液化气精制装置MDEA溶液减量化处理技术应用

艾强

摘要：MDEA学名为N-甲基二乙醇胺，广泛应用于干气、液化气的脱硫吸收剂。可在高压低温下通过与液化气逆向接触吸收脱除液化气中的H2S以及CO2.本文结合延安炼油厂实际情况，主要介绍如何使用常压蒸馏法对液化气精制装置系统内MDEA溶液进行在线浓缩减量化处理。

关键词：MDEA溶液 常压蒸馏法 浓缩

醇胺法脱硫是一种典型的吸收解吸反应过程。延安炼油厂30万吨/年液化气精制装置采用25%MDEA溶液（统称胺液）脱除液化气中的H2S，同时脱除部分CO2。2014年之前历次装置检修均将系统内胺液退出彻底更换新鲜液，2014年起出于操作费用、环保方面考虑，根据系统内旧胺液质量决定将其重复利用或作液废处理。但存在溶剂储罐储量不足或液废处理量大、费用高、退料慢的问题，因此将液废减量化处理尤为重要。

1脱硫系统流程简述

脱硫系统内胺液为N-甲基二乙醇胺与水组成。在脱硫塔内吸收了催化液化气中H2S的醇胺水溶液（称富胺液）从吸收塔底排出经换热升温减压闪蒸解析出烃类后进入再生塔，塔底利用再沸器加热，经高温低压H2S得到解吸，使胺液获得再生。再生后的胺液称为贫液，经换热冷却后送至脱硫塔循环使用。再生塔顶的酸性气经冷凝分液后送硫磺回收装置。

2常压蒸馏法简介

2.1原理

常压蒸馏法就是在常压条件下，利用MDEA的特性（表1），标准沸点246～248℃[2]高于水的沸点，从而使水和MDEA分离，得到要求浓度的浓缩MDEA溶液。

2.2溶剂保护

影响MDEA溶液降解有两个因素，一个因素为氧化降解，装置胺液储罐采用N2有效隔离MDEA溶液与空气接触，可有效避免氧化降解;另一个因素为与CO2反应的降解，在温度≤120℃条件下因CO2引起的MDEA降解实际上可以忽略[1]。

为此，在常压蒸馏法浓缩MDEA溶液的实施过程中要严格控制再生塔底温度不超过120℃，保证再生效果的同时，避免温度过高[3]。

3浓缩方案及实施效果

3.1装置正常运行期间溶剂再生系统流程说明

由液化气脱硫塔底流出的富胺液进入富液脱气罐进行闪蒸脱气，脱除少量溶解于富胺液中的烃类。闪蒸后的富胺液进入溶剂再生塔，由再生塔上部淋下，与塔下部上升的气体逆流接触，在溶剂再生塔内由于温度升高，压力降低，将富胺液中的酸气汽提蒸馏出来，溶液获得再生。再生塔汽提所需热量由再生塔底再沸器提供，再沸器的热源为饱和水蒸汽。再生后贫液由塔底排出。

再生塔顶出来的含有大量蒸汽的酸性气经再生塔顶冷凝器降温后，进入再生塔顶回流罐，冷凝后的液体称为酸性水，用再生塔顶回流泵将酸性水抽出，送至塔顶部作为再生塔的回流。未冷凝的气体主要含H2S，称为酸性气，酸性气从再生塔顶回流罐顶部出来经压控阀后送硫磺回收或火炬焚烧（图1）。

再生塔底正常温度范围为110～125℃，为减少温度的热降解反应再沸器尽可能在较低温度下操作。再生塔顶温度在105℃左右。再生塔顶压力在略高于常压条件下操作，正常为0.08MPa，回流罐压力0.06MPa。

3.2浓缩方案与实施

3.2.1提高回流罐顶气相排量

将再生塔顶冷凝器循环水切出是提高气相排气量最直接有效的办法。缓慢将管程循环水停用，并排尽存水，保证管程放空阀处于开启状态。塔顶出来的含有大量蒸汽的酸性气经压控阀后送硫磺回收。

3.2.2工艺操作控制

胺液再生系统保持对溶剂进行正常再生。回流量由正常运行期间的300～360kg/h调整为110～150kg/h，根据回流罐液位调整具体回流量，确保浓缩持续有效进行。控制富液脱气罐压力0.11～0.14MPa。控制再生塔顶压力低于富液脱气罐压力，确保富液正常自压输送。回流罐压力由正常运行期间的0.05～0.07MPa调整为0.03～0.04MPa，利用再生塔底再沸器蒸汽量控制再生塔顶温度95～102℃，再生塔底温度106～114℃，控制再生塔顶压力0.05～0.08MPa，保證贫液顺利自压循环（见表2）。由于浓缩的进行，系统内胺液量逐渐减少，关注脱硫塔界位、富液脱气罐顶压力及控制阀开度变化尤为重要，当富液脱气罐压力出现上升趋势，立即调整降低脱硫塔底富液出塔量，严防烃类压至溶剂系统。

3.2.3贫液再生度的跟踪

通常用贫液中残余酸气含量来衡量溶液再生效果的好坏，残余酸气含量越少贫液的再生度越高，所能达到的气体净化度越高，净化气中残余酸气含量就越少。实际操作中可适当增加再生过程汽提蒸汽量来提高溶液的再生度，而不过分强调提高再生温度。通过采样化验分析正常运行期间与浓缩期间贫液中H2S与CO2含量的变化，通过分析数据对比证明浓缩的实施未影响胺液再生效果（见表3）。确保浓缩期间液化气的脱硫效果。

3.2.4结束时机控制

浓缩期间对系统内胺液通过采样化验分析，掌握胺液前后浓度变化，预算当前系统内胺液储量，决定浓缩工作是否结束。

3.3实施效果

3.3.12015年装置停工检修，计划将系统内胺液全部回收利用，胺液储罐储存量有限，面临储存难的问题。4月10日至17日通过蒸馏浓缩将系统内胺液由25.34%（均为质量浓度）浓缩至19.17%，将186吨胺液浓缩成141吨，有效解决了胺液临时储存难的问题。

3.3.22017年因系统内胺液循环使用时间长，已连续使用5年，污染严重，脱硫效果下降，为了提高产品质量并确保装置长周期运行，计划利用装置大修契机将系统内废旧胺液彻底退出更换新剂。退出的旧剂需外送处理，处理费用2990元/吨。为了节约液废处理费用，于3月3日至11日对系统内胺液进行浓缩减量化处理。根据浓缩前后溶液浓度计算，减少危废量：30.12%（m/m）*75/18.55%（m/m）-75≈47（t），节约危废处理费用约14万余元，同时在一定程度上缩短了旧剂退料时间。

4不足与改进

4.1不足

用常压蒸馏法浓缩MDEA过程中由于将溶剂再生塔顶冷凝器循环水停用，酸性气出装置温度高，对后续硫磺回收装置有一定的影响。

4.2工艺流程改进

2017年装置检修期间，对再生系统工艺流程做了简单的改造。MDEA的工艺流程与原工艺流程相同，仅酸性水流程作以下改动，即从再生塔顶回流罐底酸性水抽出线至液化气水洗水泵入口除盐水线之间增加一条DN40管线。

通过工艺流程的优化，浓缩期间可适当将再生塔顶回流罐中凝液经液化气水洗泵抽出送至污水汽提，提高浓缩效率，减小对硫磺回收装置的影响。

5结语

每一项技术都不是十全十美的，虽然用以上常压蒸馏法浓缩MDEA溶液存在一定的不足，但在总体上效果是较明显的。

（1）采用常压蒸馏法，有效减少系统内胺液量，解决了装置停工检修期间胺液拟回收利用但储存难的问题，或在很大程度上通过减少胺液量降低了液废处理费用。

（2）此方法操作简单、效果明显，在装置正常生产情况下即可通过浓缩法将系统内胺液减量化，无需占用装置停工检修时间，且保证了脱硫效果。

参考文献：

[1]王祥光.脱硫技术[M].北京：化学工业出版社，2012：400～451.

[2]牛斌，李亚萍，宋丽丽等.废MDEA溶液回收技术研究[J].石油化工应用，2006，（01）：18～20.

[3]王刻文，郭宏昶.脱硫应用中MDEA的损失分析及对策[J].石油化工安全环保技术，2010，26（05）.

（作者单位：延安炼油厂）