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胺液系統(tǒng)發(fā)泡原因及對策

2018-07-23 返回列表

      醇胺類溶劑可以可逆的吸收酸性氣體,廣泛用作脫硫脫碳的化學(xué)吸收溶劑。目前工藝上廣泛使用的醇胺類溶劑主要成分為MDEA。MDEA 不但選擇性吸收性能好,而且它的凝固點(diǎn)低,蒸氣壓小,化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好,MDEA溶液在天然氣、煉廠氣、煤制氣的凈化領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

      但是,在使用過程中MDEA溶液也經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)泡現(xiàn)象,導(dǎo)致氣體凈化裝置泡沫夾帶,影響氣體凈化質(zhì)量、裝置的生產(chǎn)能力和與之相關(guān)裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。因此,分析研究胺液發(fā)泡的主要原因,并制定相應(yīng)對策措施,保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行,是目前胺脫系統(tǒng)亟待解決的問題。

造成胺液系統(tǒng)發(fā)泡原因

造成胺液系統(tǒng)發(fā)泡的原因非常復(fù)雜,往往是多個因素綜合作用導(dǎo)致胺液系統(tǒng)發(fā)泡。

溶劑帶油

      進(jìn)料氣夾帶柴油或液態(tài)烴被帶入脫硫塔導(dǎo)致溶劑系統(tǒng)帶油而被污染,工藝過程中未能將部分烴類和浮油完全去除,而它們浮在醇胺溶劑表面會降低其表面張力,從而導(dǎo)致溶劑發(fā)泡,油含量越高,發(fā)泡越嚴(yán)重,累計(jì)夾帶會進(jìn)一步污染凈化原料氣和再生酸氣,也造成溶劑損失。

 

夾帶雜質(zhì)

      在原料氣分離和輸送的過程中,原料氣中的硫化氫會對設(shè)備、管道造成腐蝕,產(chǎn)生硫化亞鐵、硫化鐵等雜質(zhì)。這些雜質(zhì)在脫硫塔入口分液罐中沉降不完全,會帶入脫硫塔內(nèi),這些固體雜質(zhì)大部分會被胺液從塔底帶走,但仍有小部分會在脫硫塔內(nèi)積累。隨著胺液中雜質(zhì)顆粒物含量的增加,可在溶液表面上濃縮,增大了溶液表面黏度,對氣泡表面上液體的流動、液膜的減薄產(chǎn)生了抑制作用,從而增大了泡沫的穩(wěn)定性。細(xì)小的固體顆粒物還會對小氣泡結(jié)合成大群體構(gòu)成障礙,使泡沫不易破滅,導(dǎo)致溶液易發(fā)泡。

降解物污染

      在連續(xù)生產(chǎn)中,由于脫硫劑長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn),定會產(chǎn)生一定的降解,尤其是溶劑再生塔塔底操作溫度較高,貧胺液緩沖罐中貧胺液與空氣接觸時(shí),空氣中的氧溶解于胺液中,MEDA產(chǎn)生氧化講解,產(chǎn)生大量的降解產(chǎn)物熱穩(wěn)定鹽(HSS),這些降解產(chǎn)物會促進(jìn)溶劑發(fā)泡,且增加泡沫的穩(wěn)定性。降解產(chǎn)物不能再生,并且隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的增加,胺溶液中的降解產(chǎn)物也不斷積累。

      由于MDEA 溶液的熱穩(wěn)定鹽(HSS)“束縛”了胺分子,使之失去與硫化氫結(jié)合的能力,造成脫硫劑的有效胺濃度下降,粘度增加,發(fā)泡且泡沫難以消除,導(dǎo)致脫后干氣(低分氣、循環(huán)氫)帶胺。

胺液濃度的影響

      胺液濃度增大,溶液粘度增大,使更多的液烴與固體粉末能分散懸浮在 MDEA 脫硫溶液和泡沫中,從而提高了泡沫的穩(wěn)定性。一般 MDEA 濃度越高,發(fā)泡性能就越高。一般控制濃度在 30%~50% 之間。

 

其它影響

      胺液補(bǔ)水或配置胺液用水帶入溶解氧或其它雜質(zhì),設(shè)備檢修或泄露引入的潤滑脂、潤滑油等。

      在使用過程中,諸多因素造成胺液降解不斷地進(jìn)行,雜質(zhì)被不斷地帶入,造成了胺液質(zhì)量也在不斷地下降,發(fā)泡傾向不斷提高,最終破壞吸收塔的穩(wěn)定運(yùn)行,造成產(chǎn)品指標(biāo)下降,裝置停運(yùn)等嚴(yán)重后果。

可采取的措施

更換吸收塔內(nèi)件

      噴射態(tài)塔板利用高速流動的氣相為連續(xù)相,將塔板上的液相分散為小液滴進(jìn)行汽液接觸傳質(zhì),避免氣泡的產(chǎn)生。改變了傳統(tǒng)塔板液相為連續(xù)相,氣相為分散相,已形成泡沫的接觸形態(tài),從根本上避免泡沫的產(chǎn)生。

其原理如下:

      下層塔板上升的氣體由板孔縮流進(jìn)入罩內(nèi),液體由帽罩底隙進(jìn)入罩內(nèi);

      氣體將進(jìn)入罩內(nèi)的液體提拉,進(jìn)行拉膜、破碎、向罩頂撞擊;

      氣液混合物折返從帽罩側(cè)孔水平噴出,靠重力在塔板上部空間分離;

      帽罩之間的對噴后自由落到塔板上繼續(xù)與板上空間的氣相接觸形成二次傳質(zhì);

      該塔板汽液接觸劇烈,液體被破碎成很小的液滴,避免氣泡形成,傳質(zhì)表面巨大,傳質(zhì)效率高,且處理量大,操作范圍寬。目前噴射態(tài)塔板已在中石化、山東地?zé)挼榷嗉覠拸S,中石油長慶油田天然氣處理廠的脫硫、再生等裝置應(yīng)用,抗發(fā)泡效果非常明顯。

增加胺液凈化裝置

      胺液中的油可以通過在胺液緩沖罐增設(shè)分層切油措施將夾帶的油相切走;泵前進(jìn)行過濾出去機(jī)械雜質(zhì),增加離子交換樹脂系統(tǒng)凈化離子狀態(tài)的熱穩(wěn)鹽。

      另外,加強(qiáng)工藝過程控制,嚴(yán)格控制胺液濃度穩(wěn)定,及時(shí)補(bǔ)水,胺液配置盡量用軟化除氧水,儲罐加入氮封等措施。緊急情況可以通過加消泡劑解決,但是加消泡劑雖然見效快,但對脫硫系統(tǒng)也存在一定的副作用,長期運(yùn)行不建議采用。離子交換樹脂控制熱穩(wěn)鹽效果較好,但樹脂再生時(shí)產(chǎn)生含鹽廢水還需要考慮。



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