化肥企业MDEA脱碳溶剂改良升级与技改

霍忠忠，甄晋念，范华杰

（兰花科创化工有限公司，山西晋城 048000）

化肥企业MDEA脱碳溶剂改良升级与技改

霍忠忠，甄晋念，范华杰

（兰花科创化工有限公司，山西晋城 048000）

兰花科创化工有限责任公司于2016年9月在年产5万t合成氨脱碳系统进行了“多胺法”脱碳溶剂升级及配套技改，技改效果显著、经济效益较为可观，在“多胺法”脱碳系统中有较好的推广应用价值。升级后的脱碳溶剂能够较好地控制溶液对设备及管线的腐蚀，有效提高溶液的吸收和再生效果，提高气体质量。

多胺法；溶剂；升级；腐蚀；吸收；效果；气体质量

兰花科创有限责任公司是以晋城煤为原料生产合成氨、尿素的氮肥企业，目前生产能力为年产合成氨13万t（8万t、5万t各一套），尿素20万t。脱碳系统两套，均采用三塔流程、“多胺”法脱除CO2。为了阻止系统腐蚀，提高脱碳装置的脱碳效果，降低脱碳系统的热能耗与动力消耗，2016年9月在5万t合成氨脱碳系统使用了国内知名脱硫脱碳溶剂生产商——江苏太湖新材料控股有限公司生产的MDEA改良升级脱碳溶剂替代原“多胺”溶剂，并进行了配套技改，运行6个月系统稳定，取得了较为显著的效果。

国内合成氨厂采用“多胺法”脱碳装置，在前方湿法脱硫条件下几乎100%存在胺液降介严重、系统腐蚀严重、高铁离子等现象，原因在于进气含氧（湿法脱硫液为饱和含氧液），脱碳进气无论是气相含氧还是前方脱硫液的气沫挟带，均会导致循环胺中存在溶介氧，进而引发严重的胺液氧化降介所致。

多胺法溶液由MDEA、1#活化剂、2#活化剂、H2O构成。

MDEA三个主要氧化与热降介反应如下∶

从上述降介反应历程及中间产物可以看出∶MDEA氧化与热降介中间产物均有1#活化剂MMEA，MMEA对体系溶剂降介反应速度、后续串级各个降介反应速度及产物（具腐蚀性）浓度、溶剂腐蚀性具有十分重要的影响。在前方湿法脱硫条件下，本身就形成了“良好”的溶剂氧化降介条件基础上，“多胺法”1#活化剂的运用，客观上又加速了整个溶剂体系降介反应速度，使装置溶剂具有腐蚀性，这可能是国内“多胺法”脱碳装置广泛存在溶剂腐蚀、降介产物及缚服胺占比较大的真正原因所在。

如何改变这一状况，使MDEA脱碳优点充分发挥出来，配套活化剂的选用及怎样长周期稳定溶剂各活性组份浓度，如何切实有效除去溶剂降介产物，均构成技改能否成功的关键要点。为此我们要求厂家在认真筛选改良活化剂基础上，必须运用Aspen Plus软件模拟新溶剂法分离工艺并结合企业现行装备状况，对新溶剂最佳吸收与再生工艺条件进行模拟分析∶通过分析吸收压力、温度、填料高度、贫液CO2含量对富液CO2含量、贫液流量的影响以及吸收压力、解吸压力、贫液CO2含量对系统解吸能耗的影响，找出了系统最优化工艺条件，并以最小的投入，针对性地对原“多胺法”装置实施了配套技改。

1 技改前系统运行数据如下

净化气CO2含量0.4%～0.6%，见表1。

表1 典型生产数据

进气40 000 m3/h、1.73MPa、CO225.5%贫液入塔∶残碳4.2 m3（标）

CO2/m3胺液、150m3/h

半贫液入塔∶残碳30m3（标）

CO2/m3胺液、556m3/h

吸收能力为9 849/（150+556）=13.95m3（标）

CO2/m3胺液。

系统溶液铁离子含量不断走高，至改造前已达3 720mg/L。

2 技改后系统运行数据如下

净化气CO2含量0～25×10-6，更多为0，见表2。

表2 典型生产数据

进气40 000m3/h、1.73MPa、CO225.5%

贫液入塔∶残碳4.2 m3（标）

CO2/m3胺液、106m3/h

半贫液入塔∶残碳33 m3（标）

CO2/m3胺液、456m3/h

吸收能力可达10 200/（106+456）=18.15m3（标）

CO2/m3胺液。

系统溶液铁离子含量因原系统溶剂退出后受地区条件及环保因素、大修时间制约，未按计划进行有效清洗，使新溶剂投入系统后铁离子含量即达8mg/L，系统投运6个月系统铁离子含量依次为∶8 mg/L、8 mg/L、9mg/L、8mg/L、8mg/L、8mg/L。

3 对比技改前后装置工况变化，技改后装置变化主要有

1）氧化降介速度明显下降，铁离子六个月稳定不变；2）蒸汽消耗由8 000kg/h降为5 500kg/h。系统运行热能耗降幅30%左右；

3）系统动力消耗（半贫液泵为6kV高压机，其电流下降约6安培，仅此一项一年节省十五万电费支出。贫液量也降低了44m3/h，对应着贫液泵与常压泵运行负荷的显著下降）、换热器污垢与循环水消耗等均有积极变化。

4 结语

“多胺法”脱碳溶剂升级改良后在我公司脱碳系统的使用，改善了溶液吸收效果，改良了溶液对设备和管线的腐蚀，提高了气体质量，减少了甲烷化氢气的消耗，降低了尿素系统的生产安全风险。在出塔净化气CO2在线检测显示为零条件下，贫液泵量下降25%、半贫液泵量下降15%，运行6个月系统铁离子未见任何变化，可称为一次较为成功的工艺升级技术改造，对稳定系统生产，降低装置运行费用有积极影响。另为降低技改费用，在江苏太湖新材料控股有限责任公司帮助下，我们利旧设备改造并建立一套侧线小精馏装置，不仅可对原“多胺”溶液退岀系统后进行MDEA回收再利用，而且可作为胺液侧线净化的强化工艺予以投运。

[1] 沈俊.合成氨[M].北京∶化学工业出版社，2001.

[2] 江苏太湖新材料控股有限公司.年产5万吨氨MDEA改良升级脱碳工艺包.

The Chemical Fertilizer Enterprises Upgrade and Technical Improvement of MDEA Decarbonizing Solvent

Huo Zhong-zhong，Zhen Jin-nian，Fan Hua-jie

Lanhuakechuang Chemical Co.，Ltd.in September 2016 of the “multi amine method” decarbonization solvent upgrade and supporting technology in the annual production capacity of 50 thousand T ammonia removal system，technical effect and economic benefit is considerable，in the decarbonization system of polyamine method has good application value.Decarbonizing solvent upgraded to better control the corrosion of equipment and pipeline，effectively improve the absorption and regeneration effect of solution，improve the gas quality.

polyamine；solvent；upgrading；corrosion；absorption；effect；gas quality

TQ113.26

A

1003-6490（2017）02-0002-02

2017-01-18

霍忠忠（1974—），男，山西沁水人，主要从事化肥生产和技术管理工作。