醇胺(an)類溶劑(ji)(ji)可以可逆的(de)(de)吸(xi)收(shou)酸性(xing)氣(qi)(qi)體,廣泛(fan)用作脫硫脫碳的(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學吸(xi)收(shou)溶劑(ji)(ji)。目前工藝(yi)上廣泛(fan)使用的(de)(de)醇胺(an)類溶劑(ji)(ji)主要成分為MDEA。MDEA 不但選擇性(xing)吸(xi)收(shou)性(xing)能好,而且(qie)它的(de)(de)凝固點(dian)低,蒸氣(qi)(qi)壓小,化(hua)(hua)(hua)學穩定性(xing)和熱穩定性(xing)好,MDEA溶液(ye)在(zai)天然氣(qi)(qi)、煉廠氣(qi)(qi)、煤制(zhi)氣(qi)(qi)的(de)(de)凈(jing)化(hua)(hua)(hua)領域廣泛(fan)應用。
但是,在使用過程中MDEA溶液(ye)也經常出現(xian)發泡(pao)現(xian)象,導致(zhi)氣體(ti)凈化裝(zhuang)(zhuang)置泡(pao)沫夾帶,影(ying)響氣體(ti)凈化質量、裝(zhuang)(zhuang)置的(de)生(sheng)產(chan)能(neng)力和與之相關裝(zhuang)(zhuang)置的(de)平(ping)穩運行。因此,分析研究胺液(ye)發泡(pao)的(de)主要(yao)原因,并制定相應對策(ce)措施,保證裝(zhuang)(zhuang)置平(ping)穩運行,是目(mu)前胺脫(tuo)系統亟待解決的(de)問題。
造成胺液(ye)系統發(fa)泡的原因非(fei)常復雜,往往是多個因素綜(zong)合作用導致胺液(ye)系統發(fa)泡。
溶劑帶(dai)油
進料(liao)氣(qi)夾帶(dai)(dai)柴油(you)或液態烴被帶(dai)(dai)入脫硫塔(ta)導(dao)致(zhi)溶(rong)(rong)劑系統帶(dai)(dai)油(you)而(er)被污染,工藝過程中未(wei)能(neng)將部分(fen)烴類和(he)浮油(you)完全去除,而(er)它們浮在(zai)醇胺溶(rong)(rong)劑表面會(hui)降低(di)其表面張力,從而(er)導(dao)致(zhi)溶(rong)(rong)劑發(fa)(fa)泡(pao),油(you)含量越(yue)高,發(fa)(fa)泡(pao)越(yue)嚴重,累計夾帶(dai)(dai)會(hui)進一步污染凈(jing)化原料(liao)氣(qi)和(he)再(zai)生酸氣(qi),也造成溶(rong)(rong)劑損失。
夾帶雜質
在原料氣(qi)分離和輸送的(de)過程中(zhong)(zhong),原料氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)硫(liu)化氫會(hui)對(dui)(dui)設備、管道造成腐蝕,產生硫(liu)化亞鐵(tie)、硫(liu)化鐵(tie)等雜(za)質(zhi)。這些雜(za)質(zhi)在脫硫(liu)塔入口分液(ye)(ye)(ye)罐中(zhong)(zhong)沉(chen)降不完全,會(hui)帶入脫硫(liu)塔內(nei),這些固體(ti)雜(za)質(zhi)大(da)(da)部分會(hui)被胺(an)液(ye)(ye)(ye)從塔底帶走,但仍有小部分會(hui)在脫硫(liu)塔內(nei)積(ji)累。隨(sui)著胺(an)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)(zhong)雜(za)質(zhi)顆(ke)粒物含(han)量的(de)增(zeng)加,可在溶液(ye)(ye)(ye)表(biao)面上(shang)濃(nong)縮(suo),增(zeng)大(da)(da)了溶液(ye)(ye)(ye)表(biao)面黏度(du),對(dui)(dui)氣(qi)泡(pao)表(biao)面上(shang)液(ye)(ye)(ye)體(ti)的(de)流動(dong)、液(ye)(ye)(ye)膜(mo)的(de)減薄(bo)產生了抑制作用,從而增(zeng)大(da)(da)了泡(pao)沫的(de)穩定(ding)性。細(xi)小的(de)固體(ti)顆(ke)粒物還會(hui)對(dui)(dui)小氣(qi)泡(pao)結合成大(da)(da)群(qun)體(ti)構成障礙(ai),使(shi)泡(pao)沫不易破滅(mie),導致溶液(ye)(ye)(ye)易發泡(pao)。
降解物(wu)污染
在(zai)連續生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong),由于脫硫(liu)劑長時間(jian)運轉,定會產(chan)生(sheng)(sheng)一定的降解,尤(you)其是溶(rong)劑再生(sheng)(sheng)塔塔底操作溫度較高,貧(pin)胺液緩沖罐中(zhong)(zhong)貧(pin)胺液與空氣接觸時,空氣中(zhong)(zhong)的氧溶(rong)解于胺液中(zhong)(zhong),MEDA產(chan)生(sheng)(sheng)氧化講解,產(chan)生(sheng)(sheng)大量的降解產(chan)物(wu)熱穩定鹽(HSS),這些降解產(chan)物(wu)會促(cu)進溶(rong)劑發泡,且增加(jia)泡沫(mo)的穩定性。降解產(chan)物(wu)不能再生(sheng)(sheng),并且隨著裝置運行時間(jian)的增加(jia),胺溶(rong)液中(zhong)(zhong)的降解產(chan)物(wu)也(ye)不斷(duan)積(ji)累。
由于MDEA 溶液的熱穩定鹽(HSS)“束縛(fu)”了胺分(fen)子,使之失去與硫(liu)化氫結合的能力,造成脫硫(liu)劑的有效胺濃度下降,粘度增加,發(fa)泡且(qie)泡沫難以消除,導致脫后干氣(qi)(低(di)分(fen)氣(qi)、循環(huan)氫)帶胺。
胺(an)液濃度的影響
胺液(ye)濃(nong)度(du)(du)(du)增大,溶(rong)液(ye)粘度(du)(du)(du)增大,使更多的液(ye)烴與(yu)固體粉末能分散(san)懸浮在 MDEA 脫硫(liu)溶(rong)液(ye)和(he)泡沫中,從而提高了泡沫的穩定性(xing)。一(yi)般 MDEA 濃(nong)度(du)(du)(du)越(yue)高,發泡性(xing)能就越(yue)高。一(yi)般控制濃(nong)度(du)(du)(du)在 30%~50% 之間。
其它影響
胺液(ye)補水或(huo)配置(zhi)胺液(ye)用水帶入溶(rong)解氧(yang)或(huo)其(qi)它雜質,設備檢修或(huo)泄露(lu)引入的潤滑(hua)脂、潤滑(hua)油(you)等。
在使用過程中,諸多(duo)因素造成胺液(ye)降解不斷(duan)地進行,雜質被不斷(duan)地帶入,造成了(le)胺液(ye)質量也(ye)在不斷(duan)地下降,發泡(pao)傾向不斷(duan)提高(gao),最終破壞吸收塔的穩定運(yun)行,造成產(chan)品(pin)指標(biao)下降,裝置停運(yun)等(deng)嚴重后(hou)果。
更換(huan)吸收塔(ta)內件
噴射(she)態(tai)塔(ta)板利用高速(su)流動的(de)(de)氣相(xiang)為連續相(xiang),將塔(ta)板上的(de)(de)液相(xiang)分(fen)散(san)為小液滴(di)進行汽液接觸傳質,避免氣泡的(de)(de)產生(sheng)。改變(bian)了傳統塔(ta)板液相(xiang)為連續相(xiang),氣相(xiang)為分(fen)散(san)相(xiang),已形成泡沫的(de)(de)接觸形態(tai),從根本上避免泡沫的(de)(de)產生(sheng)。
其原理如下:
下層塔板(ban)上(shang)升的(de)氣體(ti)(ti)由板(ban)孔縮流(liu)進(jin)入罩(zhao)內(nei)(nei),液體(ti)(ti)由帽罩(zhao)底隙進(jin)入罩(zhao)內(nei)(nei);
氣體將進(jin)入(ru)罩內的液體提(ti)拉(la)(la),進(jin)行拉(la)(la)膜、破碎、向罩頂撞(zhuang)擊;
氣液混合物折返從帽罩側(ce)孔(kong)水平噴出,靠重力(li)在塔板上部空間分離;
帽罩之間的對(dui)噴后自由落到塔板(ban)(ban)上(shang)繼續與板(ban)(ban)上(shang)空間的氣相接觸形(xing)成二次傳質(zhi);
該塔(ta)板(ban)汽液(ye)接(jie)觸(chu)劇烈,液(ye)體被破(po)碎成(cheng)很小的液(ye)滴,避(bi)免氣(qi)泡形成(cheng),傳質表面巨大(da),傳質效(xiao)率高(gao),且處理量大(da),操作范圍寬。目前噴射態塔(ta)板(ban)已在中石化、山東(dong)地煉等(deng)多(duo)家煉廠,中石油長(chang)慶油田天然氣(qi)處理廠的脫硫(liu)、再生(sheng)等(deng)裝置應用,抗發泡效(xiao)果非常明(ming)顯。
增(zeng)加(jia)胺液凈化裝(zhuang)置(zhi)
胺(an)液(ye)中的(de)油(you)可以(yi)通過(guo)在胺(an)液(ye)緩沖罐增設分層切(qie)油(you)措施(shi)將(jiang)夾帶(dai)的(de)油(you)相切(qie)走(zou);泵前進行過(guo)濾出去機械雜質,增加(jia)離(li)子交換(huan)樹脂(zhi)系統(tong)凈(jing)化(hua)離(li)子狀態的(de)熱穩鹽(yan)。
另外,加(jia)強工(gong)藝過(guo)程控制,嚴格控制胺(an)液(ye)濃度穩定(ding),及時補水,胺(an)液(ye)配置盡量(liang)用(yong)(yong)軟化除氧水,儲罐加(jia)入氮封等措施。緊急情況可以通過(guo)加(jia)消泡(pao)劑解決,但(dan)是加(jia)消泡(pao)劑雖然(ran)見效快,但(dan)對脫硫系統(tong)也存在一定(ding)的副作用(yong)(yong),長(chang)期(qi)運行不建議采用(yong)(yong)。離子交換樹脂控制熱穩鹽(yan)效果較好,但(dan)樹脂再生(sheng)時產(chan)生(sheng)含鹽(yan)廢水還需要考(kao)慮。
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