气体脱硫装置影响液化气产品质量的因素及解决办法.pdf

科学管理 248 2023年第9期1 装置简介煤制油公司气体脱硫装置基础设计由中石化工程建设公司完成，详细设计和工程建设由东华工程公司作为总承包商完成。脱硫醇装置由山东三维石化工程股份有限公司完成基础设计，采用兰州石油机械研究所的纤维膜脱硫醇专利技术，详细设计和工程建设由山东三维石化工程股份有限公司作为总承包商完成。液化气脱硫醇装置年处理液化气13.392万吨/每年，操作弹性40120%。液化气脱硫采用的是醇胺法脱硫。醇胺法脱硫是一种典型的吸收再生反应过程。脱硫醇装置采用的是碱液加磺化酞箐钴脱出液化气中微量的硫化氢及液化气中的大部分硫醇。碱液脱硫醇工艺是一种典型的吸收再生反应过程。2 工艺原理以弱碱性氮甲基二乙醇胺水溶液为吸收剂，原料气体中H2S在液化气脱硫塔内被吸收，对原料气中含有的CO2同时具有吸收作用，吸收了H2S的富胺液经过升温后进入再生塔进行溶剂再生，再生后的贫胺液经冷却后送至各吸收塔循环使用，而再生塔脱出的酸性气经冷凝分液后，送往硫磺回收装置进一步处理。此吸收反应过程如下所示：对于吸收H2S：2RNH2H2S（RNH3）2S（RNH3）2S十H2S2RNH3HS对于吸收二氧化碳：2RNH2H2O十CO2（RNH3）2CO3（RNH3）2CO3CO2H2O2RNH3HCO32RNH2十CO2RNHCOONH3RR醇基。上述反应均为可逆反应，在较低温度（2040）下，反应向右进行，在较高温度下（l05）下，反应向左进行（解吸）。脱除硫化氢后的净化液化气进入脱硫醇装置脱除硫醇等硫化物。脱硫醇工艺原理：以氢氧化钠水溶液添加磺化钛氰钴为催化剂作为吸收剂，原料气体中H2S和硫醇在纤维膜反应器内在催化剂作用下与碱液反应，液化气中的大部分硫醇及微量硫化氢被脱除。微量硫化氢在纤维膜反应器中发生的脱除反应：2NaOH+H2S Na2S+2H2O（1）液化气中的硫醇碱抽提反应：RSH+NaOH NaRS+H2O （2）硫醇钠的氧化和碱液的再生反应如下：4NaRS+O2+2H2O催化剂2RSSR+4NaOH （3）3 液化气脱硫及脱硫醇流程液化气自上游装置至气体脱硫装置液化气进料罐，由进料泵送至液化气脱硫塔下部。脱硫贫液泵将贫胺液升压经脱硫贫液冷却器冷却至40进入脱硫塔上部。贫胺液和液化气在塔内逆流接触，胺液吸收液化气中的H2S形成富胺液自塔底流出。脱硫塔顶产出净化液化气去分胺罐，经聚结器沉降分离出携带的微量胺液后送至液化气脱硫醇装置。脱硫后的液化气进入脱硫醇装置首先经过液化气过滤器过滤掉液化气中杂质后进入液化气脱硫反应器顶部，与先进入的来自硫醇抽提沉降罐的循环碱液在脱硫反应器中完成液化气中硫化氢、硫醇的脱除反应，反应后的液化气和碱液在硫醇抽提沉降罐中沉降分离，罐顶出来的液化气去水洗部分进行水洗，经硫醇抽提沉降罐底部排出的碱液部分进入碱液再生部分。经过脱硫，液化气的质量可达到产品要求的总硫、硫醇硫含量的指标。液化气从硫醇抽提沉降罐顶部出来与来自水洗循环泵的循环水经静态混合器混合，将液化气中可能夹带的微量碱洗掉，在水洗沉降罐中液化气体脱硫装置影响液化气产品质量的因素及解决办法牟亮中国神华煤制油化工有限公司鄂尔多斯煤制油分公司 内蒙古 鄂尔多斯 017209摘要：随着工业化进程的不断推进，液化气作为一种重要的能源，在我们的日常生活中扮演着至关重要的角色。而保证液化气产品的质量安全，则成为了一项重要的任务。气体脱硫装置作为液化气生产过程中关键的环节，其性能和操作管理直接影响液化气产品的质量。本文旨在分析气体脱硫装置对液化气产品质量的影响因素，并提出相应的解决办法。关键词：液化气 产品质量 影响因素 249 科学管理2023年第9期气和水被分离，水循环使用。水洗过程需要的补充水来自新鲜水管线，经过水洗处理后的混合液化气的规格达到产品指标要求，送出界区。考虑到煤制油项目的不确定性和不稳定性较大，在液化气水洗罐出口设置液化气固定床精脱硫器，其中装入复合脱硫剂，以保证液化气铜片腐蚀合格，实现液化气合格出厂。该精脱硫器作为保安脱硫装置，可以灵活适应装置的生产情况，实现经济运行，工艺流程设计中纤维膜脱硫醇部分与精脱硫罐可串联运行，也可单独运行。从硫醇抽提沉降罐底部排出的碱液经碱液加热器加热到55左右进入氧化塔底部，在塔内碱液中的硫醇钠被空气氧化为二硫化物，碱液也得到再生，在二硫化物分离罐内二硫化物/再生碱液和尾气得以分离，分离出的碱液经再生碱液泵返回液化气脱硫醇部分，顶部分离出的尾气技改至硫磺回收制硫燃烧炉内焚烧，减少直接对大气污染。4 液化气产品质量主要分析指标液化气总硫是指液化气中所有硫化合物的总含量。硫是液化气中一种常见的杂质，主要以硫化氢的形式存在，还包括少量的硫醇、硫醚、羰基硫等含硫化合物。液化气中的硫化氢是一种常见的硫化物，它是液化气中主要的有害成分之一。硫化氢具有刺激性气味，有毒且易燃，对人体和环境具有严重的危害。液化气中硫化氢的含量是评估液化气产品质量的重要指标之一。液化气铜腐即在规定条件下测试液化气对铜的腐蚀趋向的实验，测定液化气腐蚀性程度。液化气在储运及使用过程中均采用金属容器灌装，如果液化气腐蚀性过强，会造成设备、容器的损坏，导致使用年限的缩短，甚至引起其他危险。5 生产过程中影响液化气产品质量的因素及处理措施气体脱硫装置液化气产品质量的问题是一个重要的话题。随着液化气在能源领域的广泛应用，保证液化气产品质量的稳定性和可靠性对于用户的安全和生活质量至关重要。然而，由于多种因素的影响，气体脱硫装置液化气产品的质量可能存在一定的波动性。因此，了解影响气体脱硫装置液化气产品质量的因素，并采取相应的解决办法，成为保障液化气产品质量的关键。5.1 外送液化气产品铜腐超标气体脱硫装置液化气产品铜腐不合格问题是当前工业领域中一个备受关注的重要议题。铜腐不仅影响了液化气产品的质量和安全性，还对消费者的健康和环境造成潜在风险。当液化气产品铜腐不合格时，操作上首先调大液化气脱硫塔胺液循环量并校对贫胺液入塔流量计、确认现场流程是否有串料情况。操作参数上需要关注再生碱液温度，碱液温度升高致使硫醇抽提沉降罐的循环碱液温度升高，净化液化气经过温度较高的碱洗后进入水洗罐进行水洗，导致水洗罐内水洗水温度升高且水中含有部分洗涤下来的碱液，由于水洗水温度较高液化气会携带有碱性的水汽液滴，导致铜片腐蚀分析不合格。另外，液化气铜腐不合格和系统内碱液和洗涤水也有一定关系，当出现液化气铜腐不合格时可以置换系统中碱液、水洗罐内洗涤水，加强系统内各排液点排污。还需要对系统内的换热设备进行检查，防止换热器管束泄漏，造成介质互串，影响液化气产品质量。在装置检修过程中发现固定精床脱硫器底部脱硫剂被煤粉污染影响脱硫剂脱硫效率，导致液化气铜腐不合格。针对以上问题工艺上采取了一些措施。增加固定精床脱硫器水冲洗流程，根据固定精床脱硫器压差增大情况进行自上而下反冲洗循环去除脱硫器中床层底部煤粉；增加一台固定精床脱硫器备用切换，当固定精床脱硫器由于煤粉堵塞无法满足生产要求导致外送液化气铜片腐蚀不合格时，切换至备用脱硫器进行操作，保证净化外送液化气产品质量；对脱硫醇液化气过滤器进行改造，填充脱硫剂用于过滤液化气中夹带的煤粉，通过运行发现原液化气过滤器不能过滤出液化气中夹带的煤粉，导致煤粉全部聚集在固定精床脱硫器，通过对液化气过滤器内部结构进行改造和添加JX-4A进行过滤后，大部分煤粉从过滤器被过滤出，通过过滤器改造截留了大量煤粉也增加了固定精床过滤器使用寿命。5.2 外送液化气油渍观察不通过气体脱硫装置液化气产品油渍观察不通过是一个令人担忧的问题，它给生产和环境带来了负面影响。在气体脱硫过程中，液化气产品出现油渍观察不通过的情况，这意味着产品中可能存在油污染物，从而降低了产品的质量。油渍观察不通过的原因可以是多方面的，其中包括原料污染、工艺问题和设备故障等。为了解决这一问题，需要采取一系列的措施，包括原料控制、工艺优化和设备维护与检修。通过这些办法，我们可以有效地提高液化气产品的质量，并确保生产过程对环境的影响最小化。产品液化气中可能出现残留物不合格情况，可能有以下几方面原因，同为脱硫系统中的中压科学管理 250 2023年第9期气、液化气携带重组分，通过胺液系统进入液化气脱硫部分；上游操作变化，导致干气、中压气、液化气流量、温度等变化携带重组分；胺液降解及其与硫化氢反应产物、副产物被夹带；操作波动，携带胺液；脱硫醇部分碱液循环及水循环量不足；碱液夹带。结合2018年至2021年装置运行数据，中压气、液化气负荷与设计负荷来看，各系统生产负荷的高低不是液化气油渍观察是否合格的充分必要条件。液化气组分较稳定，C5以上组分一直保持较低含量，可以排除上游重组分含量高导致液化气油渍观察不合格。胺液品质差一定是液化气油渍观察不合格的原因之一，但2021年大检修期间系统胺液已经全部置换，说明导致液化气油渍观察不合格的原因很复杂，不仅仅是胺液品质一方面导致的。通过净化液化气的组分分析，液化气原料中甲硫醇、硫醇硫、羰基硫都出现了不同程度的上涨，与液化气油渍观察不合格有一定的时间上的联系。外送液化气硫化氢、总硫均合格，但其中甲硫醇、甲硫醚、硫醇硫近两年含量均同比较高，液化气油渍为定性实验，不能排除偏高组分对油渍观察不合格的影响。碱液浓度对液化气油渍有一定影响，碱液浓度过高会降低碱液与二硫化物的分离效率，使二硫化物过多的残留在碱液中，导致液化气中硫化氢含量增加。碱液浓度过低，可能导致液化气中硫醇类物质或其他未知油类物质反应、吸收不完全。2018年2月至2019年10月，117扩碱液浓度控制较稳定，基本控制在3%15%左右，自2019年11月份至2020年12月份，碱液浓度长期不稳定且偏低，不能控制在指标内，液化气油渍观察自2019年11月19日出现长期不合格现象。2021年1月20油品产品液化气油渍观察合格，2021年1月1日至18日碱液浓度平均值16.24%，2021年5月24日油品产品液化气出现不合格现象，117扩碱液浓度自2021年4月17日降至1.82%，此后碱液浓度持续降低，最低浓度为0，2021年4月17日至5月23日117扩碱液浓度0.53%。推断碱液浓度对液化气油渍观察可能有一定影响。结合上游液化气油渍观察结果来看，脱硫前油渍观察均“合格”，说明油渍观察主要是脱硫过程影响。于此同时，脱硫后液化气液化气油渍观察不合格在滤纸上留下的黄色油环经过脱硫醇后，油环颜色有所减弱。这说明液化气在脱硫过程中夹带了少量胺液或者胺液与其他组分反应后的副产物。液化气油渍观察不通过的主要原因是脱硫过程，脱硫剂长期使用会影响油渍观察，但2021年检修后，系统内胺液全部置换，液化气油渍观察仍然不通过，可以判定，液化气油渍观察还与117扩的操作有一定关系，个人认为与碱液浓度有一定关系，117扩碱液除有脱硫醇的作用，还有一定洗涤液化气中油类物质作用，当碱液浓度低时，碱液洗涤油类物质作用减弱，可能导致液化气油渍观察不合格；碱液被消耗后，纤维膜反应器中参与反应碱液没有反应、洗涤净化作用，形成的碱渣还有可能被液化气带出，可能导致液化气油渍观察不合格。6 结束语液化气产品的质量受到多种因素的影响。在保证质量的同时，我们可以采取一些解决办法来应对这些影响因素。原料气的质量控制是非常重要的。我们需要确保原料气的纯度和组分符合要求，避免含有杂质和不良成分。脱硫剂的选择和使用也是关键。我们需要选择适合的脱硫剂，通过选择合适的脱硫剂，我们可以有效地去除气体中的硫化物，提高产品的质量。操作条件的控制也是至关重要的。我们需要严格控制脱硫装置的操作参数，如温度、压力、流量等，以确保脱硫过程的稳定性和高效性。只有在合适的操作条件下，脱硫装置才能正常运行并保证产品质量。定期的装置维护和检修也是必不可少的。通过定期维护和检修脱硫装置，我们可以确保设备的正常运行和高效工作。这不仅可以延长设备的使用寿命，还可以保证产品的质量稳定。参考文献1 张 瑞 梅.脱 硫 装 置 运 行 状 况 J.内 蒙古 石 油 化 工，2012（16）：3.DOI：CNKI：SUN：NMSH.0.2012-16-012.2 吴琼，高宇龙，刘柯澜.神华煤直接液化工艺中硫元素的转化 J.洁净煤技术，2016（6）：7.DOI：10.13226/j.issn.1006-6772.2016.06.008.3 刘新颖.神华煤直接液化工艺气体微量硫 的 测 定 J.粘 接，2020，43（8）：6.DOI：CNKI：SUN：NIAN.0.2020-08-022.作者简介牟亮，（1987.4）男，内蒙古通辽市奈曼旗；中级工程师；本科研究方向：硫磺回收、污水汽提、气体脱硫、酚回收。