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胺液系统发泡原因及对策

2018-07-23 返回列表

      醇胺类溶剂可以可逆的吸收酸性气体,广泛用作脱硫脱碳的化学吸收溶剂。目前工艺上广泛使用的醇胺类溶剂主要成分为MDEA。MDEA 不但选择性吸收性能好,而且它的凝固点低,蒸气压小,化学稳定性和热稳定性好,MDEA溶液在天然气、炼厂气、煤制气的净化领域广泛应用。

      但是,在使用过程中MDEA溶液也经常出现发泡现象,导致气体净化装置泡沫夹带,影响气体净化质量、装置的生产能力和与之相关装置的平稳运行。因此,分析研究胺液发泡的主要原因,并制定相应对策措施,保证装置平稳运行,是目前胺脱系统亟待解决的问题。

造成胺液系统发泡原因

造成胺液系统发泡的原因非常复杂,往往是多个因素综合作用导致胺液系统发泡。

溶剂带油

      进料气夹带柴油或液态烃被带入脱硫塔导致溶剂系统带油而被污染,工艺过程中未能将部分烃类和浮油完全去除,而它们浮在醇胺溶剂表面会降低其表面张力,从而导致溶剂发泡,油含量越高,发泡越严重,累计夹带会进一步污染净化原料气和再生酸气,也造成溶剂损失。

 

夹带杂质

      在原料气分离和输送的过程中,原料气中的硫化氢会对设备、管道造成腐蚀,产生硫化亚铁、硫化铁等杂质。这些杂质在脱硫塔入口分液罐中沉降不完全,会带入脱硫塔内,这些固体杂质大部分会被胺液从塔底带走,但仍有小部分会在脱硫塔内积累。随着胺液中杂质颗粒物含量的增加,可在溶液表面上浓缩,增大了溶液表面黏度,对气泡表面上液体的流动、液膜的减薄产生了抑制作用,从而增大了泡沫的稳定性。细小的固体颗粒物还会对小气泡结合成大群体构成障碍,使泡沫不易破灭,导致溶液易发泡。

降解物污染

      在连续生产中,由于脱硫剂长时间运转,定会产生一定的降解,尤其是溶剂再生塔塔底操作温度较高,贫胺液缓冲罐中贫胺液与空气接触时,空气中的氧溶解于胺液中,MEDA产生氧化讲解,产生大量的降解产物热稳定盐(HSS),这些降解产物会促进溶剂发泡,且增加泡沫的稳定性。降解产物不能再生,并且随着装置运行时间的增加,胺溶液中的降解产物也不断积累。

      由于MDEA 溶液的热稳定盐(HSS)“束缚”了胺分子,使之失去与硫化氢结合的能力,造成脱硫剂的有效胺浓度下降,粘度增加,发泡且泡沫难以消除,导致脱后干气(低分气、循环氢)带胺。

胺液浓度的影响

      胺液浓度增大,溶液粘度增大,使更多的液烃与固体粉末能分散悬浮在 MDEA 脱硫溶液和泡沫中,从而提高了泡沫的稳定性。一般 MDEA 浓度越高,发泡性能就越高。一般控制浓度在 30%~50% 之间。

 

其它影响

      胺液补水或配置胺液用水带入溶解氧或其它杂质,设备检修或泄露引入的润滑脂、润滑油等。

      在使用过程中,诸多因素造成胺液降解不断地进行,杂质被不断地带入,造成了胺液质量也在不断地下降,发泡倾向不断提高,最终破坏吸收塔的稳定运行,造成产品指标下降,装置停运等严重后果。

可采取的措施

更换吸收塔内件

      喷射态塔板利用高速流动的气相为连续相,将塔板上的液相分散为小液滴进行汽液接触传质,避免气泡的产生。改变了传统塔板液相为连续相,气相为分散相,已形成泡沫的接触形态,从根本上避免泡沫的产生。

其原理如下:

      下层塔板上升的气体由板孔缩流进入罩内,液体由帽罩底隙进入罩内;

      气体将进入罩内的液体提拉,进行拉膜、破碎、向罩顶撞击;

      气液混合物折返从帽罩侧孔水平喷出,靠重力在塔板上部空间分离;

      帽罩之间的对喷后自由落到塔板上继续与板上空间的气相接触形成二次传质;

      该塔板汽液接触剧烈,液体被破碎成很小的液滴,避免气泡形成,传质表面巨大,传质效率高,且处理量大,操作范围宽。目前喷射态塔板已在中石化、山东地炼等多家炼厂,中石油长庆油田天然气处理厂的脱硫、再生等装置应用,抗发泡效果非常明显。

增加胺液净化装置

      胺液中的油可以通过在胺液缓冲罐增设分层切油措施将夹带的油相切走;泵前进行过滤出去机械杂质,增加离子交换树脂系统净化离子状态的热稳盐。

      另外,加强工艺过程控制,严格控制胺液浓度稳定,及时补水,胺液配置尽量用软化除氧水,储罐加入氮封等措施。紧急情况可以通过加消泡剂解决,但是加消泡剂虽然见效快,但对脱硫系统也存在一定的副作用,长期运行不建议采用。离子交换树脂控制热稳盐效果较好,但树脂再生时产生含盐废水还需要考虑。



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