侯光遠(yuǎn)

摘要：本文結(jié)合天然氣凈化裝置脫硫系統(tǒng)總結(jié)概括了MDEA溶液脫硫裝置主要的溶液補(bǔ)充方式及其優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)脫硫系統(tǒng)補(bǔ)充溶液，要考慮到雜質(zhì)較多的高H2S含量的冷溶液進(jìn)入系統(tǒng)后可能對(duì)再生塔的溫度和進(jìn)入吸收塔貧液質(zhì)量等裝置運(yùn)行狀態(tài)造成的影響，根據(jù)溶液注入位置確定合理的補(bǔ)充速度，保證貧液的再生質(zhì)量和整個(gè)系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：醇胺法；天然氣脫硫裝置

使用MDEA溶液循環(huán)法脫除原料天然氣中幾乎所有的H2S和大部分的C02是目前國(guó)內(nèi)主流的含硫天然氣凈化方式。隨著日常生產(chǎn)操作的進(jìn)行脫硫裝置系統(tǒng)中的溶液會(huì)逐漸損耗，為維持系統(tǒng)正常的循環(huán)量與控制液位，需要不定期向系統(tǒng)中補(bǔ)充溶液。

1脫硫系統(tǒng)溶液損失原因

綜合而言，脫硫系統(tǒng)溶液損失的原因主要有以下幾點(diǎn)：

①吸收塔發(fā)泡攔液等異常狀況造成的溶液帶出損失；

②溶液過(guò)濾器清洗時(shí)對(duì)過(guò)濾器內(nèi)溶液進(jìn)行置換回收造成的系統(tǒng)溶液量減少；

③玻板等儀表進(jìn)行調(diào)校清洗時(shí)排液造成系統(tǒng)溶液量減少；

④裝置各處泄漏造成的溶液損失；

⑤系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行造成部分溶液變質(zhì)失效，從而使系統(tǒng)總有效溶液量減少。

2溶液補(bǔ)充的方法

一般而言，脫硫裝置設(shè)計(jì)使MDEA溶液在低溫高壓條件下吸收酸性氣體后經(jīng)過(guò)中壓容器閃蒸出所溶解的CH4等可燃?xì)怏w，然后進(jìn)入再生塔在高溫低壓條件下進(jìn)行解吸再生。若將溶液補(bǔ)充至高壓或中壓段對(duì)設(shè)備功率和管線的壓力等級(jí)要求較高且潛在風(fēng)險(xiǎn)較大，因而目前重慶天然氣凈化總廠各分廠主要的溶液補(bǔ)充辦法是利用溶液補(bǔ)充泵將低位罐中的溶液打入溶液循環(huán)系統(tǒng)的低壓段（即閃蒸罐液位調(diào)節(jié)閥后至溶液循環(huán)泵或再生塔底泵的入口處），而低位罐中的溶液可能來(lái)自系統(tǒng)溶液回收管線、溶液儲(chǔ)罐或現(xiàn)場(chǎng)配制。

3幾種主要的溶液補(bǔ)充方式

溶液補(bǔ)充方式的區(qū)別主要集中在所補(bǔ)充的溶液被注入系統(tǒng)的位置。圖1中列舉了目前國(guó)內(nèi)同類型裝置所采用的幾種補(bǔ)充溶液注入位置。

圖1中，方式1溶液注入位置是注入酸水回流管線（調(diào)節(jié)閥后），方式2是注入塔中部某層塔盤上，方式3是注入到再生塔鍋底，方式4是注入到貧液出塔管線，方式5是注入到半貧液進(jìn)重沸器管線

4幾種溶液補(bǔ)充方式的優(yōu)缺點(diǎn)比較

4.1補(bǔ)充溶液對(duì)系統(tǒng)造成影響的原因

低位罐中的溶液可能已經(jīng)被密閉儲(chǔ)存了相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，且溶液可能來(lái)自系統(tǒng)各處，一般補(bǔ)充溶液中的H2s含量較高，且溫度均低于循環(huán)系統(tǒng)中溶液的溫度。補(bǔ)充溶液的加入會(huì)降低加料口附近系統(tǒng)溫度并增加溶液中的H2S含量。并且由于溶液補(bǔ)充泵吸入口安裝在低位罐的下部，可能在補(bǔ)充溶液的同時(shí)將低位罐底的雜質(zhì)帶入系統(tǒng)。

4.2幾種溶液補(bǔ)充方式的比較

補(bǔ)充溶液被注入酸水回流管線后，由塔頂進(jìn)入再生塔，和富液一起經(jīng)歷蒸汽氣提解吸的過(guò)程，可以除去補(bǔ)充溶液中的HzS，有效保證貧液的再生質(zhì)量。但這種方法將改變?cè)偕钠罕?，因而為維持合適的塔頂溫度和合格的貧液再生質(zhì)量，需要增加重沸器進(jìn)蒸汽量。從而導(dǎo)致塔底重沸器的換熱能力限制了溶液加入的速度。并且，由于補(bǔ)充溶液管線的接入點(diǎn)一般是在酸氣分液罐液位調(diào)節(jié)閥后，存在一定的安全隱患，如果補(bǔ)充泵抽空或因故突然停運(yùn)可能引起酸水和酸氣反串回低位罐。

溶液補(bǔ)入再生塔中部的方式，可以獲得較大的加料速度，但大量冷溶液在二次蒸汽入塔口上方進(jìn)入再生塔，會(huì)造成再生塔中下部溫度下降較多，重沸器要隨之進(jìn)行調(diào)整，二者直接影響了進(jìn)入塔上方的二次蒸汽量，從而對(duì)酸氣量造成影響，可能導(dǎo)致下游硫磺回收裝置發(fā)生波動(dòng)。并且溶液由塔的中上部加入再生塔，可能會(huì)使低位罐中的雜質(zhì)沉積分布在各層塔盤上，降低塔盤的通過(guò)能力。

直接將溶液補(bǔ)入再生塔鍋底或貧液出塔管線，同樣可以在短時(shí)間內(nèi)對(duì)系統(tǒng)大量補(bǔ)充溶液。這兩種方法在裝置開(kāi)產(chǎn)進(jìn)溶液過(guò)程中或在裝置運(yùn)行期間再生塔液位偏低時(shí)對(duì)防止底泵或溶液循環(huán)泵抽空作用尤其明顯。但在相同情況下，補(bǔ)充至再生塔鍋底的辦法更加合理。原因有三：首先，少量的溶液進(jìn)入再生塔鍋底與大量熱貧液混和，可以解吸出溶液中所含有的H2S，而溶液直接加入貧液出塔管線則無(wú)法進(jìn)行氣體解吸，影響進(jìn)入吸收塔的貧液質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品氣H2S含量升高。其次，如果低位罐中的雜質(zhì)隨溶液進(jìn)入系統(tǒng)，則當(dāng)補(bǔ)充溶液進(jìn)入鍋底時(shí)，部分雜質(zhì)可以緩慢沉積在鍋底，而補(bǔ)充溶液直接進(jìn)入貧液出塔管線時(shí)，可能造成溶液循環(huán)泵或再生塔底泵的進(jìn)口端粗濾器快速堵塞。第三，冷溶液加入含有大量熱貧液的鍋底，對(duì)出塔貧液的溫度影響較小，而加入出塔貧液管線，則會(huì)直接降低與富液換熱的貧液溫度，從而導(dǎo)致進(jìn)入再生塔的富液溫度下降，進(jìn)而造成系統(tǒng)溫度、蒸汽用量等工藝狀態(tài)參數(shù)的較大波動(dòng)。

最后一種方法是將補(bǔ)充溶液注入重沸器半貧液入口管線內(nèi)。通過(guò)這種方式，溶液經(jīng)過(guò)重沸器加熱后再進(jìn)入再生塔，可以獲得極好的解吸效果，并且對(duì)再生塔的溫度影響較小。但這種方法直接降低了進(jìn)入重沸器的半貧液的溫度，為維持所需要的連續(xù)二次蒸汽量，必需在短時(shí)間內(nèi)增加重沸器的進(jìn)蒸汽量。因而出于對(duì)系統(tǒng)平穩(wěn)操作的角度考慮，要從開(kāi)始補(bǔ)充溶液時(shí)就控制好溶液的流量。

5結(jié)論

幾種溶液補(bǔ)充方式都有各自的優(yōu)勢(shì)與缺陷，對(duì)于一套脫硫裝置而言，重要的是根據(jù)自身的循環(huán)量和平均溶液補(bǔ)充量來(lái)選擇合適的溶液補(bǔ)充方式。在溶液補(bǔ)充期間要尤其注意系統(tǒng)可能出現(xiàn)的波動(dòng)，盡量控制溶液補(bǔ)充的速度，不要對(duì)系統(tǒng)造成過(guò)大沖擊。