105.提高酸性气质量确保硫回收装置长周期平衡运行VIP

石 油 炼 制 1 9 9 3年第 2 4卷 4 J 提高酸性气质量确保硫回收 装置长周期平稳运行 竖 j 圭 翌 ( e e国石 化安 庆 石 油化工 总厂琼 油 厂 ) 摘要酸性 气质 量 是硫 回收装 置 平 稳运 行的关 键 因素 之 一 本 文就 如何 提 高 酸性 气质 量 ， 从解 决干 气带 液 、 强化 脱 硫装 置操 作管 理 等方 面 进行 了论 述 。 主 囊 调 二 ! ! 竺 三 兰 些 茎 兰 一 璺吸 收 硫 磺 I 前言 酸 性气 压力、 流 量、 组成统称 为酸性 气质 量 。 它的 稳定与 否直 接影 响硫 回收 装置 的 正 常运行 。 我厂 自1 9 7 7 年投产 以来 ， 硫 回收 装置 经 历了低 、 中 、 满 三个负荷阶段 。 前两 个阶段 ， 由于上游装置 数量少 ， 加工 能力低 ， 酸性气 质 量总的来讲是可以的。 后一阶段 ， 因上游装置 加工能 力提高， 新建的延迟焦化及加氢精制 装置的 投产 ， 酸性气流 量大增 ， 直接或 间接 影 响酸性 气质量的情况时有发生。 尤其是1 9 8 8 年 ， 因酸性 气质量恶化 ， 造成硫 回收装置停 工 2 o 多次 ， 其中以 F C C干气带液和气体脱硫装 置本身故障所造成的次数最多。 针对这种情 况 ， 在详细调查和分析了各次停工原因之后， 于l 9 8 9 年大检修时， 对相关装置进行 了局部 改造 ， 并强 化 了操作管理 。 3 年来 ， 酸性 气质量 稳 定 ， 硫 回收装置基本上作到 了安 、 稳 、 长 、 满 连续运 行 。 l 9 9 0 年至今 ， 连 续两年 实现 了总厂 内部达 标 ， 酸性 气 处理 率9 7 ， 硫 收 率9 4 ， 能耗为每 吨硫1 7 5 8 G J 。 现 就如何改善酸性 气 质量作 如下介绍 。 2 采取措 施解 决干气带液 问题 干气 带液一般分 为三 种情 况 。 第 一 ， 由于 干气 流量 增加 ， 再 吸 收塔 气相 负荷过大 而 引 起的雾沫 夹带 ， 称之 为慢性 带液 。 这 种情 况 的 带液 ， 容 易 引起干 气 吸收塔 和再 生塔 内溶 剂 的发 泡 ， 影 响吸收 和再 生效 果以 及酸 性气 质 量 。 为减缓 这 种现 象 ， 要 定期排 净 吸收 塔 、 再 生塔 以及 闪蒸 罐 、 酸性 气分 液 罐 ( 塔 顶 回收 罐 ) 内积 累 的油层 第二 ， 由于干 气流 量 突增 或吸 收塔 、 再 吸收塔 液 面失控 而 引起 的干 气 带液 ， 称之 为突发性带液 。 这 种情况 的带 液导 致 大 量柴 油或重 质烃 涌 入气体 脱硫 系 统 ， 使 其 操作失常 ， 酸性气大 量带油 ， 严重 冲击硫 回 收 装置 。 第三 ， 由于浮 阀塔板 有卡阀和浮 阀少 数脱落的先天 不足 ( 天津 大学 曾做过 实验 ， 结 果 表 明 ， 卡 阀或 阀不 同 时动作 的 占实验 次数 的2 5 ， 随塔 板数和浮 阀数的增加 ， 比例数也 在 升 高) ， 当干气 流量达 到 一定量 时 ， 由于部 分 浮 阀瞬时 或永 久失去 动作 ， 形 成 阵发性 的 液 泛 ， 从 而 引 起 干 气带 液 ， 称之 为 阵发 性 带 液 。 这 种情 况 的 带液 ， 同 第二 种带 液 一样 ， 轻 者 可使 硫 回收装置 出黑 硫磺 ； 重 者 ， 尾气燃烧 炉超温 ， 烟 囱顶部 着火或 冒黄烟 被迫 紧急停 工 。 针 对干 气 带 液 问题 ， 进 行 了两方 面 的工 作 。 2 1 将再吸 收塔 由浮阀塔板改 成填料塔 。 所 用 填 料 由 天津 大 学 提供 型号 为 J KB 3 5 O X 维普资讯 第 8期 石 油 炼 制 和 J KB 一 3 5 0 Y。 这 种 金 属 孔板 波 纹 填 料 具 有 较高的传质系数和流通量 。 与板式塔板相比+ 负荷 可 以提高 3 0 1 0 0 ， 压 力 降减少 5 O ， 产 品产量与 回收率都 比较高 。 2 2 优 化 吸收塔 、 再 吸收塔 的操 作 ， 强 化 工 艺及设 备上 的管理 。 1 9 8 9 年 以来 ， 干 气带 液 问题基 本 上得 到 了控 釉 ， 气体 脱硫 乃 至硫 回收装置 的平稳 操 作率逐年提 高 。 一 3 解决干气“ 不干 问题， 捷高气体脱硫装置 的平稳操作事 干气脱 硫过 程 中 ， 经 常 出现 溶剂 发 泡现 象 。 其原 因之一 ， 就是胺藏 中溶解或 冷凝 了烃 类 ， 这 些 烃类 ， 尤其 是 重于 c 的组分 溶 解 或 漂浮于胺液 表面使其表面 张力发生变化 引起 发 泡 。 为 此 ， 气 体 脱 硫装 置要 求 原 料 干 气 中 c。 以上 组 分 含量 小于 5 。 我厂 干气 实 际 含 c a 以上组分1 0 2 0 ， 远远超过要求。 为满足 气体脱硫装置的要求 同时回收其 中的 c 以 上组分 ， 几年来厂 内一直在 为降低 干气 中 c 以上组分含量进行 工作。 影响 干 气 中 c 。 以上 组分 含 量 高 的因 素 及 其解决办法分述于 下。 3 1 吸收培的操作 影 啊 吸收 效果 的 因素很 多 ， 对 于具 体 的 装置来讲 ， 吸收塔 的结 梅、 吸收油 和溶质气体 性 质 等都 已确定 ， 吸收效果 主要 靠 适宜 的操 作 条件 来保证 。 这些 条件按 主次 排 列是液 气 比、 操作 压力 、 吸收温 度等 。 3 1 1 液气 比指吸收油流量与富气量的比， 由于富 气量一 般不变 ， 所 以 液气 比的大 小 取 决于 吸 收油量 的多少 ， 增大藏 气 比有利 于 吸 收效果 的提 高 ， 如 图l 所示 。 但是 ， 过多 的吸收 油对 吸收塔 及解 吸塔 的操 作都不 利 ， 同时增 加装置 能耗 和操 作费 用 。 增加液 气 比的 积极 措施是降低_冷后富气流量。 为此 ， 需要增加进 冷 却器 R4 0 1 前 的 富气 、 解 吸 气、 饱和 吸收 油 的冷 却能 力 。 有两个 可选 择采用 的方 法 ， 一是 将 R4 0 1 更换 成高效冷却器 ， 如铝镁 合金冷 却 器 ； 二是增 加 R4 0 1 的 台数 或冷却面 积 。 f 一 = = = 图1 液气 比变化 对吸 收效 果 的影 响 3 1 2 操作压力是影响吸收效果的第 二个 主要 因素 。 提高 压 力有 利于 吸收过 程 的 进 行 ( 见 图 2 ) 。 在 其它 参 数基 本 不变 的 情况 下 ， 压力 由0 8 MP a提 高 至0 8 8 MP a + 干气 中 ca 以上 含量 由1 9 降至9 左 右 ( 见 表 1 ) 。 实 际操 作 中， 吸收塔 的压 力是 由气 压机 的 能力 及 吸收塔 前 各设备 压 降所 决 定。 多数情 况 下 是不可调 的 。 即使 可调 ， 余地也极 有限 。 o g 1 0 1 1 1 Z 1 3 1 4 操 作压 力 MPI 图2 操 作 压力 对吸 收效 果 的影 响 # ； 0 r U 若 _ j 1 1 6 5 4 3 2 1 皋卿 J牛r 维普资讯 石 油 炼 制 1 9 9 3年第 2 4卷 衰 l 吸 收塔 操 作 压 力对 吸收 效粟 的影 响 彘 瑚 五 U 壬 r 枢 3 5 4 0 45 5 0 5 5 袅收 油矗度 图 3 温度 对 吸 收效 果 的影 响 3 1 3降低吸收温 度是减 少干 气 中 c 以上 组分的主要措施 。 吸收温度低， 气体溶质溶解 度大 ， 吸收速率快、 效果好， 如图3 所示 影响 吸收温度的主要 因素有进塔富气、 吸收油、 补 充吸收 油温度 、 中段 回流取热等 。 降低进塔 富 气温度的方法如前所述。 吸收油、 补充吸收油 和 中段 回流取 热均 受循 环水温 度 的制 约 ， 尤 其是夏季更 为明显 如何把冷却水温 度降低 ， 靠凉水塔是不行 的 需要采用制冷技术。 美 国 查理湖炼油 厂采用 Y o r k制冷系统 ， 将吸收 油温 度 降至7 ， 太大 提高 了吸 收效 果 。 国 内 也有 这方 面 的实侧 和实 际的运 转经 验 。 我 厂 已有采用演化锂 制冷 技术 降低 吸收 油温度 的 打算 。 制冷 机组 用的工作热 源为 F C C低温余 热 ， 所 制得 的冷 冻水用来冷却 吸收油 、 补充 吸 收油 及 中段 回流 ， 使 其返塔 温 度 由 目前 的 3 3 3 5 1c降至2 0 以下 ， 进而达到降低 吸收 温度 、 提 高 吸 收效 果 、 减 少 干气 中 c 以上 组 分 含量 的 目的 。 其流 程示意 见 图4 。 y c c 低温搏 谭 图4澳化 锂制 冷 流程 示意 图 3 2 焦化 富气的影响 焦化富气引入 F C C气压机与 F C C富气 台用一个吸收稳定系统 ， 节省了投资， 简化了 流程， 但是也带来了新的问题 ， 即影响吸收塔 的吸 收效果 。 焦 化 富气 中不能 被汽 油 吸收 的 所谓惰性组分达8 0 v ， 与 F C C富气相混台 后 ， 降低 了其 中 c 以上组 分 的 分 压 ， 使 得 吸 收效 果变差 。 3 3 稳 定塔 顶不 凝气排人干 气系统 稳定塔顶 回流罐 ( R4 0 2 ) 的不凝气直接 排入 干气系统 ， 人 为地 增加 了干气 中 c 以上 组 分含 量 。 可 以采取 直接返 回吸收 塔或 并入 净化 干气系统 的办法 加 解决 。 3 4 再吸收 油性 质 再吸收塔是 吸收塔 的补充 ， 它以 F CC柴 油为吸收剂， 将从吸收塔顶来的贫气中的 c 组分 吸收下来 。 影 响再 吸收效果 的因素 ， 除液 气 比、 操作 压 力、 吸收油温 度 外 还 与 吸收 油 性质有 关 按 照相 似相溶 原理 ， 采 用直馏轻柴 油 或煤 油馏 分作 为 再 吸收 油 比 F C C 柴油要 好 但是 ， 要在综台权衡各种利弊之后才能决 定是 否采用 。 3 5 采取预 处理措施最大限度地降低干气 中的重 质烃 类 进 入气体脱硫 装置 的主 要污染物是 重质 维普资讯 第 8期 石 油 炼 制 烃 类 ， 它 们或 以夹带 或 以凝聚 或 以液 体溶 胶 的形式随进料带入， 其危害性如前所述。 如果 能在进入气 体脱硫装置之 前尽可 能多地去除 掉 ， 就可 以将其危害性 减小到最 低程度 。 在 众多 的预处理 措 旌 中 ， 以水 洗 最为 有 效 它不仅可 以去 除气溶胶 ， 而且 可以去除夹 带 的或凝聚 的重 质烃 类 ， 同 时可 以在一 定程 度 上 降低 干气温 度 有利于 胺法 脱硫 。 最 普 通 的水洗 系统是 由高效混台器 和高效分 离器 构 成 ， 如 图 5 所 示 。 水冼水去愕水汽提脱硫 图5 干 气预 处理 流 程 示意 图 4 强化脱硫 装置确保酸性气 质量的稳定 气 体脱 硫 、 污水 汽提 脱硫 是硫 回收装 置 的两个 相关装 置 。 它 们 的设 备状况 及 操作 正 常与否直接影响酸性气质量和硫回收装置的 平稳操作 。 4 1 气体脱硫装置的操作对酸性气质量的 影响 气 体脱 硫装置 是 酸性 气主 要来 源 装置 ， 硫 回收装 置操 作平 稳与 否主要 取决 于 它 。 直 接与酸性气质量有关的主要操作如下 。 4 1 1 干气 吸 收塔 塔 板发 泡或净 化 干气带 液、 塔底胺液带烃的原因及防治 ( 1 ) 原料干气夹带有重质烃类或 以气溶 胶形式 进入 。 解决 这 一 问题 的办法 已如 前所 述 。 另外 ， 从 操 作上也 可 以作 一些调 整 ， 如让 贫液温度略高 于原料干气 温度5 1 0 ： C 以减 少烃 娄在胺液 中的溶 解度 。 ( 2 ) 干气 吸收塔汽液相 负荷过大 我厂 干 气 吸 收 塔 设 计 处 理 能 力 为 8 8 0 0 m。 ( 标 准 状 态 ) h 目前 绝大 多数 情 况 下 都 大 于 9 0 0 0 m。 ( 标准状 态) h 最大 时达 到 1 2 5 0 0 m。 ( 标 准状 态 ) h 。 在这样 高 的处理 量下 要 使 净化干 气 合 格 ， 势 必要 相应地增 加胺溶液 的循环量 。 这 样 ， 最终 导致气 液相 负 荷均达 到 或超 过设计 值 ， 加之浮 阀塔 板容 易卡阀或不 同时动作 ， 局 部 阀孔气 速 更大 ， 结果 造 成塔 顶净 化干气带 液 ， 塔底胺液 带烃 酸性 气 质量不合格 。 解 决这一 问题 的擐 好办 法是在塔的 内部 构 件上做 文 章 。 长岭炼 油化工 厂 和南 京炼 油 厂改 浮阀塔板为 浮 阀一 筛 孔塔 板 ， 降低 了阔孔 气速 ， 提高 了处理 能力 ， 避 免 了塔 板发泡或净 化 干气带 液 、 胺液 带烃 现 象 。 1 9 9 0 年 ， 我 厂将 塔2 0 4 改成 了填斟塔 ， 所 用填料 由天 津大学提 供 ， 型号 为2 0 0 X型 金属 孔板 不锈 钢填 料 为 适应不 同 处理 能力 的要 求 ， 设置 了两个胺 液 进 口 科学 的胺禳选 样分 配 方式 和塔 底 的荫 冲击 设施 ， 有力地 防止 了泡沫 的产 生和胺 液 带烃 。 按 照 原先的 设 想 ， 该塔 可 以 应付1 3 0 0 0 1 6 0 0 0 m ( 标 准状 态 ) h的干 气处 理 量 。 由 于种种原因一直没有单独使用， 从 目前与浮 阀塔 串联使用 的情 况看 ， 效果还是 可 以的 。 对 于干气吸收系境， 近期计划完成下列工作； 甩掉浮 阀塔单 独使用 填料 塔 并摸 索 出合适 的操作条件； 将现有 的浮阀塔板改成浮阀 筛孔塔板； 浮阀一 筛孔塔与填料塔改为并联 操 作 以满足更大 处理 量的要 求 。 ( 3 ) 胺 液浓度 过 高或胺液太脏 胺溶 液浓 度高 ， 吸收 的 酸性 气 量多 ， 溶 液 的循 环量 小 ， 设备投资费用和能耗较低 但是， 溶液容易发 泡 ， 而 且 由于高 浓度而 造 成的 高酸性 气 负荷 严 重 腐 蚀 设 备 MEA 浓 度 一 般 采 用 l 0 1 5 胺液的热降解和化学降解产物是导致设 备腐 蚀 和溶液 “ 发 泡 的主要 原 因之一 必须 对胺溶 液进行净化 比较 有效 的净化措 施是 ： 维普资讯 石 油 炼 制 1 9 9 3年第 2 4卷 在正 常操作 条 件下 对部 分 或全 部胺 液进 行过 滤 定期 进行“ 复活 ” 。 ( 4 ) 塔底液 面控 制失灵或太 低 ， 导致 塔底 胺液 带烃 。 4 1 2 并好淹荆闪蒸是确保酸性气质量的 关键之 一闪蒸罐 的作 用是 利用减 压闪蒸的 原 理将溶 解于 富液 中的烃 类 气体 除去 ， 同时 借助于 一定的停 留时 间将富 液 中夹带或溶 解 的重质烃类分离出来。 闪蒸罐的操作关键 一 是在保证 闪蒸 气体能够进入低 压瓦斯管 网和 富液能够进入再生塔的前提下， 采用尽可能 低 的操作 压力 ( 一 般 为0 、 2 o 2 5 MP a ) 。 二是 保证 富液 有足够 的停 留时 间( 国内按 5 rai n考 虑 ， 国外 要求 不 小 于2 0 3 0 rai n ) 。 三 是 定 时 排掉 液面上的重 质烃 类 。 4 1 3 苒生培的镰作要注意以下几点 ( 1 ) 塔顶 温度和压 力要保持 稳定 尤其是 回流罐温度簧求低于5 0 C， 压力调节仪表的 比例度要 选择 适 当 ， 以免调 节过于 灵敏 而造 成酸性气波 动 。 ( 2 ) 防止冲塔 和 回流罐液 位控制 失 灵等 事故 的发 生 。 ( 3 ) 避免塔内发生泡沫( 克服方法如上所 述 ) ( 4 ) 随着处理量 的增加 ， 再生塔 汽液相负 荷 可能超过 设计 值或 推荐 值 ， 造 成塔 的 操作 失控 。 、 条形浮 阀与 F 浮 阀相 比 ， 有雾 沫夹 带量 少 、 允许 气速高 、 操 作弹性 大 、 不 易卡 阀等优 点 可考虑 采用 4 2 污木汽 攫脱 硫操作对酸性气 质量影响 污水汽提脱硫 产生的酸性 气虽然 只占总 酸性 气量的十几分之一 + 但是 ， 它 的质量好 坏 同样会 影响硫 回收装 置 的平 稳操 作 。 影 响酸 性 气质量 的因素主要是原料水 的脱气脱 油和 汽提 塔塔顶温度 、 压力的控制 。 4 2 1 原料水的脱气脱油脱气利用的是 减 压闪蒸 原理 ， 脱油 利用的是重 力沉 降原理 。 对于 脱气来 讲 + 在保证 尾气 能进 入低 压瓦斯 管网 ， 水 能进 入原 料水罐的前提 下 ， 要尽 可能 采取比较低的压力。 对于脱油来讲 一定要有 足 够的停 留时 间 。 目前 只有 1 0 0 0 r a 。 的脱 油罐 一 只 ， 有 效停 留 时 间只有2 6 h， 且处 于边进 边 出的 动 态 ， 拟 再 建 造 1 0 0 0 m 脱 油 罐 一 只 ， 与 现 有脱 油罐 串级连 接 ， 脱 油效果 必将 得到提 高 。 4 2 2 汽 提塔塔 顶温度汽提 塔塔顶 温度 对于 酸性气 质 量至关重 要 ， 见图6 。 从 图中看 出， 欲 使 酸性 气 中 NH。 含 量 小于 2 v ， 塔顶 温度必须控 制在4 2 C以下 。 图 6 塔顶 温 度与 酸性 气 中 NH 含 量 的关 系 塔顶温度受冷进料量、 塔顶酸性气馏 出 量 的影响 。 在 冷进料量一定 时 ， 主要取决于 酸 性气馏 出量 。 对于具 有 同时 脱硫脱 氨作 用 的 抽侧线汽提塔来讲+ 为了保证塔顶酸性气中 NH。 含 量小于 2 v ， 侧 线 中 H S含量 不要太 高 + 还必 须控制 好 3 6 层 这一点 所谓 灵敏 温度 在1 3 8 C左右 。 4 、 2 、 3 汽 提塔 塔顶 压 力汽 提塔塔 顶 压力 是 由侧线 抽 出量控 制 的 ， 一般情 况下 对于 酸 性气 质 量 影 响 不大 。 但 是 ， 在 不 抽 出侧 线气 时 + 塔顶压 力就 与塔顶 酸性 气馏 出量有关 。 这 时只有 既保证 塔顶 温度 又 保证塔 顶 压力 时 才能 最终 保证酸性气质 量 。 维普资讯 用湿式螺杆压缩机 回收炼油厂 低 压放 空尾 气 佟妹晖 刘立俊 7 4 z o J 摘要采 用 湿式螺 杆 压 缩 机直 接 抽 吸 升压 回收 低 压放 空 尾 气 的 新工 艺 可 取 代 通 常 采 用的 大 型 气 拒外 加 往复 式 压 缩 机 回收 放 空 尾 气 的传统 工 艺 。 与 老 工 艺 比 ， 新 工 艺 投 资 可 降 低 4 5 t 占 地可 减少 6 0 生 产 实践证 明 ， 该 回收 装 置 安全 可靠 ， 运转 平 稳 可 满足 生 产要 求 ， 并取 得 了 良好 的经 济效 益和 社 会教 益 ， 可 广 泛用 于炼 油 厂 回收低 压放 空 尾 气 。 主 量 词 ： 螺 杆 压缩 机低压尾 气回收湿 的炼 油 厂延迟 焦化 装 置 -。 。 一。_ _。 _。 一 l 概述 V变 ； 于 该 装 置 无 后 部 吸 收 稳 定 系 统 ， 富 气 产 量 达 6 我 厂 延迟 焦 化 装置 年 处理 量 8 0 万 t ， 由 万多 吨。 为保证 装置 系统压 力稳定 ， 焦化尾 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 莱 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 崇 莱 崇 崇 莱 崇 莱 崇 崇 莱 崇 崇 豢 崇 崇 莱 崇 莱 莱 崇 莱 莱 崇 莱 S结论 5 1 F C C吸