催化液化气脱硫醇装置工艺优化研究

张永鑫

（中海油惠州石化有限公司，广东惠州 516211）

为了解催化液化气脱硫醇装置的运行情况，以某公司的催化液化气脱硫醇装置为例，该公司催化液化气脱硫醇装置运用的是美立凯公司的工艺和相应的设备，美立凯公司工艺属于液膜传质技术，其采用的是两级碱洗一级水洗形式，这样可使产品精制液化气的总硫含量小于指标要求的15mg/m3（其中硫醇硫≤5mg/m3）。此装置的碱液再生环节运用的是全相接触碱液高效氧化再生技术，该技术可使产成的大部分二硫化物自结为大液滴，就能和碱液相分离，而少量的二硫化物会从分离区分离出来，利用此技术分离出来的二硫化物100%都为液态，此时再生碱液里的二硫化物含量会低于200×10-6，循环利用此碱液在液化气脱硫醇当中并不会给液化气生产带来影响，产品液化气的硫含量符合标准，所以不用更换碱液。但为了促使碱液氧化再生尾气符合直接排放的标准，对尾气进行了脱液处理，经过处理之后，再返回催化裂化装置分馏塔顶回流罐中，避免传统尾气燃烧处理所带来的环境污染。由此可见，优化催化液化气脱硫醇装置的工艺，既能够有效回收二硫化物，又能够解决大气污染，效果非常显著。

1 催化液化气脱硫醇装置工艺流程

1.1 液化气脱硫醇工艺流程

液化气脱硫醇工艺流程包括三个环节：一级脱硫醇碱洗环节、二级脱硫醇碱洗环节和水洗脱碱。对初级脱硫醇环节来说，首先把催化液化气脱硫塔C-301出来的净化液化气通入胺液脱液罐D-302中，以脱去催化液化气中夹有的富液，现阶段脱硫塔的上液位低控保持在10%左右，最后将净化后的液化气和再生碱液一起通入一级脱硫醇碱洗罐D-401当中，在流经纤维膜接触器FFC-401时，液化气与碱液充分接触。对于二级脱硫醇碱洗环节来说，首先把液化气和碱液在D-401沉降分离后的液化气会从罐顶出来，最后把分离出来的液化气和再生碱液一同通入二级碱洗罐D-402当中，控制碱液的循环量应为13t/h。对于水洗脱碱环节来说，将D-402顶流出的液化气和新鲜除盐水混合通入一级水洗罐D-403中，控制水洗罐界位在60%、除盐水的循环量应为30t/H，脱碱后的液化气会从罐顶出来，进入到砂虑塔SR-401当中，以砂脱水，除盐水从D-403罐底出来送至含碱污水处理厂进行水处理。

1.2 碱液氧化再生和尾气处理的工艺流程

富含硫醇钠和硫化钠的含硫碱液在氧化塔液位控制下从液化气脱硫醇系统流入。物料进入碱液加热器（124-E-401）。通入热交换器管间的热水将碱液温度加热至52℃。一台设在加热后碱液管线上的温度控制器调节催化热水流量，以维持所需的碱液温度。然后，加热后碱液流经催化剂添加管（124-M-403），与来自溶剂洗涤器 124-D-408 的溶剂/DSO 混合，再进入氧化塔（124-C-401）底部。在此，碱液与细微分散的气泡接触，从而引发再生反应。空气先通过一对空气过滤器（124-SR-403A/B）中的任一台，然后在自动流量控制下以118.8Nm²/h 的正常流量进入氧化塔。为了在氧化塔内均匀地分布空气，空气通过位于2塔底的空气分布器（124-S-405）进入。当碱液和空气向上穿过塔时，空气中的氧气在催化剂存在条件下与加热后的碱液接触。硫化钠被氧化为硫代硫酸钠，硫醇钠被氧化为二硫化物油（DSO）。

碱液/空气/溶剂/DSO 的混合物从内部烟囱盘（124-S-406）溢流进入氧化塔顶部的尾气释放空间。碱液/溶剂/DSO 的混合物在 DSO 重力分离器圆顶（124-D-407）的液位控制下流出该烟囱盘，并流向 DSO 脱除段。来自氧化塔顶部的尾气流经一台尾气收集管（124-S-407），在此冷凝水和任何夹带的碱液均被除去，从而防止液体流向下游。然后，尾气进入尾气吸收器（124-C-402）。在此，在填料床内用新鲜溶剂（1.25m³/h）洗涤尾气。尾气中夹带的 DSO 被降至 ppm 数量级。然后，洗涤过的尾气离开该系统，并流经一个将氧化塔顶压力维持在 0.35MPag 恒压的反压控制阀。含有 DSO 的溶剂在尾气吸收器（124-C-402）底部的液位控制器控制下，被注入溶剂洗涤器（124-D-408）。

2 催化液化气脱硫醇装置工艺优化方法

为找到催化液化气脱硫醇装置存在的问题，在没有改变工艺参数的情况下观察了装置的运行状况，通过观察可知催化液化气脱硫醇装置主要存在五个问题：①液化气脱硫醇装置的碱液不正常。②精制液化气中具有较多的碱和水。③硫醇硫较多，循环碱液不能提量。④液化气脱硫醇反应器压差较大。第五，尾气带液情况较为严重。为有效解决上述问题，保证装置稳定运行，对催化液化气脱硫醇装置工艺展开了优化，以保证装置高效、稳定的运行。

2.1 液化气脱硫醇装置碱液不正常的优化方法

经过观察发现，D-401 罐的液位从55%变成了67%，共多了8t 的碱液，而其余的容器液位都没有变化，并且运行以后也没有再添加碱，所以对液化气脱硫醇装置碱液不正常的原因展开了深入的研究，研究发现，装置在运行40d 时，大概产生了1t 的含碱废水，其碱液成分为0.99mg/L 的硫醇钠和31.43×10-6的RSSR，其浓度为17.65%，硫醇钠与RSSR 总共增加了1.135t，但是装置共增加了8t 的碱液，所以有6.8t的物质原因不详。于是又对溶剂再生设备展开了研究，研究发现溶剂再生设备共降低了6t 的胺液，并且胺液聚结器的底端有胺液聚结情况，经过检测发现碱液里共有2%的胺液，所以可断定6.8t 是液化气里含有的胺液。对于液化气脱硫醇装置碱液不正常的优化方法主要就是减少液化气脱硫塔C-301的液位，从20%变为10%，并延长液化气在脱硫塔的反应时间。

2.2 液化气脱硫醇反应器压差较大的优化方法

在运行过程中，液化气脱硫醇碱洗罐D-401 和D-402出现高压警报，通过研究发现主要原因是因水杂质过多而导致液膜反应器堵塞造成的。要想解决此问题，需要加设D-403液化气水洗罐管线，在配备碱液时，就运用D-403的内水进行洗水，这样不仅能够防止反应器发生堵塞，避免反应器出现压差，而且还能节省除盐水，将水洗水的碱液有效回收，避免带碱的水排出，具有良好的节能、减排效果。

2.3 硫醇硫较大和循环碱液不能提量的优化方法

在优化过程中，因为改变了上游装置的原料，所以导致了原料的硫醇硫显著上升，这就必须加大碱液的循环量，以提升产品的品质，不过研究发现碱液的循环量不能提升。为探究其原因，将碱液循环量保持在13t/h，并完全开启了碱液循环泵P-401A/B 的出口调节阀，发现碱液的流量处于18.1t/h，如果把单向阀的内芯和弹簧去掉，则碱液的流量会超过20t/h，可知是单向阀影响了碱液的流量，主要原因是单向阀的类型选择不合理，给生产带来了很大的影响，而且催化液化气脱硫醇装置都具有该情况，于是就对装置进行了改进，改进方法有两个：增大泵出口管线；改变单向阀类型，可把单向阀换成阻力较小的旋启式单向阀。经过工艺优化之后，碱液的循环流量完全符合标准，催化液化气脱硫醇装置生产出的产品质量全部达标。

2.4 液化气含有大量碱和水的优化方法

2.5 尾气带液严重的优化方法

装置在运行时，尾气脱臭系统的烟里带液情况十分严重，并且极其常见，如果把尾气直接从烟囱排除，不仅会危害人员健康，而且还会严重污染环境，所以必须解决。于是就对烟里的液体进行了取样检测，检测结果发现其成分主要为碱液、氧化风及氧化塔保护气（催化干气）。为了解决此问题，对工艺展开了优化，首先通过C-401液位的变化，找出了尾气里碱液的来源，C-401的注风量是133.9Nm3（标）/h，控制液位是50%，通过协商之后把液位变成了45%，C-401的注风量变成了118.9Nm3（标）/h，优化之后的尾气含碱量显著减少，并处于规定范围之内，而且不会影响再生碱液的质量，具有良好的效果。不过此优化过程不能立即解决尾气带液情况，还需要进一步对工艺进行优化，这次优化主要改变了液化气脱硫醇碱洗罐和水洗罐、碱液再生塔和液化气脱硫塔液位。因为液化气的流量波动比较严重，此时D-401就会将碱液排到C-401当中，这样就会导致C-401的液位显著变大，从而使碱液氧化再生尾气里含有大量的碱，最终造成大量的碱液进到尾气脱臭系统当中。为快速有效解决上述的问题，采取了如下的优化措施：首先把FV-30301和FIC-40502结合在一起，以形成新的控制回路，然后把LV-40101和LC-40504结合在一起，也形成新的控制回路，这就不需要控制D-401的界位。优化之后的装置运行非常稳定，其自控率高达100%，而且尾气没有出现带液的情况。所排出的尾气不仅没有带液现情况，而且总硫量达标。

3 结术语

催化液化气脱硫醇装置在工业领域极其重要，不仅会影响到产生的质量和效率，而且还会危及到人员的健康和周围的环境，所以必须保证催化液化气脱硫醇装置稳定运行，于是对催化液化气脱硫醇装置的工艺展开了优化。优化以后的催化液化气脱硫醇装置不仅运行非常稳定，而且产品质量全都符合标准，这就证明了此次优化的结果非常良好，效果非常显著，既保证了催化液化气脱硫醇装置的安全，又解决了人员健康隐患，同时还有节能的效果，给企业发展带来了很大的帮助，给我国技术发展与经济增长也带来了很大的促进作用。