馬文鄭 杜佳敏

摘 要：對(duì)典型的MDEA吸收流程進(jìn)行分析表明，MDEA溶液再生能耗較大，過程物流能量未得到充分利用。介紹 MDEA脫碳裝置消泡劑添加方法和量的優(yōu)化以及改進(jìn)情況， 換熱器結(jié)垢和堵塞的處理措施， 系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行的方法以及注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：MDEA脫碳； 消泡劑； 結(jié)垢； 優(yōu)化運(yùn)行

我公司合成氨裝置 MDEA脫碳系統(tǒng)采用德國(guó) BASF 公司的活化 MDEA專利脫碳技術(shù)， 該工藝技術(shù)是低能耗的脫碳工藝， 為兩段吸收、 兩段再生流程。

1 工藝流程

變換氣進(jìn)入二氧化碳吸收塔下段， 大量的二氧化碳在此段被 MDEA 半貧液吸收， 剩余二氧化碳在上段用 MDEA貧液吸收。 出吸收塔的工藝氣二氧化碳含量小于 1 000 .10- 6。 在吸收塔底部引出的吸收了二氧化碳的富液， 經(jīng)半貧液泵透平回收能量后， 降壓到 0 .7 M Pa 送到中壓解吸塔， 在此解吸出大部分氫氣和少量的二氧化碳，解吸氣從塔頂引出， 作為燃料送到蒸汽轉(zhuǎn)化爐。出中壓塔的溶液進(jìn)入低壓解吸塔， 利用來自再生塔的二氧化碳?xì)馄崛芤褐械亩趸迹?出低壓塔的二氧化碳經(jīng)冷卻分離后作為產(chǎn)品外送。

低壓解吸塔出來未完全再生的 MDEA半貧液分為兩部分： 一部分（ 作為脫碳主要部分） 送入吸收塔循環(huán)脫碳， 另一部分送再生塔再生后， 以貧液的形式送吸收塔頂部吸收 CO 2。

2 活化 MDEA 脫碳工藝的優(yōu)點(diǎn)

（ 1） MDEA 溶液具有較強(qiáng)的選擇吸收能力。

（ 2） 對(duì) CO2 等酸性氣的吸收好， 兼有物理和化學(xué)吸收的作用， 溶液負(fù)載量大， 凈化度高。

（ 3） CO 2 與該溶液的溶解熱低， 再生溫度低， 所以綜合能耗低。

（ 4） 穩(wěn)定性好， 不易降解。

3 加消泡劑方法的改進(jìn)和優(yōu)化

泡沫是導(dǎo)致塔載液的主要原因。 裝置設(shè)計(jì)是利用泵向系統(tǒng)注入消泡劑的方法消泡， 但由于消泡劑不易溶于水、 粘度大， 操作很不方便。 利用既有動(dòng)力（ 貧液泵） ， 另外增設(shè)了一個(gè)小容器， 通過開關(guān)各手動(dòng)閥加消泡劑。 優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能、 快捷、便于安裝， 可以有選擇地連接消泡劑加入點(diǎn)。優(yōu)化程序 事先將消泡劑定量灌裝小容器若干， 為防止消泡劑化合物分解， 規(guī)定加消泡劑前進(jìn)行搖動(dòng)攪拌， 使有效成分充分互溶。

4 消泡劑加入劑量和優(yōu)化

據(jù)有關(guān)資料介紹， 消泡劑是一種有機(jī)溶劑， 它的使用會(huì)導(dǎo)致 MDEA 粘度增加， 給溶液帶來負(fù)面影響。 裝置設(shè)計(jì)為每 1 ～ 2 d 加入消泡劑 1 ～2 ml/ m 3。 基于以上原因， 實(shí)際生產(chǎn)中不建議頻繁加入消泡劑。 操作人員日積月累總結(jié)出一套物理消泡的方法： 溶液發(fā)泡最先表征為低壓解吸塔壓降的變化（ 通常是變大） ， 此時(shí)可采取降低低壓解吸塔壓力的方法進(jìn)行消泡。

5 凈化系統(tǒng)換熱器的問題及優(yōu)化措施

本裝置脫碳工藝中采用了三組板式換熱器，分別為貧液/ 半貧液熱交換器 （ E1413） 、 貧液水冷器（ E1414） 、 二氧化碳水冷器（ E1415） 。 其中，貧液/ 半貧液熱交換器和貧液水冷器都有結(jié)垢和堵塞的問題。 造成 T I14089 在 60 以上（ 指標(biāo)溫度是 45 ） ， 貧液流量不能達(dá)標(biāo)和貧液泵發(fā)生氣蝕， 使泵損壞等， 影響脫碳運(yùn)行。針對(duì)以上結(jié)垢及堵塞現(xiàn)象， 采取了一系列措施： 將貧液水冷器由板式換熱器更換為列管式，換熱面積由 89 m2 增大到 640 m2 ； 貧液半貧液熱交換器采用拆裝清洗法， 用高壓清洗設(shè)備徹底清除板片上的結(jié)垢物及遺留在設(shè)備內(nèi)部的雜物。

以上措施有效防止了 MDEA脫碳裝置中板式換熱器的堵塞問題。 TI14089 由 60 降低到35 ， 貧液流量從 23 000 kg/ h 達(dá)到了指標(biāo)范圍內(nèi)（ 60 000 kg/ h） ， 貧液泵氣蝕現(xiàn)象也不再出現(xiàn)，滿足了生產(chǎn)需要。 換熱面積的增加， 降低了貧液的溫度和溶液的流量， 提高了溶液的負(fù)載量。

6 系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行措施

（ 1） 針對(duì)液位計(jì)波動(dòng)及卡澀問題， 在液位計(jì)與塔體法蘭間臨時(shí)安裝了金屬濾網(wǎng)， 定期對(duì)液位計(jì)浮子進(jìn)行清理。

（ 2） 加大溶液的旁濾量， 同時(shí)加大 S1451～S1453 機(jī)械過濾器濾芯的清洗、 更換頻次。

（ 3） 檢查處理再沸器 E1412 內(nèi)漏， 解決再生塔塔頂與塔底無溫差的問題。

（ 4） 優(yōu)化調(diào)整溶液系統(tǒng)的熱負(fù)荷， 調(diào)整入再沸器 E1412 工藝氣量和溫度， 優(yōu)化控制轉(zhuǎn)化入爐水碳比， 改善溶液系統(tǒng)的熱平衡。

（ 5） 優(yōu)化穩(wěn)定與系統(tǒng)相關(guān)的自動(dòng)調(diào)節(jié)控制，確保溶液系統(tǒng)液位、流量、壓力、溫度等參數(shù)穩(wěn)定。

（ 6） 投用吸收塔出口富液水力透平， 回收并降低富液動(dòng)能， 促進(jìn)溶液系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

（ 7） 針對(duì)系統(tǒng)起泡趨勢(shì)， 根據(jù)系統(tǒng)起泡易發(fā)生在低壓塔的實(shí)際情況， 通過低壓塔壓差變化定期調(diào)整中壓塔壓力， 采用降低壓力的方式消泡。

7 溶液系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行注意事項(xiàng)

（ 1） 避免操作波動(dòng)大。 若系統(tǒng)加減負(fù)荷過快、 系統(tǒng)壓力波動(dòng)過大特別是低壓塔塔頂壓力波動(dòng)、 再沸器供熱過大， 會(huì)造成氣液接觸速度過快， 溶液攪動(dòng)過分激烈， 造成起泡。

（ 2） 合理調(diào)節(jié)參數(shù)， 確保在設(shè)計(jì)指標(biāo)之內(nèi)。

（ 3） 保持系統(tǒng)和溶液的清潔， 避免機(jī)械雜質(zhì)及油污帶入系統(tǒng)。

（ 4） 溶液濃度不應(yīng)低于 30%， 否則系統(tǒng)將出現(xiàn)腐蝕。

（ 5） 保證溶液濃度與活化劑濃度的比例合適， 活化劑濃度應(yīng)控制在 3% ～ 5%， 偏差過大不利于控制起泡。

8 結(jié) 語(yǔ)

加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)管理， 優(yōu)化工藝， 優(yōu)化消泡劑的加入方法、 頻率， 是保證合成氨 MDEA脫碳系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的必要措施。 必要時(shí)清洗換熱器， 尋找系統(tǒng)規(guī)律， 零排放， 減小能耗也是保證裝置高效運(yùn)行的必要途徑。

節(jié)能降耗顯著， 運(yùn)行費(fèi)用明顯降低， 工藝流程簡(jiǎn)化， 作為更新?lián)Q代新技術(shù)具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

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