消泡劑注入裝置設(shè)計(jì)優(yōu)化的探討

侯喆

大慶油田采氣分公司 大慶 163000

一、消泡劑注入的必要性

天然氣凈化廠工程脫碳裝置采用活化MDEA胺法脫碳工藝，在溶液循環(huán)過程中由于固體顆粒、胺降解、操作波動(dòng)等因素造成MDEA溶液發(fā)泡，將導(dǎo)致凈化氣不合格、裝置處理量降低等一系列問題，不僅影響裝置正常運(yùn)行，而且還會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

為解決溶液的發(fā)泡問題，在實(shí)際生產(chǎn)中需要加入少量的消泡劑來有效控制溶液發(fā)泡。當(dāng)加入消泡劑后，因其較低的表面張力進(jìn)入液膜，在溶液表面進(jìn)行鋪展，帶走鄰近表面的一層溶液，使液膜局部變薄，最終導(dǎo)致泡沫破裂，達(dá)到消泡的目的。設(shè)計(jì)在脫碳單元共設(shè)置了兩個(gè)消泡劑注入點(diǎn)，第一點(diǎn)設(shè)置在一段貧液泵出口，與貧液一起進(jìn)入吸收塔；第二點(diǎn)設(shè)置在回流液泵出口，與酸氣分離器分離出來的水一同增壓后返回到再生塔頂部，每次加入量約為0.2L。

二、原設(shè)計(jì)加注工藝

在泵房內(nèi)共設(shè)2套消泡劑注入裝置（圖1），每套裝置由1臺儲藥罐（V=0.63m3），2臺隔膜計(jì)量泵（一開一備）組成撬裝設(shè)備，由計(jì)量泵將消泡劑注入固定位置。

圖1 消泡劑注入裝置流程圖

三、存在的問題

原設(shè)計(jì)中的消泡劑注入裝置采用1臺直徑800mm，高度1500mm，V=0.63m3的儲藥罐，可以滿足MDEA溶液存儲及輸送藥劑功能，但也存在一些問題。

1.實(shí)際注入量不容易控制

原設(shè)計(jì)的消泡劑注入裝置可根據(jù)儲藥罐上液位計(jì)數(shù)值向外輸出藥劑，但實(shí)際生產(chǎn)中，由于加注管線距離長，單向閥不嚴(yán)，可能造成返液現(xiàn)象，因此會造成輸出藥劑量不準(zhǔn)確，影響對裝置的操作控制。

2.藥劑儲罐容積過大

根據(jù)凈化廠自身的處理量和國內(nèi)某凈化站的調(diào)研，實(shí)際操作中每次加入的消泡劑量僅為0.2L，一次性加注量少，因此該設(shè)計(jì)容積過大。如果儲藥罐內(nèi)的藥劑存儲過多，時(shí)間久了還容易氧化變質(zhì)。

四、設(shè)計(jì)優(yōu)化思路

針對原設(shè)計(jì)中消泡劑注入裝置加注工藝存在問題，我們對其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

1.優(yōu)化后的工藝

根據(jù)凈化廠的實(shí)際需求，我們將撬裝的消泡劑注入裝置優(yōu)化為阻泡劑添加器，每套裝置由1臺臥式儲罐（直徑60mm，長度300mm，V=0.85×10-3m3）及系統(tǒng)管路、管件、閥門、設(shè)備支架組成。經(jīng)調(diào)研可知，國內(nèi)某天然氣凈化站也從原有的消泡劑注入裝置改造為阻泡劑添加器，經(jīng)過幾年的實(shí)際應(yīng)用，效果不錯(cuò)。

其工藝流程如圖2所示，當(dāng)需要添加消泡劑時(shí)，人工倒入定量的消泡劑至阻泡劑添加器頂部，經(jīng)過裝置頂部的漏斗，溶液流進(jìn)罐體。裝置的前后管線被連接到一段貧液泵和回流液泵的進(jìn)口和出口，通過開關(guān)前后手閥，利用原有動(dòng)力(貧液泵和回流液泵)的壓差使溶液循環(huán)流動(dòng)進(jìn)入到塔頂，達(dá)到加注消泡劑的目的。

圖2 阻泡劑添加器流程圖

2.優(yōu)化前后技術(shù)對比分析

（1）優(yōu)化后，阻泡劑添加器的注入點(diǎn)位置、加入量與原設(shè)計(jì)一樣，滿足凈化廠需求。

（2）方便加入量控制。當(dāng)出現(xiàn)MDEA溶液發(fā)泡時(shí)，每次根據(jù)消泡劑需求量可精確一次性加完，不需要過多藥劑存儲在罐內(nèi)。

（3）簡化工藝流程。取消了原設(shè)計(jì)中隔膜計(jì)量泵、液位計(jì)、控制柜及底撬，現(xiàn)在只需要一個(gè)臥式儲罐及相關(guān)閥門、管路、管件既可完成輸送功能。

（4）避免藥劑浪費(fèi)。由于凈化廠實(shí)際生產(chǎn)中每次加入的消泡劑量不多，而且過多的存儲，時(shí)間久了還會導(dǎo)致氧化變質(zhì)。因此根據(jù)實(shí)際需要，減小體積，改進(jìn)了原設(shè)計(jì)中儲罐偏大的缺點(diǎn)。

（5）優(yōu)化泵房布局。原儲藥罐尺寸占地面積大，優(yōu)化設(shè)計(jì)后節(jié)省了泵房空間。

（6）降低設(shè)備投資。2套消泡劑注入裝置投資大約54萬元，優(yōu)化后可節(jié)約投資大約40萬元；計(jì)量泵年耗電量3.4×103kWh，優(yōu)化后可節(jié)省這部分運(yùn)行成本費(fèi)用。

五、結(jié)論及認(rèn)識

在設(shè)計(jì)過程中我認(rèn)識到設(shè)計(jì)要本著優(yōu)化工藝流程，便于日常維護(hù)、操作的原則，同時(shí)輔助裝置的規(guī)模要與凈化廠實(shí)際需要相符。只有通過不斷優(yōu)化工藝，改進(jìn)技術(shù)方案，才能實(shí)現(xiàn)凈化廠安全、平穩(wěn)、高效地運(yùn)行。

[1]胡義鈺，方曉峰，倪雙林，等.濕法磷酸生產(chǎn)中泡沫因素分析及消泡劑的開發(fā)現(xiàn)狀.云南化工，2011，38（2）.