胺液再生裝置貧液指標對能耗的影響

2016-10-21 08:46:12汪青漢安徽實華工程技術股份有限公司安徽合肥230091

化工管理 2016年25期

汪青漢（安徽實華工程技術股份有限公司，安徽合肥 230091）

胺液再生裝置貧液指標對能耗的影響

汪青漢（安徽實華工程技術股份有限公司，安徽合肥 230091）

胺液再生裝置廣泛應用于石油化工行業，其主要原理是將富胺液經過閃蒸、換熱后進入再生塔，在再生塔內H2S的胺液受熱解吸出酸性氣，胺液得到再生。本文先利用Aspen Plus軟件中的RadFrac模塊對此過程進行模擬，以再沸器熱負荷為變量（Vary），通過設計規定（Design Specs）規定塔底產品貧胺液中H2S中的含量不大于1.09g/L和4.17g/L，運行得到再生的理論能耗，將兩組工況進行能耗對比。再結合兩組工況下相近規模的胺液再生裝置的實際綜合能耗，得出實際綜合能耗的對比，以此為裝置生產節能降耗提供數據參考。

RadFrac模塊；胺液再生；模擬；綜合能耗

0 前言

胺液簡稱MDEA，即N-甲基二乙醇胺（N-Methyldiethanolamine），分子式：CH3-N（CH2CH2OH）2。富胺液是指吸收了H2S的胺液。

胺液再生是將吸收了H2S、CO2的胺液在再生塔內用重沸器加熱，受熱后的胺鹽解吸出酸性氣、CO2。

RadFrac模塊是Aspen Plus軟件中一個用于模擬多級氣-液精餾操作的模型，既可用于設計，也可用于核算，是最常用的一個模型［1］。

本文利用RadFrac模塊對胺液再生塔進行模擬，目標是通過調整相關參數使得貧胺液中H2S指標分別在1.09g/L和4.17g/L工況下的理論能耗。

再根據山東某地煉260t/h胺液再生裝置（貧胺液H2S指標為1.09g/L）和安慶石化220t/h溶劑再生裝置（貧胺液H2S指標為1.09g/L）的綜合能耗，將理論能耗的能耗比和綜合能耗的能耗比進行對比分析。為我們的裝置生產節能降耗找到參考數據。

1 模擬模型的建立

1.1 建立模型

本文流程見圖1：富胺液換熱至95℃后進入再生塔，塔頂氣體出料冷卻至50℃后由氣液分液罐分成酸性氣和塔頂回流液。酸性氣出裝置，塔頂回流液由泵打入再生塔頂，塔底即獲得貧胺液，貧胺液經配置后重復使用。

圖1　胺液再生模型示意圖

1.2 物性方法的選擇

物性方法的選擇是決定模擬過程的精確度和準確性的關鍵步驟。用戶在進行選擇時可以根據物系特點和操作溫度、壓力進行選擇，本文中N-甲基二乙醇胺（MDEA）、H2S等主要物質均為電解質，因此物性方法選擇ENRTL（常見化工系統推薦使用的物性方法詳見Aspen plus幫助系統）。

1.3 進料物流工況

全局信息、組分信息、進料條件等見表1、表2，這里不贅述。表1、表2為進料物流工況1詳情、工況2詳情，其中富胺液H2S含量為19.21g/L。

表1 工況1，山東某地煉260t/h胺液再生裝置富液進料259600kg/h）

表2 工況2，安慶石化220t/h溶劑再生裝置（富液進料220000kg/h）

1.4 輸入模塊參數及設計規定

1.4.1主要操作條件

胺液再生是一個成熟的工藝過程［2］，根據以往項目及相關文獻［3］［4］、經驗：

實際塔板數（提供了板效率數據）　 25塊（不含再沸器）FEED溫度　　　　　　　　　　 95℃塔頂回流溫度　　　　　　　　　 50℃塔頂壓力　　　　　　　　　　　 0.1MPa（g）塔壓降　　　　　　　　　　　　 0.02MPa塔頂分液罐壓力　　　　　　　　 0.07MPa（g）加料板位置第4塊板

1.4.2 設計規定

由精餾原理可知，本文中要使塔底貧胺液中H2S達到指標要求，可通過調節塔底再沸器熱負荷，增大回流量來實現。在Aspen Plus中可使用Design Specs/Vary功能。指定目標函數（Design Specs）為塔底物流W中H2S質量與W體積流量的比值不大于1，單位為kg/m3，即g/L。指定變量（Vary）為再沸器熱負荷，并規定變化區間。

1.4.3 數據包獲得

再生塔中存在化學反應，需提供相關平衡常數及動力學參數，本次模擬通過導入Aspen Plus軟件自帶的數據包KEMDEA獲得各數據。