加氢裂化脱硫系统
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1脱硫系统操作法
1.1工艺操作指标
1.1.1气柜气(T201)脱硫塔
塔顶温度℃40
塔顶压力MPa(G) 0. 7
1.1.2液化气脱硫抽提塔
塔顶温度℃40
塔顶压力MPa(G) 1.5
1.1.3干气(T101)脱硫塔
塔顶温度℃40
塔顶压力MPa(G) 0.7
1.1.4MDEA
分子式:C5H13NO2
分子量:119.16
沸点:247℃
密度(20℃):1047.8kg/m3
粘度(20℃):101 cp
溶液浓度:~30 W%
1.2操作因素分析
1.2.1工艺原理
干气、气柜气在脱硫塔内与甲基二乙醇胺溶剂(MDEA)逆向接触,发生化学吸附反应。由于MDEA 对硫化氢具有较高的吸收率,同时又不易溶解原料气中的其它组分,所以能有效地从原料气中将硫化氢脱除,从而使干气、气柜气得到净化。
反应过程如下:
C5H13O2N + H2S C5H13O2NH+ + HS-
这个反应是在瞬间内完成的,所以能达到迅速连续的脱硫效果。同时,较高的压力及较低的温度有利于反应向右进行。
1.2.2温度对脱硫的影响
MDEA的碱性随温度的变化而变化,即温度低,MDEA碱性强,脱硫性能好;温度高则有利于硫化物在富液中分解。因而,脱硫操作都是在低温下进行,而再生则在较高的温度下进行。
对吸收塔(T101、T201)来说,温度低一则MDEA碱性强,有利于化学吸收反应,二则会使贫液中的酸性气平衡分压降低,有利于气体吸收;但如果温度过低,可能会导致进料气的一部分烃类在吸收塔内冷凝,导致MDEA溶液发泡而影响吸收效果。
1.2.3压力对脱硫的影响
对吸收来说,如果压力高,使气相中酸气分压增大,吸收的推动力就增大,故高压有利于吸收。相反,如果吸收压力低,同样道理会使吸收推动力减少不利于吸收。实际操作中由于压力太高会使设备承受不了而造成安全阀跳,同时会导致部分烃类气体的冷凝,压力太低会降低吸收效率,故需要严格控制操作压力。
1.2.4胺循环量
在一定的温度、压力下,MDEA的化学脱硫,溶解度是一定的,循环量过小,满足不了脱硫的化学需要量,导致吸收效果降低,会出现净化气中的H2S量过大,质量不合格;而循环量过大,则塔负荷大,能耗高。
所谓溶剂的酸气负荷是指吸收塔底富液中酸性气体(H2S)摩尔数与溶液中胺的摩尔数之比。当
MDEA浓度决定后,它直接影响溶剂循环量。如果溶剂的酸气负荷选大了,由于一分子胺只能与0.5分子的H2S起反应,这样过多的H2S就会生成硫化氢胺盐对设备腐蚀不利,同时,还会降低吸收效果。如果富液中酸气负荷上升,则要加大循环量,如果由于MDEA浓度低,吸收效果差,除了减少注水外,也可暂时考虑加大循环量,但根本的调节方法还是提高胺液浓度。
1.2.5液位
吸收塔T101、T201的液位高低会直接影响正常操作以及整个系统的胺液平衡;液位过高则降低了吸收有效空间,液面低会引起吸收塔压空、串气,打乱整个操作。一般按液面的50~75%控制。1.2.6贫液温度
贫液温度按国内经验一般控制在比原料气温度高4~5℃为适宜,这主要考虑到富液的烃含量问题。
1.2.7MDEA浓度
本装置是按MDEA浓度为30%(重)设计的,如果浓度<20%单位体积中,富液中的酸性气浓度将变得较低,溶剂循环量必须加大,以便能更完全吸收原料气中H2S杂质。相反,使用较高浓度的MDEA溶液,将允许减少循环量,但每单位体积溶液吸收的酸性气体量将增加,酸性气浓度过高的富溶剂腐蚀性更强。
1.2.8原料含硫量
液化气以及干气是脱硫系统的原料,其含硫量与原油含硫量以及反应系统的操作有关,含硫量越高,脱硫难度越大。
1.3正常操作法
1.3.1贫液缓冲罐V401
1.3.1.1压力
V407罐顶压力由PIC4010A/B控制,压力高时打开PV4010B阀,将多余气体放入火炬;压力低时打开PV4010A阀,将氮气补充进V407。两阀通过压力控制器对其进行分程调节,当PIC4010阀位在0~50%时,PV4010A开度为100%~0%,PV4010B开度为0%;当PIC4010阀位在50~100%时,PV4010A 开度为0%,PV4010B开度为0%~100%。压力控制0.1KPa。
1.3.1.2液位
V3017液位由贫液进口阀LIC4008控制,通过V3017液位控制器LT3502串级控制。V3017是热贫液进装置缓冲罐,贫溶剂进入装置后,通过E3016加热,然后进入V3017,向循环氢脱硫塔T3005提供贫液,其流量也影响V3017的液位稳定。正常生产中V3017的液位过低,则容易使T3005贫溶剂泵P3003抽空,V3017液位控制50~70%。
1.3.2地下溶剂罐V3035
V3035设有液位控制器LT3503,控制地下溶剂泵P3029电机开关,液位高时启动P3029将收集的富液打回脱硫装置。V3035液位控制50~85%。
1.3.3富胺液闪蒸罐V3024
1.3.3.1压力
V3024罐顶压力由PV3503控制,压力高时打开PV3503阀,将多余气体放入火炬。
1.3.3.2液位
V3024液位由底部出口控制阀FV3501控制,出装置的富胺液由流量累计计量FIQ3504、瞬时计量FT3504进行计量。
1.3.4循环氢脱硫塔T3005
1.3.4.1液位
1.3.4.1.1塔底液位
T3005塔底富液经过液力透平HT3002减压后送回脱硫装置,HT3002作为贫液进口泵P3003A的动力;液位太高可能引起液泛;液位太低,则容易使液力透平HT3002抽空,由于T3005压力达13.5MPa,