煉廠醇胺法裝置的操作要點資料培訓資料

煉廠醇胺法裝置的操作要點資料醇胺降解(變質(zhì))的三種主要方式熱降解直接與再生溫度有關(guān)化學降解與CO2及有機硫化合物的反應氧化降解生成酸性熱穩(wěn)定性鹽（HSAS）DEA與CO2反應的（降解）歷程MEA氧化降解機理醇胺的氧化降解與HSAS的腐蝕性天然氣中不含氧，故天然氣凈化裝置一般不發(fā)生氧化降解；但一旦操作失誤混入空氣則可能出現(xiàn)對煉廠脫硫裝置而言，HSAS的生成是MDEA降解變質(zhì)的主要原因，原料氣含氧量高時更甚由于HSAS是酸性的，故具有極強的腐蝕性；其中尤其以草酸的腐蝕性最強Dow公司提出了HSAS在MDEA溶液中含量的上限；且目前已成功地開發(fā)了“溶液凈化裝置”HSAS在MDEA溶液中含量上限

項目質(zhì)量分數(shù)1×10-6

項目質(zhì)量分數(shù)1×10-6草酸鹽250硫氰酸鹽10000硫酸鹽500氯化物500甲酸鹽500硫代硫鹽10000乙酸鹽1000HSAS總量0.5%(溶液總量)溶劑損耗的途徑機械損失：指由于物理原因而從循環(huán)系統(tǒng)中排出而造成的損失，對于平衡運轉(zhuǎn)的裝置，這應是溶劑損失的主要部分，其量可由總量與以下3部分損失的差值估計霧沫夾帶：指溶劑以霧沫形式被除數(shù)凈化氣和再生酸氣帶出裝置而造成的損失，其量僅將于機械損失蒸發(fā)損失：指與醇胺溶液平衡的氣相溶劑蒸氣，被氣流帶出裝置而產(chǎn)生的損耗，其量與溶劑蒸氣壓有關(guān)溶劑降解：指活性醇胺由于發(fā)生化學變化而轉(zhuǎn)化為HSAS和其它降解產(chǎn)物而導致溶劑損失；設(shè)計合理、操作平衡的天然氣凈化裝置的溶劑損耗量不應超過總量的20%

1990年對建于西德克薩期的多套大型、高壓醇胺法天然凈化裝置的調(diào)查結(jié)果表明，MEA、DEA和MDEA等3種溶劑的平均消耗量為48kg/106m3（原料氣），是操作成本的主要部分醇胺溶劑的蒸發(fā)損失蒸發(fā)損失又稱揮發(fā)損失，主要出現(xiàn)在吸收塔、再生塔和閃蒸罐的出口，其損失量與這些設(shè)備操作參數(shù)有關(guān)影響蒸發(fā)損耗量的主要參數(shù)是溫度、壓力和溶液濃度；這些參數(shù)決定了與溶液平衡的氣相溶劑蒸氣分壓吸收塔雖然通常在高壓下操作，但由于氣體流量很大，因而是導致蒸發(fā)損失的主要部位出再生塔的酸氣已經(jīng)過回流冷凝水洗滌（其中醇胺含量約為1%~5%），且氣體流量甚小，故其蒸發(fā)損失量遠低于吸收塔工業(yè)經(jīng)驗表明在高壓下正常運轉(zhuǎn)的醇胺法裝置，其蒸發(fā)損失量不很大；而且通過水洗還能有效地降低醇胺的蒸發(fā)損失

吸收塔操作條件48.90C4.76MPa(a)再生塔回流罐操作條件48.90C0.17MPa(a)醇胺溶液損耗量kg/106m3醇胺溶劑損耗量kg/106m315%MEA8.7MEA1.630%DEA0.06MDEA0.1630%MDEA0.56DEA0.01650%MDEA0.98

溶劑（蒸發(fā)）損耗量的估計吸收塔出現(xiàn)嚴重霧沫夾帶的原因吸收塔直徑太小，導致氣速過高操作壓力低于設(shè)計壓力，導致處理的氣量（或氣速）偏高溶液循環(huán)量過高，或在泛點條件下操作塔板或填料被堵塞，或已損壞溶液分配器設(shè)計不當，或發(fā)生堵塞下游分離/捕集器損壞不同類型的分離/捕集設(shè)備醇胺溶液發(fā)泡及其控制霧沫是溶液分散在氣體中而形成，而泡沫則是氣體分散在溶液中而形成；容易發(fā)泡是醇胺溶劑的固有特性，MEA最容易發(fā)泡，DEA次之，MDEA的發(fā)泡傾向相對較低因此，醇胺法裝置塔板上形成一定量泡沫是正常的；但若形成的泡沫及穩(wěn)定，并隨氣體沿塔上升，甚至帶入下游設(shè)備，這就是影響平衡操作的發(fā)泡現(xiàn)象導致發(fā)泡的原因很復雜，但基本上都與具有表面活性的雜技進入脫硫溶液有關(guān)；例如醇胺的降解產(chǎn)物、溶液中的懸浮固體、原料氣帶入裝置的液烴，以及所有進入系統(tǒng)的表面活性物質(zhì)（如原料氣夾帶的緩蝕劑、閥門上的潤滑脂等等）迄今還沒有一種普遍有效的措施來解決所有醇胺法裝置的發(fā)泡問題；但一般認為醇降解產(chǎn)物和外來污染物是引起發(fā)泡的主要因素，而腐蝕產(chǎn)物細粒則是穩(wěn)泡劑對于突發(fā)性發(fā)泡，通常用加注阻泡劑的方法來處理，但這僅僅是應急措施，關(guān)鍵是找到發(fā)泡的原因，并加以消除平穩(wěn)操作要點原料氣水洗溶液過濾（機械和活性炭）溶液復活AmiPur在線離子交換系統(tǒng)避免氧進入系統(tǒng)控制貧液溫度控制重沸器溫度定期抽檢溶液醇胺法裝置的腐蝕破壞形態(tài)H2S和CO2對醇胺法裝置的腐蝕有多種形態(tài)，基于肉眼可見的腐蝕特征，存在全面、裂隙、晶間、開裂型、磨蝕等等8種腐蝕形態(tài)，但主要是以下3種全面腐蝕：即裝置的全部或大面積上均勻地受到破壞；幾乎所有裝置都有此類腐蝕，只要年腐蝕率不超過規(guī)定指標不會影響裝置的正常運轉(zhuǎn)（0.076mm/a）局部腐蝕：有多種形態(tài)，但在醇胺法裝置上經(jīng)常出現(xiàn)的是點蝕和流動誘使尾部腐蝕；此類腐蝕對裝置的危害甚大，必須采用多種措施來進行防護應力開裂（SCC）和氫致開裂（HIC）：在特定條件下，由于化學腐蝕與靜態(tài)應力的共同作用而導致構(gòu)件開裂的一種特殊腐蝕破壞形態(tài)；在有H2S存在的條件下產(chǎn)生的應力腐蝕又稱為硫化氫應力腐蝕開裂，它雖很少發(fā)生，但后果嚴重影響腐蝕的因素酸氣組分濃度（分壓）：醇胺裝置上最主要的腐蝕劑是原料氣中的酸氣；其分壓升高則腐蝕加劇醇胺的類型：MEA的腐蝕最強，DEA次之，MDEA的腐蝕性（相對）比較輕微溶液的酸氣負荷：通常腐蝕程度隨酸氣負荷上升而增加，故MEA的酸氣負荷一般不超過0.3溶液中的污染物：污染來源有2個，一是由原料氣帶入裝置，二是降解和腐蝕產(chǎn)物裝置不同部位的操作條件（溫度及壓力）溶液流速：溶液流速過高會因強烈的沖刷而破壞金屬表面的保護膜，導致腐蝕加??；碳鋼設(shè)備中溶液流速不應超過1m/s，不銹鋼設(shè)備中則為1.5~2.4m/s開裂型破壞的典型案例1984年7月美國Illinois州Romeoville煉油廠處理丙烷的MEA法裝置發(fā)生一起因吸收塔應力開裂而引起的重大爆炸和火災事故，死17人，傷17人，經(jīng)濟損失超過1億美元。事后調(diào)查判明，吸收塔板材對HIC敏感且現(xiàn)場施工時修補焊縫未進行應力消除印尼Badad天然氣液化廠的醇胺法深度脫碳裝置始建于1977年，在使用MEA溶劑時也發(fā)生過嚴重的應力開裂（SCC），在3年時間中曾因此而導致10次非計劃的停工檢修

對醇胺法裝置應力開裂的認識出現(xiàn)典型H2S應力開裂的設(shè)備，開裂主要發(fā)生在壓力焊縫與接管焊縫的熔合線中或焊縫的熱影響區(qū)(HAZ)醇胺法裝置上也出現(xiàn)HIC，其出現(xiàn)機率與溶劑類型密切有關(guān)：被調(diào)查的34套MDEA裝置均未出現(xiàn)HIC，而37套Sulfinol裝置中有19%出現(xiàn)HIC在HIC中還有一種應力集中氫致開裂（SOHIC）；在應力集中區(qū)，由氫積聚而誕生的微裂紋經(jīng)常沿壁厚方向發(fā)展而形成開裂，破壞性極大對新建設(shè)備提出恰當?shù)募夹g(shù)要求是必要的。這些要求通常包括：焊后熱處理（PWHT）前接管焊縫的超聲波探傷和焊后熱處理后設(shè)備內(nèi)表面焊縫的濕熒光磁粉測試（WFMT）；WFMT可以探測出許多為其它探傷技術(shù)所忽略的裂紋保護涂層的應用主要腐蝕防護措施設(shè)備應避免使用鍍黃銅或銅基合金材料和鋁材容易發(fā)生腐蝕的部位（如重沸器管束）可選用奧氏體不銹鋼在關(guān)鍵部位選用合金鋼是重要的防腐措施。元素鉻的作用是抗電化學均勻腐蝕；元素鉬的作用是抗局部腐蝕；在抗SCC方面則由元素鎳起主要作用使用保護涂層重沸器管束等接觸高溫醇胺溶液的部位應定期維護，清除管壁上銹皮和沉積物，避免發(fā)生點