炼厂气脱硫系统高效脱硫溶剂提浓降耗的模拟分析与工业验证
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节 能 减 排
油
炼
制
与
化
工
ＰＥＴ ＲＯＬＥＵ Ｍ ＰＲ０ ＣＥＳＳＩ Ｎ Ｇ Ａ ＮＤ ＰＥＴ ＲＯＣ Ｈ ＥＭ Ｉ ＣＡＩ Ｓ
２ ０ １ ４年 １月 第 ４ ５卷 第 １期
炼 厂 气脱 硫 系统 高 效 脱 硫 溶 剂 提 浓 降耗 的 模 拟 分 析 与工 业 验 证
需 维持相 对 较 高 的胺 液 循 环 量 ， 相 应 的 再 生 蒸 汽 耗 量较高 。若 适 当 提 高 胺 液 含 量 ， 在 满 足 脱 硫 效
果 的前提 下 ， 可 在 一定 程 度 上 降低 脱 硫 装 置 所 需
的胺液循 环 量 ， 进 而 降 低 再 生 蒸 汽 耗 量 和 胺 液 循
塔再 沸 器 热 负荷 的 主要 构 成 部分 ， 对 整 个 脱硫 系统 能 耗 影 响 最 为 显 著 。采 用 Ａｓ ｐ ｅ ｎ ＨＹ Ｓ Ｙ Ｓ流程 模 拟 分 析 提 高 贫 液中 Ｘ Ｄ Ｓ含 量对 炼 厂 气脱 硫 系 统再 生 塔 能耗 的影 响 ， 并 在 干气／ 液 化气 脱 硫 装 置 上 进 行 了工 业 验 证 。模 拟 计算 结
低２ Ｏ ． ４ 和２ ０ ． ６ ， 节 能 降 耗 效果 明显 ； Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 系 统发 泡 倾 向 与腐 蚀 性均 维 持 在 较低 水 平 ， 脱 硫 系统 运 行平 稳 。
关键词 ： 流程模拟
脱硫
液化气
干气
再生
能耗
胺洗脱硫是干气、 液 化 气 以及 天 然 气 脱 硫 普 遍 采用 的工 艺 方 法 ， 其 能 耗 主要 包 括 富 液 再 生 塔
果表明， 提高贫液中 Ｘ Ｄ Ｓ含量 并 降 低其 循 环 量 可 以在 保 证 净 化 效 果 的 前 提 下 降 低 再 生 蒸 汽 耗 量 。工 业 试 验 结 果
与模 拟 值 相 吻合 ， 贫液 中 Ｘ Ｄ Ｓ质 量 分数 由 ２ ３ ． ８ ２ 提 高到 ４ ４ ． ４ Ｏ ， 再 生塔 的富 液 流量 和 相 应 的蒸 汽 耗 量可 分 别 降
溶 解度 等 方 面 人 手 提 高 其 有 机 硫 脱 除 效 率 ］ ， 根
据原料 气条 件 、 脱硫系统工况 、 净 化 要 求 等 因素 ， 可 以调 整 Ｘ Ｄ Ｓ溶剂 的配 比以满 足脱硫 技术 要求 。 与 ＭＤ Ｅ Ａ 等传统 醇胺 溶 剂相 似 ， Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 与
张 峰 ，沈 本 贤 ，孙 辉
（ 华 东 理 工 大学 化学 工 程 联 合 国家 重 点 实 验 室 ，上 海 ２ ０ ０ ２ ３ ７ ）
摘
要 ：通过 能 量衡 算 分 析 了 高效 脱 硫 溶剂 （ Ｘ Ｄ Ｓ ） 的再 生 塔 能耗 构 成 。结果 表 明 ， 加 热胺 液 所 需 热 量 是 再 生
剂， 已 在 多 家 石 化 企 业 的 干 气 和 液 化 气 脱 硫 装 置 得
的蒸汽 消耗 与胺 液 循 环 的 动力 消耗 ， 其 中 再 生 蒸
到成 功应 用 。为 了探索 Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂添 加 量提 升 空 问
并考 察 Ｘ Ｄ Ｓ溶剂提浓对 节能降耗 的影 响 ， 本 课题 通
过 能量衡算对溶 剂再 生塔 的能耗 构成进 行 分析 ， 确 定影 响再生塔能耗 的主要 因素 ； 采用 Ａｓ ｐ ｅ ｎ ＨＹＳ Ｙ Ｓ 流程模拟技术 分析 预 测提 高贫 液 中 Ｘ Ｄ Ｓ含量 对 干 气／ 液化气 脱硫系统 的再生蒸 汽耗 量 的影 响 ， 并在 某 石化企业 的干气／ 液化气脱硫装 置进行工业验证 。
吸收 ， 而低 压高 温有利 于解 吸 ； 对 于 ＸＤ Ｓ溶剂 以物
脱 除机理 和性能 的 差异 性 特点 开 发 了一 种 具 有 高 效脱 硫效 果 的 复 配溶 剂 （ Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 ） ， 该 溶 剂 在 炼 油厂 干气 和 液 化 气 脱 硫 中表 现 出 了 良好 的效 果 ， 工业 应用 结 果 表 明 ］ ， Ｘ ＤＳ溶 剂 在 高 效 脱 除 Ｈ Ｓ 的 同时能 够 有 效 脱 除 有 机 硫 ， 有机硫脱 除效率 明 显 优 于 Ｎ一 甲基 二 乙醇 胺 （ ＭＤＥ Ａ） 等 传 统 醇 胺 溶
Ｈ Ｓ 、 Ｃ Ｏ 的反 应 均 为 可 逆 反 应 ， 高 压 低 温 有 利 于
环 所需 动力 消耗 ， 达 到节 能 降耗 的 目的 。因此 ， 需 要研 究在避免 国产胺 液发泡倾 向和腐蚀性 增加 的前
提下提高其添加量对 降低再生蒸 汽耗 量的影响 。
华 东 理 工 大 学 基 于 不 同 溶 剂 组 分 对 各 硫 化 物
平 ］ 。胺液 含量 较低 时 ， 为 了保证 净化气 的质 量 ，
１ Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 的脱 硫 机 理
Ｘ Ｄ Ｓ溶剂 中针对 性脱 除 酸气 的组 分 主要 包 括 可有 效脱 除 Ｈ。 Ｓ和适 度脱 除 Ｃ ｏ 的 ＭＤ Ｅ Ａ 以及 可提 高有 机硫 脱 除率 的 配方 组 分 。配 方 组分 从 提 高 Ｃ ＯＳ 一 醇胺 两性 离子脱 质 子反 应 速率 、 催化 Ｃ （ ） ｓ 水解 反 应 、 提高 Ｃ Ｏｓ和硫 醇 等有 机硫 在 溶 剂 中 的
汽消耗 约 占总 能 耗 的 ６ ５ ， 是 影 响胺 洗 脱 硫 工 艺 经济性 的关 键 指标 １ ． 。 ］ 。所 以 ， 降低 脱 硫 系 统再 生 蒸汽耗 量对 于炼 油 厂节 能 降 耗具 有 重 要 意义 。为 了避 免胺液 在较 高 添加 量条 件 下 使用 时可 能 存在 的发 泡倾 向和 腐 蚀 性 增 加 的 情 况 ， 维 持 脱 硫 装 置 的安全 平 稳 运 行 ， 目前 国 内各 石 化 企 业 干气 和 液 化气 等炼 厂气脱 硫 装 置 的胺 液质 量 分数 基 本 维 持 在 ２ ５ ～ ３ ５ ｌ ４ ］ ， 胺 液 含 量 低 于 国 外 先 进 水
节 能 减 排
油
炼
制
与
化
工
ＰＥＴ ＲＯＬＥＵ Ｍ ＰＲ０ ＣＥＳＳＩ Ｎ Ｇ Ａ ＮＤ ＰＥＴ ＲＯＣ Ｈ ＥＭ Ｉ ＣＡＩ Ｓ
２ ０ １ ４年 １月 第 ４ ５卷 第 １期
炼 厂 气脱 硫 系统 高 效 脱 硫 溶 剂 提 浓 降耗 的 模 拟 分 析 与工 业 验 证
需 维持相 对 较 高 的胺 液 循 环 量 ， 相 应 的 再 生 蒸 汽 耗 量较高 。若 适 当 提 高 胺 液 含 量 ， 在 满 足 脱 硫 效
果 的前提 下 ， 可 在 一定 程 度 上 降低 脱 硫 装 置 所 需
的胺液循 环 量 ， 进 而 降 低 再 生 蒸 汽 耗 量 和 胺 液 循
塔再 沸 器 热 负荷 的 主要 构 成 部分 ， 对 整 个 脱硫 系统 能 耗 影 响 最 为 显 著 。采 用 Ａｓ ｐ ｅ ｎ ＨＹ Ｓ Ｙ Ｓ流程 模 拟 分 析 提 高 贫 液中 Ｘ Ｄ Ｓ含 量对 炼 厂 气脱 硫 系 统再 生 塔 能耗 的影 响 ， 并 在 干气／ 液 化气 脱 硫 装 置 上 进 行 了工 业 验 证 。模 拟 计算 结
低２ Ｏ ． ４ 和２ ０ ． ６ ， 节 能 降 耗 效果 明显 ； Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 系 统发 泡 倾 向 与腐 蚀 性均 维 持 在 较低 水 平 ， 脱 硫 系统 运 行平 稳 。
关键词 ： 流程模拟
脱硫
液化气
干气
再生
能耗
胺洗脱硫是干气、 液 化 气 以及 天 然 气 脱 硫 普 遍 采用 的工 艺 方 法 ， 其 能 耗 主要 包 括 富 液 再 生 塔
果表明， 提高贫液中 Ｘ Ｄ Ｓ含量 并 降 低其 循 环 量 可 以在 保 证 净 化 效 果 的 前 提 下 降 低 再 生 蒸 汽 耗 量 。工 业 试 验 结 果
与模 拟 值 相 吻合 ， 贫液 中 Ｘ Ｄ Ｓ质 量 分数 由 ２ ３ ． ８ ２ 提 高到 ４ ４ ． ４ Ｏ ， 再 生塔 的富 液 流量 和 相 应 的蒸 汽 耗 量可 分 别 降
溶 解度 等 方 面 人 手 提 高 其 有 机 硫 脱 除 效 率 ］ ， 根
据原料 气条 件 、 脱硫系统工况 、 净 化 要 求 等 因素 ， 可 以调 整 Ｘ Ｄ Ｓ溶剂 的配 比以满 足脱硫 技术 要求 。 与 ＭＤ Ｅ Ａ 等传统 醇胺 溶 剂相 似 ， Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 与
张 峰 ，沈 本 贤 ，孙 辉
（ 华 东 理 工 大学 化学 工 程 联 合 国家 重 点 实 验 室 ，上 海 ２ ０ ０ ２ ３ ７ ）
摘
要 ：通过 能 量衡 算 分 析 了 高效 脱 硫 溶剂 （ Ｘ Ｄ Ｓ ） 的再 生 塔 能耗 构 成 。结果 表 明 ， 加 热胺 液 所 需 热 量 是 再 生
剂， 已 在 多 家 石 化 企 业 的 干 气 和 液 化 气 脱 硫 装 置 得
的蒸汽 消耗 与胺 液 循 环 的 动力 消耗 ， 其 中 再 生 蒸
到成 功应 用 。为 了探索 Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂添 加 量提 升 空 问
并考 察 Ｘ Ｄ Ｓ溶剂提浓对 节能降耗 的影 响 ， 本 课题 通
过 能量衡算对溶 剂再 生塔 的能耗 构成进 行 分析 ， 确 定影 响再生塔能耗 的主要 因素 ； 采用 Ａｓ ｐ ｅ ｎ ＨＹＳ Ｙ Ｓ 流程模拟技术 分析 预 测提 高贫 液 中 Ｘ Ｄ Ｓ含量 对 干 气／ 液化气 脱硫系统 的再生蒸 汽耗 量 的影 响 ， 并在 某 石化企业 的干气／ 液化气脱硫装 置进行工业验证 。
吸收 ， 而低 压高 温有利 于解 吸 ； 对 于 ＸＤ Ｓ溶剂 以物
脱 除机理 和性能 的 差异 性 特点 开 发 了一 种 具 有 高 效脱 硫效 果 的 复 配溶 剂 （ Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 ） ， 该 溶 剂 在 炼 油厂 干气 和 液 化 气 脱 硫 中表 现 出 了 良好 的效 果 ， 工业 应用 结 果 表 明 ］ ， Ｘ ＤＳ溶 剂 在 高 效 脱 除 Ｈ Ｓ 的 同时能 够 有 效 脱 除 有 机 硫 ， 有机硫脱 除效率 明 显 优 于 Ｎ一 甲基 二 乙醇 胺 （ ＭＤＥ Ａ） 等 传 统 醇 胺 溶
Ｈ Ｓ 、 Ｃ Ｏ 的反 应 均 为 可 逆 反 应 ， 高 压 低 温 有 利 于
环 所需 动力 消耗 ， 达 到节 能 降耗 的 目的 。因此 ， 需 要研 究在避免 国产胺 液发泡倾 向和腐蚀性 增加 的前
提下提高其添加量对 降低再生蒸 汽耗 量的影响 。
华 东 理 工 大 学 基 于 不 同 溶 剂 组 分 对 各 硫 化 物
平 ］ 。胺液 含量 较低 时 ， 为 了保证 净化气 的质 量 ，
１ Ｘ Ｄ Ｓ溶 剂 的脱 硫 机 理
Ｘ Ｄ Ｓ溶剂 中针对 性脱 除 酸气 的组 分 主要 包 括 可有 效脱 除 Ｈ。 Ｓ和适 度脱 除 Ｃ ｏ 的 ＭＤ Ｅ Ａ 以及 可提 高有 机硫 脱 除率 的 配方 组 分 。配 方 组分 从 提 高 Ｃ ＯＳ 一 醇胺 两性 离子脱 质 子反 应 速率 、 催化 Ｃ （ ） ｓ 水解 反 应 、 提高 Ｃ Ｏｓ和硫 醇 等有 机硫 在 溶 剂 中 的
汽消耗 约 占总 能 耗 的 ６ ５ ， 是 影 响胺 洗 脱 硫 工 艺 经济性 的关 键 指标 １ ． 。 ］ 。所 以 ， 降低 脱 硫 系 统再 生 蒸汽耗 量对 于炼 油 厂节 能 降 耗具 有 重 要 意义 。为 了避 免胺液 在较 高 添加 量条 件 下 使用 时可 能 存在 的发 泡倾 向和 腐 蚀 性 增 加 的 情 况 ， 维 持 脱 硫 装 置 的安全 平 稳 运 行 ， 目前 国 内各 石 化 企 业 干气 和 液 化气 等炼 厂气脱 硫 装 置 的胺 液质 量 分数 基 本 维 持 在 ２ ５ ～ ３ ５ ｌ ４ ］ ， 胺 液 含 量 低 于 国 外 先 进 水