)約 200萬元/年;堿液可節(jié)約 240萬元/年;由此每年共可節(jié)約 760萬元,達到了預期的目標,取得了良好的經濟效益。

8 改造后遺留的問題

8.1 水洗罐用的新鮮水直接排到了污水系統(tǒng),既增加了污水系統(tǒng)的負擔,又造成了浪費,水洗水的雜質含量極少,有待做其它利用。

8.2 胺液在循環(huán)過程中產生了熱穩(wěn)鹽 (HSS)的積聚,胺液中 HSS含量的增加,不僅會導致設備和管線的腐蝕、胺液過濾袋的頻繁更換,而且會引起胺液發(fā)泡,增加胺液消耗,降低了脫硫效率,消耗了更多的蒸汽。胺液凈化方案國內已有成套設備和成熟的經驗,有待應用。

8.3 液化氣水洗沉降罐體積偏小,當提量操作時,液化氣停留時間不足,沉降分離不充分,導致液化氣帶胺帶堿。

9 結論

9.1 原料液化氣罐加液化氣蒸發(fā)器解決原料泵入口壓力低,具有較大的推廣價值。

9.2 堿液抽提系統(tǒng)改造后,刪除了多余繁瑣的流程,降低了操作費用,堿液循環(huán)系統(tǒng)運轉平穩(wěn)流暢,對同行業(yè)的工藝設計具有一定的參考價值。

9.3 降低水洗水的線速度,減少了液化氣和水靜置沉降分離的擾動因素,增加了液化氣和水通過密度差沉降而分離的停留時間,徹底解決了液化氣帶胺、帶堿問題,對提量改造具有一定的參考價值。

[1]劉長慶,郭鋒等.延安石油化工廠聯(lián)合一車間聚丙烯裝置操作規(guī)程.56-58

[2]孟繁明,朱建華.氣體分餾裝置重沸器結焦原因剖析.石油煉制與化工,2005,36(7)：15-18.

[3]葉慶國,李寧,楊維孝等.脫硫工藝中氧對N-甲基二乙醇胺的降解影響及對策研究.化學反應工程與工藝,1999,15(2)：92

600000 tons/year LPG Sulfur andM ercaptan Removal Un it Technological I mprovement

WANG J ian-feng,L IU Chun-lin,Zhang Gui-lan
(Shaanxi Yanchang Petroleum(Group)Co.,L td,Yan’an Petrochem ical Plant,Shaanxi Yan’an727406,China)

This dissertation introduces the 600000 tons/year LPG sulfur and mercaptan removal unit in Yan’an petrochemical plant,points out the general operation condition and related problems.Through process technology improvement,we have effectively solved the problems existing in the unit.After the improvement,sulfur andmercapton could efficiently be removed,the productsmeet the specification.

LPG turbocharger,caustic heater,scrubber,pressure control,caustic circulation,gasoline extraction,technological improvement

TE9 TE624.5+1

A

1003-3467(2010)10-0011-02

王劍鋒(1966～),男,漢族,陜西彬縣,工程師,工學學士,從事化工生產與管理工作。