化肥企業(yè)MDEA脫碳溶劑改良升級(jí)與技改

霍忠忠，甄晉念，范華杰

（蘭花科創(chuàng)化工有限公司，山西晉城 048000）

化肥企業(yè)MDEA脫碳溶劑改良升級(jí)與技改

霍忠忠，甄晉念，范華杰

（蘭花科創(chuàng)化工有限公司，山西晉城 048000）

蘭花科創(chuàng)化工有限責(zé)任公司于2016年9月在年產(chǎn)5萬(wàn)t合成氨脫碳系統(tǒng)進(jìn)行了“多胺法”脫碳溶劑升級(jí)及配套技改，技改效果顯著、經(jīng)濟(jì)效益較為可觀，在“多胺法”脫碳系統(tǒng)中有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。升級(jí)后的脫碳溶劑能夠較好地控制溶液對(duì)設(shè)備及管線的腐蝕，有效提高溶液的吸收和再生效果，提高氣體質(zhì)量。

多胺法；溶劑；升級(jí)；腐蝕；吸收；效果；氣體質(zhì)量

蘭花科創(chuàng)有限責(zé)任公司是以晉城煤為原料生產(chǎn)合成氨、尿素的氮肥企業(yè)，目前生產(chǎn)能力為年產(chǎn)合成氨13萬(wàn)t（8萬(wàn)t、5萬(wàn)t各一套），尿素20萬(wàn)t。脫碳系統(tǒng)兩套，均采用三塔流程、“多胺”法脫除CO2。為了阻止系統(tǒng)腐蝕，提高脫碳裝置的脫碳效果，降低脫碳系統(tǒng)的熱能耗與動(dòng)力消耗，2016年9月在5萬(wàn)t合成氨脫碳系統(tǒng)使用了國(guó)內(nèi)知名脫硫脫碳溶劑生產(chǎn)商——江蘇太湖新材料控股有限公司生產(chǎn)的MDEA改良升級(jí)脫碳溶劑替代原“多胺”溶劑，并進(jìn)行了配套技改，運(yùn)行6個(gè)月系統(tǒng)穩(wěn)定，取得了較為顯著的效果。

國(guó)內(nèi)合成氨廠采用“多胺法”脫碳裝置，在前方濕法脫硫條件下幾乎100%存在胺液降介嚴(yán)重、系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重、高鐵離子等現(xiàn)象，原因在于進(jìn)氣含氧（濕法脫硫液為飽和含氧液），脫碳進(jìn)氣無(wú)論是氣相含氧還是前方脫硫液的氣沫挾帶，均會(huì)導(dǎo)致循環(huán)胺中存在溶介氧，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的胺液氧化降介所致。

多胺法溶液由MDEA、1#活化劑、2#活化劑、H2O構(gòu)成。

MDEA三個(gè)主要氧化與熱降介反應(yīng)如下∶

從上述降介反應(yīng)歷程及中間產(chǎn)物可以看出∶MDEA氧化與熱降介中間產(chǎn)物均有1#活化劑MMEA，MMEA對(duì)體系溶劑降介反應(yīng)速度、后續(xù)串級(jí)各個(gè)降介反應(yīng)速度及產(chǎn)物（具腐蝕性）濃度、溶劑腐蝕性具有十分重要的影響。在前方濕法脫硫條件下，本身就形成了“良好”的溶劑氧化降介條件基礎(chǔ)上，“多胺法”1#活化劑的運(yùn)用，客觀上又加速了整個(gè)溶劑體系降介反應(yīng)速度，使裝置溶劑具有腐蝕性，這可能是國(guó)內(nèi)“多胺法”脫碳裝置廣泛存在溶劑腐蝕、降介產(chǎn)物及縛服胺占比較大的真正原因所在。

如何改變這一狀況，使MDEA脫碳優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來，配套活化劑的選用及怎樣長(zhǎng)周期穩(wěn)定溶劑各活性組份濃度，如何切實(shí)有效除去溶劑降介產(chǎn)物，均構(gòu)成技改能否成功的關(guān)鍵要點(diǎn)。為此我們要求廠家在認(rèn)真篩選改良活化劑基礎(chǔ)上，必須運(yùn)用Aspen Plus軟件模擬新溶劑法分離工藝并結(jié)合企業(yè)現(xiàn)行裝備狀況，對(duì)新溶劑最佳吸收與再生工藝條件進(jìn)行模擬分析∶通過分析吸收壓力、溫度、填料高度、貧液CO2含量對(duì)富液CO2含量、貧液流量的影響以及吸收壓力、解吸壓力、貧液CO2含量對(duì)系統(tǒng)解吸能耗的影響，找出了系統(tǒng)最優(yōu)化工藝條件，并以最小的投入，針對(duì)性地對(duì)原“多胺法”裝置實(shí)施了配套技改。

1 技改前系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)如下

凈化氣CO2含量0.4%～0.6%，見表1。

表1 典型生產(chǎn)數(shù)據(jù)

進(jìn)氣40 000 m3/h、1.73MPa、CO225.5%貧液入塔∶殘?zhí)?.2 m3（標(biāo)）

CO2/m3胺液、150m3/h

半貧液入塔∶殘?zhí)?0m3（標(biāo)）

CO2/m3胺液、556m3/h

吸收能力為9 849/（150+556）=13.95m3（標(biāo)）

CO2/m3胺液。

系統(tǒng)溶液鐵離子含量不斷走高，至改造前已達(dá)3 720mg/L。

2 技改后系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)如下

凈化氣CO2含量0～25×10-6，更多為0，見表2。

表2 典型生產(chǎn)數(shù)據(jù)

進(jìn)氣40 000m3/h、1.73MPa、CO225.5%

貧液入塔∶殘?zhí)?.2 m3（標(biāo)）

CO2/m3胺液、106m3/h

半貧液入塔∶殘?zhí)?3 m3（標(biāo)）

CO2/m3胺液、456m3/h

吸收能力可達(dá)10 200/（106+456）=18.15m3（標(biāo)）

CO2/m3胺液。

系統(tǒng)溶液鐵離子含量因原系統(tǒng)溶劑退出后受地區(qū)條件及環(huán)保因素、大修時(shí)間制約，未按計(jì)劃進(jìn)行有效清洗，使新溶劑投入系統(tǒng)后鐵離子含量即達(dá)8mg/L，系統(tǒng)投運(yùn)6個(gè)月系統(tǒng)鐵離子含量依次為∶8 mg/L、8 mg/L、9mg/L、8mg/L、8mg/L、8mg/L。

3 對(duì)比技改前后裝置工況變化，技改后裝置變化主要有

1）氧化降介速度明顯下降，鐵離子六個(gè)月穩(wěn)定不變；2）蒸汽消耗由8 000kg/h降為5 500kg/h。系統(tǒng)運(yùn)行熱能耗降幅30%左右；

3）系統(tǒng)動(dòng)力消耗（半貧液泵為6kV高壓機(jī)，其電流下降約6安培，僅此一項(xiàng)一年節(jié)省十五萬(wàn)電費(fèi)支出。貧液量也降低了44m3/h，對(duì)應(yīng)著貧液泵與常壓泵運(yùn)行負(fù)荷的顯著下降）、換熱器污垢與循環(huán)水消耗等均有積極變化。

4 結(jié)語(yǔ)

“多胺法”脫碳溶劑升級(jí)改良后在我公司脫碳系統(tǒng)的使用，改善了溶液吸收效果，改良了溶液對(duì)設(shè)備和管線的腐蝕，提高了氣體質(zhì)量，減少了甲烷化氫氣的消耗，降低了尿素系統(tǒng)的生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)。在出塔凈化氣CO2在線檢測(cè)顯示為零條件下，貧液泵量下降25%、半貧液泵量下降15%，運(yùn)行6個(gè)月系統(tǒng)鐵離子未見任何變化，可稱為一次較為成功的工藝升級(jí)技術(shù)改造，對(duì)穩(wěn)定系統(tǒng)生產(chǎn)，降低裝置運(yùn)行費(fèi)用有積極影響。另為降低技改費(fèi)用，在江蘇太湖新材料控股有限責(zé)任公司幫助下，我們利舊設(shè)備改造并建立一套側(cè)線小精餾裝置，不僅可對(duì)原“多胺”溶液退岀系統(tǒng)后進(jìn)行MDEA回收再利用，而且可作為胺液側(cè)線凈化的強(qiáng)化工藝予以投運(yùn)。

[1] 沈俊.合成氨[M].北京∶化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[2] 江蘇太湖新材料控股有限公司.年產(chǎn)5萬(wàn)噸氨MDEA改良升級(jí)脫碳工藝包.

The Chemical Fertilizer Enterprises Upgrade and Technical Improvement of MDEA Decarbonizing Solvent

Huo Zhong-zhong，Zhen Jin-nian，F(xiàn)an Hua-jie

Lanhuakechuang Chemical Co.，Ltd.in September 2016 of the “multi amine method” decarbonization solvent upgrade and supporting technology in the annual production capacity of 50 thousand T ammonia removal system，technical effect and economic benefit is considerable，in the decarbonization system of polyamine method has good application value.Decarbonizing solvent upgraded to better control the corrosion of equipment and pipeline，effectively improve the absorption and regeneration effect of solution，improve the gas quality.

polyamine；solvent；upgrading；corrosion；absorption；effect；gas quality

TQ113.26

A

1003-6490（2017）02-0002-02

2017-01-18

霍忠忠（1974—），男，山西沁水人，主要從事化肥生產(chǎn)和技術(shù)管理工作。