優化液化氣脫硫操作 降低裝置蒸汽能耗

摘 要：隨著原料油中硫、氮等含量不斷增加，使催化裂化干氣、液化氣中的H2S、CO2、COS、CS2、RSH等大幅度增加，加劇了設備腐蝕和環境污染，必須加以脫除。液化氣脫硫作為液化氣的后續精制裝置，視原料的變化，選擇合適的操作條件，降低蒸汽能耗，成為催化裂化裝置關注的重點。

關鍵詞：催化裂化；液化氣脫硫；能耗

1 引言

我廠為處理能力18×104t/a兩段提升管（Ⅰ型）同軸式催化裂化裝置。隨著我廠外購原油的增多，原料油質量有所變化，其硫、氮等雜質含量不斷增加，使液化氣中的H2S、CO2、COS等大幅度增加，這對后續加工等影響很大，加劇了設備腐蝕和環境污染，必須加以脫除。液化氣脫硫作為液化氣的后續精制裝置，如何視原料的變化，選擇合適的操作條件，在保證液化氣產品質量的基礎上進一步降低蒸汽能耗，逐漸成為催化裂化裝置關注的重點。

2 現場調查及分析

山東石大科技集團催化裂化裝置所采用的脫硫工藝為典型的濕法脫硫即醇胺法脫硫，采用的脫硫劑為N-甲基二乙醇（MDEA），規模為1.2萬t/a。含硫液化氣自穩定系統進入液化氣脫硫塔（T401）下部，自下而上地與從R402用P402打入T401頂部來的貧MDEA溶液進行逆向接觸，液化氣中的H2S即被溶液吸收，凈化后的液化氣自塔頂出去，至R405分離出其攜帶的少量溶劑后送至罐區。T401底吸收了H2S的富MDEA溶液經換熱及過濾（濾401）后進入溶劑再生塔（T402）頂部，塔底富液由重沸器提供熱量，由于重沸器的加熱及汽提作用，富液中的H2S被解析出來，與水蒸氣一起從T402頂出來，經冷凝器冷凝后進入R404分離，冷凝的酸性水經P405打到T402頂作冷回流，酸性氣出裝置去火炬區。解析后的貧液由T402底經換熱冷卻后進入R402循環使用。

3 脫硫效果及能耗的影響因素

3.1 脫硫劑的種類

國內常用的脫硫溶劑主要有：MEA、DEA、DIPA和MDEA等，不同的溶劑基于其物理性質的不同，導致其再生所需蒸汽能耗相差甚大，我廠采用MDEA溶劑。

MDEA對硫化氫具有很好的選擇性，對有機硫和氧氣都不敏感，對二氧化碳的吸收能力較MEA、DEA都差，對提高硫回收率非常有利。該脫硫劑呈弱堿性，與二氧化碳反應的產物不易降解，對設備腐蝕性較小。其濃度可以 較高，一般為35%（W）左右，同時由于濃度的提高，循環量大大降低，此外MDEA與硫化氫和二氧化碳的反應熱較小，易再生，使脫硫裝置的水、電、蒸汽能耗顯著降低。

3.2 脫硫劑的濃度

脫硫劑濃度大小直接影響脫硫效果，在一定范圍內，脫硫劑濃度高，脫硫效果好，反之則相反。但也不能無限制地增加濃度，應該有一最佳濃度，主要原因是當濃度增加時，脫硫劑循環量隨之下降，脫硫塔的液相負荷降低，影響液-液接觸，給操作帶來困難，同時，富液中硫含量增加，對設備的腐蝕液隨著增加，另外，濃度高時，起泡明顯液化氣和溶劑不易分離，液化氣中攜帶胺液嚴重。

3.3 脫硫劑循環量

循環量增加，即進料/脫硫劑減少，脫硫效果好，反之則相反。在滿足脫硫效果的同時應該盡量降低循環量，因為循環量的降低使泵的動力消耗下降，可適應原料量增加或原料硫含量增大的變化，同時也可減少溶劑再生塔的蒸汽加熱負荷，降低裝置能耗。

3.4 脫硫塔的壓力和溫度

低溫、高壓有利于吸收的進行，因此我裝置脫硫塔的操作壓力一般在1.0MPa左右，T401塔頂溫度一般在30℃～40℃左右，否則脫硫劑與液化氣易形成乳化液，造成大量脫硫劑流失，影響裝置安穩長滿優運行。

3.5 溶劑再生效果

液化氣脫硫的吸收-再生過程為可逆過程，吸收了H2S的脫硫劑在較高的溫度下發生解析，從而再生成貧液，再生效果越好則貧液的脫硫效果越好。影響再生效果的因素主要是再生塔底溫度，溫度越高則再生效果越好，同時蒸汽能耗也隨之增大。

從上述的脫硫效果影響因素的分析中不難看出，脫硫工藝的主要操作條件是：脫硫劑濃度、脫硫劑的循環量、吸收溫度、壓力、脫硫劑的再生溫度及壓力等。

4措施及效果

結合液化氣脫硫裝置蒸汽用量的計算分析，在滿足液化氣質量的前提下盡可能降低蒸汽用量，必須考慮的因素包括：脫硫劑濃度，脫硫劑循環量、T401壓力、T401頂溫、T402壓力、T402底溫、T402頂回流量及T402底液位等。由于影響因素多，為降低實驗工作量，我們采用正交實驗法進行分析。結合裝置的實際情況對現有操作進行優化。保證液化氣產品合格的情況下，不考慮原料性質影響因素，依次對溶劑循環量、塔402低溫、溶劑濃度進行了適當的調整。溶劑濃度在25%的基礎上溶劑循環量由6500 kg/h依次降為6000kg/h、5500kg/h、5000kg/h，塔402低溫由過去的122℃降為120℃。

通過本裝置的脫硫系統優化操作，降低了蒸汽能耗，最大每年可節省約350t蒸汽。當然，受溶劑損耗注水造成溶劑濃度降低及原料油硫含量不定的影響，為保證產品質量各項操作參數在此基礎上需適當上調各項指標。

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作者簡介：王雷雷（1983-），男，山東東營人，本科，研究方向：石油煉制方向。endprint