天然气脱硫操作和常见问题处理 PPT课件

脱硫单元操作及常见问题的处理 目录 开机准备初次开机正常停机紧急情况停机常见问题的分析及处理 开机准备 用消防水清洁系统氮气吹扫充压软化水建立循环碱液循环3 MDEA溶液循环漂洗 氮气充压50 溶液填充 投入到正常状态 初次开机 开始胺循环 利用贫胺增压泵和高压胺泵使胺液从再生塔到二级主吸收塔 利用级间泵和氮气的压力使MDEA从二级主吸收塔经一级主吸收塔到胺闪蒸罐和再生塔在开机前要做以下程序 液位控制器和流量控制器处于正常设定值的自动状态闪蒸罐上的燃料气净化试车启动再生塔再沸器蒸汽再生塔空冷器回流罐有液位后 启动回流泵启动贫胺冷却器空冷器冷却水进后胺冷却器进口过滤分离器液位控制器处在自动状态 正常停机 保压停机 关闭入口和出口阀门 停胺泵 停再生塔再沸器的蒸汽卸压停机 停机前富胺走旁通 停透平 电机高压胺泵运作关闭产品气出口阀 向火炬排放关闭酸气至下游的阀门保持胺循环和再沸器蒸汽 直到胺液中无H2S脱水单元保持TEG循环压力接近大气压后 停止胺液的循环 停高压胺泵 停级间泵 停贫胺增压泵 停半富胺泵 停再沸器蒸汽 停空冷器和回流泵 停贫胺冷却器空冷器 紧急情况和停机 安全控制系统 SIS和ESD 设计的目的就是为了处理非计划停机以及没有充足时间按照正常停机步骤所进行的停机可以由操作工来操作 也可由仪表自动进行控制分析原因以及所应立刻采取的措施 首先要考虑员工的自身安全 其次考虑保护设备 常见问题的分析和处理 一 原料气过滤分离单元 1 原料气管线超压的处理A 当高压系统压力超过设计值9 1MPa时 开放空阀小量泄压放空 B 压力继续超高时 开大放空阀放空 保证系统压力在设计值以内 C 压力仍维持不降时 作紧急停工处理 D 关原料气界区大阀 开放空阀高压系统放空 2 原料气管线爆管处理A 立即向上级报告 B 作紧急停工处理 通知其他单元采取相应措施 C 现场人员 戴好防护措施 关闭原料气界区大阀 D 中心控制室开放空阀 3 原料泄漏的处理A 加强巡检 及时发现 B 发现泄露 立即上报 C 根据泄漏点及泄漏量做好停产或不停产的准备 D 挂好警戒牌 4 排污水时发生串气超压的处理A 当存液灌压力超过设定值时 即可判断出现串气现象 此时立即检查关闭原料气重力式分离罐和原料气过滤器的连接阀 B 关闭它们之间的连接阀 C 调节放空阀泄压 D 泄压后开它们之间的连接阀 5 检漏的方法原料气管线 阀门及设备的盲板 法兰等密封处是否泄漏的最好检漏方法是什么 浸泡醋酸铅水溶液的白纸 6 原料气过滤分离器 原料气重力式分离器的排污操作1 先打开后截止阀 然后缓慢打开前截止阀 2 先关闭前截止阀 后关闭后截止阀 3 在对这两个罐排油水时容易串气 因此排油水时动作阀门幅度不应过大 并密切监视观察串气发生的现象 会出现排液罐压力急剧上升 排油水管线变冷 声音急响 二 脱硫吸收部分 1 保持溶液清洁保持溶液清洁主要包括两个方面 防止杂质进入溶液系统和尽可能从溶液中除去杂质和 或 降解产物 在实际生产中 主要是通过原料气过滤和溶液过滤来实现的 原料气过滤根据原料气的特点采用各种物理手段将原料气中的微粒 液滴等去除 溶液过滤则是除去溶液中的固体悬浮物 烃类和降解产物 除去溶液中粒度为5 m 甚至1 m 以上的机械杂质 主要为腐蚀产物 根据不同的实际生产状况需要 溶液过滤可分为贫液过滤和富液过滤 采用贫液过滤时 过滤量一般为贫液流量的25 100 采用富液过滤 则可以采用全过滤 控制发泡 在采用上述三项措施的同时 应定期在实验室中测定溶液的发泡倾向 必要时注入阻泡剂加以控制 投加阻泡剂前必须先经室内试验 确定阻泡剂的类型及其用量 必须指出 阻泡剂只能作为一种应急措施 根本的途径是弄清发泡的原因后加以消除 同时 阻泡剂还应和过滤 复活等措施配合使用 以免阻泡剂在系统中积累而产生副作用 2 防止设备腐蚀在胺法装置中发现的腐蚀类型有均匀腐蚀 电化学腐蚀 缝隙腐蚀 坑点腐蚀 晶间腐蚀 选择性腐蚀 磨损腐蚀 应力腐蚀开裂及氢脆腐蚀 在装置上易发生腐蚀的敏感区域主要有再生塔及其内部构件 贫富液换热器的富液侧 换热器后的富液管线以及有游离酸气和较高温度的重沸器及其附属管线等 要加强防腐除了有正确的设计外 在操作中加强溶液过滤也是一个很重要的防腐手段 除此之外还应避免氧进入装置 溶剂应隔绝空气 溶剂储罐应用惰性气体保护 装置开工前就进行彻底的置换 除掉系统中的氧 合理的酸气负荷和管线液体流速 使用缓蚀剂 使用后不仅可减轻腐蚀 也可适当提高酸气负荷 降低操作成本 3 降低消耗指标降低消耗指标就应在操作中尽量减少溶液的损耗 蒸汽消耗以及动力消耗等 减少溶液的损耗应从减少装置的跑 冒 滴 漏 减少过滤设备清洗时的溶液损失 平稳操作 减少因系统发泡 波动而造成溶液损失 减少蒸汽及动力消耗最直接的办法就是减少溶液的循环量 在生产运行中 在保证净化气质量的前提下 尽量减少溶液的循环量 适当提高溶液的酸气负荷 控制好重沸器温度 加强闪蒸 可以达到降低消耗的目的 3 降低消耗指标从减少物料和能量消耗的角度出发 可以采取以下措施 在保证产品气质量合格的前提下 尽可能降低溶液循环量和塔盘层数 合理的再生温度和回流比 在保证贫液质量的前提下 尽可能控制再生塔底温度和塔顶回流比不要太高 加强闪蒸 要尽可能闪蒸出溶液中被吸收的烃类 经脱硫后用做燃料气 不仅节约了燃料气 也保证了进硫磺回收装置的酸气质量 能量回收 设置富液能量回收透平 回收富液能量 4 溶液发泡醇胺溶液发泡的机理比较复杂 根据使用MDEA运行经验 可以看出MDEA抗污染的性能较差 溶液被污染后发泡的趋势将会增大 溶液发泡后 系统的各点液位波动会产生较大变化 闪蒸气量会出现较大波动 产品气带液严重且会伴随产品气质量不合格 归纳引起发泡的主要原因有 1 贫液温度过低 溶液粘度大2 原料气带入污物过多 特别是各种表面活性剂及井场化学处理剂 污染溶液 3 浮阀在塔盘上被卡死 有效截面积减少 阀孔气速过大 发生 拦液 4 溶液含水量过低或过高 易于发泡 5 吸收塔操作压力 流量波动大 处理量过大 针对以上原因 处理方法如下 1 适当提高溶液温度 2 加强原料气预处理装置的排污和溶液的过滤 并加入适量阻泡剂3 设备故障 停产检修4 调整溶液组成 5 加入适量阻泡剂 平稳操作或适当减少处理量 5 净化度超标准影响净化气质量的主要原因有以下几个方面 一过程变量包括溶液循环量和溶液的酸气负荷 二是操作变量包括操作的温度和压力 三是溶液污染与降解 归纳起来净化气超标的主要原因有以下几点 1 溶液循环量偏小或气液比过大 2 溶液浓度过低或水分过少3 贫液温度较高4 贫液再生效果差5 处理量过大或原料气酸气组分过高6 吸收塔液位波动过大7 系统溶液发泡8 原料气带水严重9 取样分析有误10 贫富液换热器串漏11 脱硫吸收塔塔盘垮塌 针对以上原因 处理的办法如下 1 适当提高循环量2 调整溶液的组成到适当值 3 加强贫液冷却 加强循环水冷却 降低贫液温度 4 调整重沸器蒸汽量 稳定再生塔操作5 调整原料气处理量或原料气成分6 加入适量阻泡剂 稳不定期吸收塔操作 7 加强原料气预处理单元的操作管理 8 重新取样分析9 设备故障 停产检修 6 溶液损失大在生产过程中 溶液存在一定的损耗 主要表现在机械损失 雾沫夹带 蒸发损失 溶剂降解等 在正常操作是 溶液的损失是可以控制在一定范围内 但是系统出现异常时溶液的损失就会在短时间内增大 主要原因有 1 吸收塔发泡冲塔 大量溶液随净化气带出2 溶液进入公用供给系统3 排污阀或溶液回收阀未关严等4 处理量超负荷 溶液损失增大 应对的措施 1 加入适量阻泡剂2 逐点检查与溶液系统相连的公用系统管线 确保无内漏3 逐点检查各低点排污阀和 或 溶液回收阀 确保无泄漏4 降低处理量 7 系统液位上涨胺液作为一独立的循环系统 其内的溶液总量是一定 在操作过程中系统各点的液位总是控制在一定的范围内波动 且它们之间是相互关联的 若其中一点或多点液位持续上涨 而其它各点液位均无明显变化 则可能是系统出现故障 系统出现液位异常上涨的主要原因有 1 系统溶液发泡2 重沸器管壳程串漏3 贫液冷却器管壳程串漏4 酸气冷却器管壳程串漏5 与系统相连的蒸汽 水管线阀门未关或关不严 应对的措施 1 针对系统发泡可以加入适量阻泡剂 加强原料气预处理系统的操作2 仔细检查与系统相连的蒸汽 水管线是否有内漏现象 逐一排除3 设备故障只能停产检修 8 吸收塔拦液对于固定的脱硫吸收塔 可供气液两相作逆流流动的自由截面有其限度 如果两相中之一的流量增大到某一数值 上 下两层塔板间的压力降便会增大到使降液管内的液体不能顺畅地流下 当管内液体满到上层塔板的溢流堰顶之后 便漫到上层塔板中去 这种现象称为液泛 淹塔 拦液 拦液开始时 塔的压力降急剧加大 而效率则急剧降低 随后全塔的操作便遭破坏 在实际操作过程中 如果由于原料气或贫液流量突然急剧增大 此时便会发生拦液现象 因此 脱硫吸收塔有其处理弹性范围 即有处理负荷上限限制 在脱硫装置实际运行过程中 常遇见的拦液现象是由于脱硫吸收塔塔盘浮阀遭受堵塞而引起的 引起浮阀堵塞主要有以下两个方面 溶液系统变质 腐蚀产物积累 溶液变质和系统腐蚀产物逐渐积累 而溶液过滤效果往往有限 溶液系统变质 腐蚀产物逐渐沉积在脱硫吸收塔塔盘浮阀上 使塔盘与浮阀间的环形间隙减小 减小气相流通通道 同时增大浮阀重量 增大塔内压差 原料气带杂质进入脱硫系统 在脱硫装置运行过程中 脱硫溶液将原料气中的固体杂质洗涤下来 逐渐在塔盘上存积 随着生产时间的延长 塔盘上的固体杂质会越积越多 并逐渐积存在浮阀的边缘 造成气相通道减少 由于脱硫吸收塔塔盘浮阀遭受堵塞 造成塔盘的气相通道减少 同时 由于浮阀上积存固体杂质后 重量增加 进而造成拦液现象发生 当脱硫吸收塔出现拦液现象时 会引起脱硫塔差压急剧上升 脱硫溶液积存在塔盘上 处理量大幅度波动 再生塔温度和酸气流量波动 产品气质量超标 溶液夹带冲出脱硫塔 严重时要停车进行处理 9 溶液发泡溶液发泡会导致多方面的严重后果 首先是装置处理量大幅度下降 甚至要停车处理 其次是在发泡情况下溶液的脱硫效率要受影响 最终还会造成溶液大量损失 发泡的原因很复杂 工业经验表明 下列几类物质与溶液发泡密切相关 应从溶液中清除出去 醇胺的降解产物 溶液中悬浮的固体 如腐蚀产物FeS 原料气带入装置的烃类凝液或气田水 几乎进入溶液的外来物质都有可能引起发泡 如原料气夹带的缓蚀剂 阀门用润滑脂等等 10 脱硫单元重要液位脱硫单元最重要的液位即 脱硫塔液位 这个液位是很重要的操作参数 如果操作失误 将对脱硫装置带来毁灭性的损害 这个参数还可以反映出脱硫装置的各种异常情况 从而成为多种事故判断的根据依据 1 脱硫塔液位过低 有可能发生窜气事故而导致闪蒸罐超压 2 脱硫塔液位出现不明显原因的溶液突然增多现象 基本上可判断为装置出现了以下两种异常情况之一 a 系统液位出现了假液位 此异常情况如不立即处理 将引起脱硫塔的窜气事故发生 b 原料气带入大量的水进入系统 3 溶液系统突然出现大量溶液减少现象 造成此种现象出现的原因一般有以下几种 a 吸收塔拦液 溶液积存在塔盘上 而导致吸收塔液位下降 b 湿净化气严重夹带溶液或冲塔也可导致系统溶液减少现象 溶液系统的排污阀和溶液回收阀的误操作也可能造成系统溶液减少 三 溶剂再生部分 1 贫液再生质量贫液再生质量的好坏 直接影响脱硫吸收效果 影响产品气质量 可根据贫液分析残存H2S的含量来确定再生质量 贫液中残存H2S含量高 说明再生质量较差 残存含量低 说明再生质量较好 一般来说 在保证再生质量的情况下 即贫液中H2S含量低于0 3g l 此时应尽可能控制较低的再生温度 以减少再生能耗 降低生产运行成本 2 脱硫系统堵塞脱硫系统堵塞常常发生在脱硫吸收塔 贫富液换热器和再生塔 脱硫溶液不能维持正常循环 通过降低溶液循环量 可维持装置运行 但原料气处理量将大幅度下降 装置能耗和操作费用将大幅度增加 此时往往需要停车 对脱硫系统进行彻底清洗 解决堵塞问题 导致脱硫系统堵塞的主要原因是原料气带杂质进入脱硫系统 系统溶液的降解产物和设备腐蚀产物 在装置运行过程中 原料气夹带的固体杂质被脱硫溶液洗涤下来 与溶液降解产物和设备腐蚀产物一道逐渐在脱硫系统中积存 脱硫系统中的杂质越积越多 进而堵塞脱硫系统 3 窜气脱硫系统可简单划分为高压吸收 中压闪蒸和低压再生三部分 这三部分之间依靠脱硫吸收塔 闪蒸罐的液位调节阀来实现隔断 如果出现吸收塔无液位的情况时 原料气将经过吸收塔底的富液管道通过脱硫吸收塔液位调节阀进入闪蒸罐 造成窜气事故发生 当发生窜气事故时 闪蒸罐压力急剧升高 压力调节阀急剧开大 安全阀起跳 更为严重时 可能造成闪蒸罐爆炸 闪蒸罐窜气至再生塔的现象类似 但在日常生产过程中较为少见 在脱硫装置运行过程中 控制好脱硫系统中各塔罐液位尤为重要 以防止窜气事故发生 正确的设计及过滤等措施均有利于防腐 此外 在操作上还可以采用以下防腐措施 推荐下列