[發明專利]一種凈化處理系統

有效

• 申請號: 200810057069.2
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN101219815A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 王建軍
• 申請（專利權）人: 王建軍
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;B01D53/52
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 耿小強

技術領域

本發明涉及一種凈化處理系統，特別涉及煉油廠及天然氣廠的脫硫工藝中使用胺液的凈化處理系統。

背景技術

石油和天然氣中都含有不同形態的硫。煉油廠干氣和液化氣是石油煉制過程中的一項主要產品，硫在其中主要以硫化氫氣體的狀態存在。硫在天然氣中也主要以硫化氫氣體的狀態存在。作為燃料或加工其他產品的原料，必須脫除干氣、液化氣和天然氣中的硫化氫。此工藝稱為脫硫工藝。目前，利用化學溶劑法，以MDEA為主溶劑的醇胺法脫硫工藝是各煉油廠和天然氣凈化廠使用最廣泛的脫硫工藝。

MDEA(N-甲基二乙醇胺)作為循環利用的溶劑，在長期低溫高壓吸收和高溫低壓解吸的過程中，不可避免地要發生降解。其降解的方式十分復雜，主要有熱降解、化學降解和氧化降解三種類型，其降解產物中主要是以N，N-二(2-羥乙基)甘氨酸以主的有機酸，包括甲酸、乙酸、丙酸、硫氫酸和硫代硫酸等等。這些有機酸與醇胺陽離子結合成對熱具有穩定性的熱穩定鹽(HSS，Heat?Stable?Salt)。

干氣、液化氣在進入脫硫裝置時還會夾帶上游工藝的催化劑粉末、焦化干粉、硫磺粉末，天然氣會夾帶泥漿。這些夾帶雜質以及設備本身的腐蝕產物，主要是FeS，是胺液(以N-甲基二乙醇胺為溶劑的溶液)中固體懸浮物的主要成份。

目前煉油廠和天然氣凈化廠胺法脫硫裝置普遍存在如下5類問題：

①、裝置設備腐蝕：尤其是換熱器和重沸器腐蝕嚴重，設備維修周期短、費用高、勞動強度大。

②、胺液發泡：發泡導致氣體夾帶胺液，造成胺液的跑損，胺液損耗過高，同時影響后續的制氫等工序的正常運行；胺液發泡還會降低閃蒸效果，導致酸性氣帶烴，影響后續的硫磺工藝。

③、產品脫硫效果受到不同程度的影響，凈化氣質量不合格；

④、胺液再生能耗增加；

⑤、過濾器、塔盤和換熱器等設備堵塞，裝置運行不穩定，非計劃停工次數增加；頻率更換濾芯，費用高，勞動強度大。

胺法脫硫裝置產生上述5類問題的主要原因是由胺液中的雜質引發的，雜質主要是固體懸浮物和熱穩定鹽：

①、固體懸浮物：胺液中的固體懸浮物顆粒有大有小，大的呈現片狀，小的呈現絮凝狀，有一定的粘性。固體懸浮物沉積在塔盤和換熱器導致裝置停工；磨蝕設備表面，加速設備腐蝕；沉積在氣液接觸表面，導致胺液發泡；沉積在換熱器，導致能耗增加；堵塞過濾器，需頻繁更換濾芯。

②、熱穩定鹽：胺液中的熱穩定鹽和氨基酸會破壞設備的FeS保護層，加速設備的腐蝕；熱穩定鹽和氨基酸具有表面活性劑的作用，會使胺液發泡，增加胺耗；與胺液形成束縛胺，降低有效胺的量，降低脫硫系統的效率，增加能耗。

對于胺法脫硫裝置存在的問題，國內煉油廠目前通常采用的處理辦法有二種：增加過濾器；排放掉部分胺液補充新鮮胺液。但這兩種方法都不能去除熱穩定鹽，不能從根本上解決問題。

美國Conoco公司申請的美國專利US?5190662和US?5368818，以及美國MPR公司申請的胺液凈化專利(US5788864)。采用去除固體懸浮物和熱穩定鹽的組合工藝，可以有效地從胺液中去除固體懸浮物和熱穩定鹽，從根本上解決脫硫裝置存在的問題。目前在全球，美國MPR公司的這套胺液凈化技術被證實是最成熟、最可靠的。

2003年10月，美國MPR公司的胺液凈化系統在蘭州石化公司氣體精制車間投運，這是該公司在國內投入運行的第一套胺液凈化系統。該系統投入運行后，很好地去除了胺液中的各種雜質，有效地解決了困擾脫硫裝置穩定運行的裝置運行不穩定、非計劃停車、胺液損耗過高、設備腐蝕等問題。

但該系統在運行過程中存在一個問題。胺液可以與水互溶，并且具有一定的粘性。凈化介質再生時要先用水正向將凈化系統罐內的胺液壓入脫硫裝置胺液系統中，之后再用水正向沖洗凈化介質，將粘附在凈化介質上的胺液清洗掉，此股沖洗水也進入到脫硫裝置的胺液系統中，如果要將凈化介質上粘附的胺液清洗干凈，正向沖洗水量必須加大，但進入胺液系統的沖洗水也會增加，這樣雖然可以降低胺液的損耗，但進入到胺液系統中大量水會破壞整個脫硫裝置的水平衡，影響裝置的正常運行。反之如果用少量的水正向沖洗，粘附在凈化介質上的胺液不能清洗干凈，之后再生反沖洗步驟的沖洗水會將粘附在凈化介質上的胺液沖洗排放掉，這樣會造成胺液的過高損耗。這是一個互為矛盾的難題。

根據本發明人的實驗測算，初始胺液濃度22％左右，沖洗水用量與凈化介質上胺液殘留量的關系見下表：

表1：沖洗水用量與凈化介質上胺液殘留量的關系