优化液化气脱硫操作 降低装置蒸汽能耗

摘 要：随着原料油中硫、氮等含量不断增加，使催化裂化干气、液化气中的H2S、CO2、COS、CS2、RSH等大幅度增加，加剧了设备腐蚀和环境污染，必须加以脱除。液化气脱硫作为液化气的后续精制装置，视原料的变化，选择合适的操作条件，降低蒸汽能耗，成为催化裂化装置关注的重点。

关键词：催化裂化；液化气脱硫；能耗

1 引言

我厂为处理能力18×104t/a两段提升管（Ⅰ型）同轴式催化裂化装置。随着我厂外购原油的增多，原料油质量有所变化，其硫、氮等杂质含量不断增加，使液化气中的H2S、CO2、COS等大幅度增加，这对后续加工等影响很大，加剧了设备腐蚀和环境污染，必须加以脱除。液化气脱硫作为液化气的后续精制装置，如何视原料的变化，选择合适的操作条件，在保证液化气产品质量的基础上进一步降低蒸汽能耗，逐渐成为催化裂化装置关注的重点。

2 现场调查及分析

山东石大科技集团催化裂化装置所采用的脱硫工艺为典型的湿法脱硫即醇胺法脱硫，采用的脱硫剂为N-甲基二乙醇（MDEA），规模为1.2万t/a。含硫液化气自稳定系统进入液化气脱硫塔（T401）下部，自下而上地与从R402用P402打入T401顶部来的贫MDEA溶液进行逆向接触，液化气中的H2S即被溶液吸收，净化后的液化气自塔顶出去，至R405分离出其携带的少量溶剂后送至罐区。T401底吸收了H2S的富MDEA溶液经换热及过滤（滤401）后进入溶剂再生塔（T402）顶部，塔底富液由重沸器提供热量，由于重沸器的加热及汽提作用，富液中的H2S被解析出来，与水蒸气一起从T402顶出来，经冷凝器冷凝后进入R404分离，冷凝的酸性水经P405打到T402顶作冷回流，酸性气出装置去火炬区。解析后的贫液由T402底经换热冷却后进入R402循环使用。

3 脱硫效果及能耗的影响因素

3.1 脱硫剂的种类

国内常用的脱硫溶剂主要有：MEA、DEA、DIPA和MDEA等，不同的溶剂基于其物理性质的不同，导致其再生所需蒸汽能耗相差甚大，我厂采用MDEA溶剂。

MDEA对硫化氢具有很好的选择性，对有机硫和氧气都不敏感，对二氧化碳的吸收能力较MEA、DEA都差，对提高硫回收率非常有利。该脱硫剂呈弱碱性，与二氧化碳反应的产物不易降解，对设备腐蚀性较小。其浓度可以 较高，一般为35%（W）左右，同时由于浓度的提高，循环量大大降低，此外MDEA与硫化氢和二氧化碳的反应热较小，易再生，使脱硫装置的水、电、蒸汽能耗显著降低。

3.2 脱硫剂的浓度

脱硫剂浓度大小直接影响脱硫效果，在一定范围内，脱硫剂浓度高，脱硫效果好，反之则相反。但也不能无限制地增加浓度，应该有一最佳浓度，主要原因是当浓度增加时，脱硫剂循环量随之下降，脱硫塔的液相负荷降低，影响液-液接触，给操作带来困难，同时，富液中硫含量增加，对设备的腐蚀液随着增加，另外，浓度高时，起泡明显液化气和溶剂不易分离，液化气中携带胺液严重。

3.3 脱硫剂循环量

循环量增加，即进料/脱硫剂减少，脱硫效果好，反之则相反。在满足脱硫效果的同时应该尽量降低循环量，因为循环量的降低使泵的动力消耗下降，可适应原料量增加或原料硫含量增大的变化，同时也可减少溶剂再生塔的蒸汽加热负荷，降低装置能耗。

3.4 脱硫塔的压力和温度

低温、高压有利于吸收的进行，因此我装置脱硫塔的操作压力一般在1.0MPa左右，T401塔顶温度一般在30℃～40℃左右，否则脱硫剂与液化气易形成乳化液，造成大量脱硫剂流失，影响装置安稳长满优运行。

3.5 溶剂再生效果

液化气脱硫的吸收-再生过程为可逆过程，吸收了H2S的脱硫剂在较高的温度下发生解析，从而再生成贫液，再生效果越好则贫液的脱硫效果越好。影响再生效果的因素主要是再生塔底温度，温度越高则再生效果越好，同时蒸汽能耗也随之增大。

从上述的脱硫效果影响因素的分析中不难看出，脱硫工艺的主要操作条件是：脱硫剂浓度、脱硫剂的循环量、吸收温度、压力、脱硫剂的再生温度及压力等。

4措施及效果

结合液化气脱硫装置蒸汽用量的计算分析，在满足液化气质量的前提下尽可能降低蒸汽用量，必须考虑的因素包括：脱硫剂浓度，脱硫剂循环量、T401压力、T401顶温、T402压力、T402底温、T402顶回流量及T402底液位等。由于影响因素多，为降低实验工作量，我们采用正交实验法进行分析。结合装置的实际情况对现有操作进行优化。保证液化气产品合格的情况下，不考虑原料性质影响因素，依次对溶剂循环量、塔402低温、溶剂浓度进行了适当的调整。溶剂浓度在25%的基础上溶剂循环量由6500 kg/h依次降为6000kg/h、5500kg/h、5000kg/h，塔402低温由过去的122℃降为120℃。

通过本装置的脱硫系统优化操作，降低了蒸汽能耗，最大每年可节省约350t蒸汽。当然，受溶剂损耗注水造成溶剂浓度降低及原料油硫含量不定的影响，为保证产品质量各项操作参数在此基础上需适当上调各项指标。

参考文献：

[1]林世雄.石油炼制工程[M].石油工业出版社，2000：317.

[2]宋天民.炼油厂静设备[M].中国石化出版社，2005：116-129.

[3]马秉骞.炼油设备基础知识[M].中国石化出版社，2003：177-209.

作者简介：王雷雷（1983-），男，山东东营人，本科，研究方向：石油炼制方向。endprint