關于胺系統被污染后引發的問題及改造建議淺析

王加壯

摘要：本文主要針對在液化天然氣生產過程中可能出現的胺液系統出現的問題進行探討，結合實際生產參數、氣質組分、工藝流程、設備選型等方面分析胺液發泡、降解、帶油、帶液等問題形成的原因，為LNG工廠提出解決問題的思路，避免出現同類問題。

關鍵詞：天然氣;液化;胺液;解決措施

1 引言

隨著人們對高效、清潔能源認識的提高，天然氣已逐步成為發展速度最快的能源，現在LNG工廠更在是全國遍地開花。在天然氣預處理處理過程中，胺液系統被污染后會出現各類情況，從而導致裝置產量下降或停產。如果能有效解決胺系統出現的問題，即可增強裝置平穩運行能力，避免因停產造成的經濟損失。

2 胺系統出現的問題

某工廠LNG裝置投產后，胺液系統運轉過程中出現了一些列問題，包括：胺系統溶液臟、容器腐蝕、發泡等情況，造成裝置運行不平穩停車，給工廠帶來嚴重的經濟損失。

2.1 吸附塔出現發泡帶液、淹塔現象嚴重，在日常生產過程中需要一直注入消泡劑才能維持MDEA溶液脫碳系統正常運行。

2.2 再生塔出現帶液的情況，胺重沸器出現液位波動頻繁的現象。

2.3 胺重沸器出口過濾器帶黑色焦狀物。

2.4 貧富胺換熱器出現過換熱效果差現象，清洗過程發現結垢嚴重。

2.5 活性炭過濾器質量不好，產生大量粉塵顆粒，濾油效果不好。

2.6 閥門沖刷、腐蝕內漏現象嚴重。

3 原因分析

3.1胺再生塔出現發泡帶液現象的分析

3.1.1固體顆粒：碳鋼腐蝕物，泵填料及活性碳粉末，這些顆粒聚集在氣泡液膜中，增加了表面粘度和液膜中液體流動阻力，從而增加了氣泡的穩定性。

3.1.2表面活性劑，原料氣中夾帶C6以上的烴類，這些活性劑進入系統后，會明顯增加溶液的表面張力而引起發泡。

3.1.3胺降解：MDEA與氧或酸性物質生成的難再生的酸性鹽，MDEA與二氧化碳在一定的溫度下發生降解反應生成長鏈有機化合物，氧還會與二氧化碳反應生成鹽類物質，這些物質在溶液中積累到一定的程度后，會改變溶液的PH值、粘度、表面張力等性質，引起發泡。

3.1.4脫碳溶液在高的二氧化碳負荷及原料氣處理量的突然增大也是造成溶液嚴重發泡的重要因素。

3.1.5 隨著外界環境溫度的降低，原料氣進塔溫度不斷降低，導致受污染的MDEA溶液的粘度變化較大，使溶液在塔內發泡幾率增加.

3.2吸附塔發泡的分析

3.2.1系統在投用前的堿洗不徹底，碳鋼管線沒有鈍化處理，在有氧的性況下腐蝕生成顆粒物，從拆下的濾芯中的焦狀黑色片狀色可被磁鐵吸收來直觀考濾腐蝕的存在。

3.2.2雖然采用了過濾精度達到0.01 的油過濾器，從平時的天然氣組分就有含碳五以上的烴類，這些都是活化劑，會引起溶液的表面張力上升而引起發泡，最為明顯的是上游氣質組分重組份增加后，加快了溶液的發泡幾率。

3.2.3胺的降解由兩部分組成，一是由二氧化碳與MDEA在一定的溫度下降解;二是由氧與MDEA在一定的溫度下降解。系統的再生壓力大，再生溫度高，加快了胺溶液的降解。生成物在溶液中積累到一定的程度后，會改變溶液的PH值、粘度、表面張力等性質，從而引起發泡。

3.2.4系統提降量過快，系統操作壓力波動較大或再生塔重沸器外供熱量過大時，會造成氣液接觸速度過快，引起溶液發泡。

3.3 胺再生塔出口過濾器的黑色焦狀物

3.3.1主要是降解及腐蝕物的結焦物或消泡劑與重組分合生成了膠團物質。

3.4 MDEA溶液脫碳系統內各控制閥內漏、外漏、淹塔、液位大副度波動問題

3.4.1將過濾出的膠狀物質進行化驗，在1300℃的高溫爐內烘烤，對氣相組成進行色譜分析，檢測出含硫量在20%左右，含碳量在20%左右，含有一小部份鐵，其它部份為水;

3.4.2從閃蒸罐液封上部油狀物質化驗后的組分來看，與原料氣C6以上混合烴基本一致，將其加熱，與沸點基本一致。說明很大程度上污染了系統。

3.4.3分析總結：根據化驗分析結果分析，MDEA溶液脫碳系統內存在大量的硫化亞鐵晶體顆粒，存在大量的原料氣壓縮機潤滑油組份，存在輕烴，從而造成系統運行不穩定，閥門內漏，管線腐蝕等問題，也正是由于系統內存在這些物質所造成。

4 解決措施

4.1及時掌握上游供氣管網情況，對即將出現的變化做好準備工作，減小氣質組分變化對脫碳系統的影響。

4.2將MDEA溶液脫碳系統進行一次全面的清洗，并更換系統內MDEA溶液。

4.3采購質量好的活性炭顆粒，更好的過濾胺系統內存在的油類、烴類，保障進入吸附塔的貧胺液潔凈。

4.4在吸附塔進口管線上增加一套脫重烴裝置，處理掉原料天然氣中的C6以上重組份。

4.5制定完善的檢查記錄，管道、容器壁厚檢測、胺液質量化驗、油類分布、烴類分布、顆粒分布等。

4.6當貧胺入塔溫度低于天然氣時，C5以上組分就會冷凝下來，隨胺液一起進入系統循環，增大了胺液表面張力和氣泡的穩定性，逐漸積累而導致胺液發泡。因此，嚴格控制貧胺液入塔的溫度在50℃，天然氣入塔的溫度低于其5～8℃，以防止重烴的冷凝。

5 總結

雖然近年來中國LNG業務發展迅速，但還存在諸多制約因素，主要包括天然氣氣源、LNG產品市場價格及LNG相關技術和設備三方面的問題。作為運行工廠應該在LNG相關技術和設備方面下工夫，努力加大對胺液系統的研究，創造平穩的運行能力，避免因胺系統導致的停車造成經濟損失，實現工廠“安、穩、長、滿、優”運行，從而提高核心競爭力。

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