新型脫硫技術(shù)在氣分裝置中的應(yīng)用

于愛軍(中海石油中捷石化有限公司運行四部，河北 滄州 061101)

0 引言

中海石油中捷石化有限公司現(xiàn)有兩套催化裂化裝置，兩套催化裝置全開，液化氣產(chǎn)能為 27萬噸/年，但是現(xiàn)有液化氣脫硫能力僅為20萬噸/年，剩余液化氣在沒有經(jīng)過脫硫情況下無法進行銷售。而該公司現(xiàn)有液化氣脫硫裝置建成于 2002 年，經(jīng)過近二十年時間的運行，其中在 2006 年曾經(jīng)進行過適應(yīng)性擴能改造，目前裝置長時間運行在設(shè)計上限，已經(jīng)沒有了擴能改造空間，最終嚴重影響了企業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

液化氣脫硫塔頂出口存在著帶劑的問題，且稍有波動，就容易出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不合格問題。液化氣脫硫醇單元原設(shè)計規(guī)模偏小，雖然經(jīng)過了擴能改造，但是依然不能滿足需求，產(chǎn)品質(zhì)量波動大，根本無力加工兩套催化裂化裝置的液化氣。且原工藝堿液消耗量較大，大量排出堿渣無法進行處理，同時液化氣脫硫醇單元排出的尾氣也難以處理，現(xiàn)場直接高點排放，不符合安全環(huán)保規(guī)范的要求，存在著很大的安全隱患。隨著環(huán)保法規(guī)的日漸嚴苛，通過對液化氣脫硫工藝進行改造，保證液化氣脫硫長周期安全運行勢在必行。

1 液化氣脫硫工藝改造特點

鑒于目前液化氣脫硫工藝帶劑造成的嚴重影響，為保證該工藝長周期保質(zhì)保量安全運行，本次改造選用“胺脫優(yōu)化技術(shù)”、河北精致“液化氣深度脫硫?qū)＠夹g(shù)”及相關(guān)的“液化氣脫硫醇尾氣及堿渣治理方法及其專用設(shè)備”，優(yōu)化工藝流程與操作條件，選用簡潔的工藝設(shè)備和成熟的控制手段，使脫硫后液化氣中總硫含量達到行業(yè)較高的水平[1]。

1.1 液化氣脫硫技術(shù)

1.1.1 采用新型高效塔盤

通過對液化氣脫硫塔優(yōu)化塔內(nèi)結(jié)構(gòu)和水力學性能，采用新型高效塔盤，提高吸收效果，減少帶劑，減少溶劑損失。脫硫后液化氣中的H2S含量及帶劑量，直接影響后續(xù)液化氣脫硫醇裝置的堿耗量及排渣量。傳統(tǒng)的液化氣脫硫塔一般采用填料塔。由于填料易堵、抗雜質(zhì)能力差、檢修清洗困難、費用高、對分布器設(shè)計安裝要求高，極易造成偏流、分布不均，介質(zhì)接觸不均，傳質(zhì)效果差，產(chǎn)品質(zhì)量不合格等現(xiàn)象，因此本次設(shè)計采用新型高效塔盤，可避免上述現(xiàn)象的發(fā)生。

1.1.2 采用高效聚結(jié)分離器

通過采用高效聚結(jié)分離器，降低液化氣帶劑，回收胺液，減少損失，提高經(jīng)濟效益。減少液化氣水洗脫胺的用水量，減少液化氣脫硫醇溶劑的耗損，保證后續(xù)工藝的脫除質(zhì)量。

1.2 液化氣深度脫硫醇技術(shù)

1.2.1 控制有機溶劑進入堿系統(tǒng)

液化氣脫硫后，液化氣中溶解的溶劑(氨液)約在200ppm，這些胺是造成堿渣難以處理的因素之一。增上液化氣水洗，控制有機溶劑(胺液)進入堿系統(tǒng)，這樣既可回收胺液，又能降低后續(xù)工藝堿渣的處理難度。水洗采用先進的液化氣與水接觸設(shè)備，以確保用很少的水將液化氣中的有機溶劑(胺液)控制到2ppm 以下，用水量在2%左右液化氣預水洗，脫除液化氣中夾帶的富胺液，防止抽提劑過早失活，降低堿渣排量的同時，回收了胺液。

1.2.2 采用功能強化溶劑

通過采用功能強化溶劑，提高乙、丙硫醇及羰基硫的脫除能力。脫硫醇溶劑取代堿液做抽提劑，這樣既提高脫硫醇能力，又可減輕鹽析效應(yīng)。

1.2.3 抽提劑再生采用固定床再生催化劑和三相混合再生的反抽提工藝

前項降低了抽提段生成二硫化物又直接返回液化氣的可能，后者使再生與反抽提同時進行，提高硫醇鈉生成二硫化物的反應(yīng)推動力。

1.2.4 脫硫醇溶劑利用空氣氧化再生的過程形成烴氧混合氣

傳統(tǒng)工藝很難確保混合氣在爆炸范圍以外操作。三相混合再生技術(shù)，通過合理選擇反抽提油性質(zhì)，在保證反抽提效果的同時，確保再生過程的本質(zhì)安全。

1.2.5 反抽提油使用催化穩(wěn)定汽油

反抽提油使用催化穩(wěn)定汽油，富反抽提油返回催化裝置的汽油罐，進入汽油罐前使用汽油罐底部的酸性水混合水洗，徹底消除可能帶入的堿液對后序加氫催化劑的影響。

1.2.6 壓縮機對再生尾氣升壓循環(huán)使用

采用氧氣和氮氣替代空氣，消除空氣帶入CO2的因素。增上氧氣在線分析儀，用氧氣控制尾氣中的氧含量，用氮氣保持系統(tǒng)壓力。該措施在保持脫硫醇溶劑再生條件不變的情況下，實現(xiàn)了難于處理尾氣的零排放。

2 項目改造方案

2.1 改造內(nèi)容

40萬噸/年液化氣脫硫改造，實現(xiàn)堿渣尾氣零排放目的。

2.2 設(shè)計基礎(chǔ)

2.2.1 原料技術(shù)參數(shù)

催化裂化液化氣技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 催化裂化液化氣技術(shù)參數(shù)

2.2.2 催化劑及輔助材料

(1)GL脫硫醇溶劑。GL脫硫醇溶劑技術(shù)指標如表2所示。

表2 GL脫硫醇溶劑技術(shù)指標

(2)GL-20脫硫醇再生催化劑。GL-20脫硫醇再生催化劑技術(shù)指標如表3所示。

表3 GL-20脫硫醇再生催化劑技術(shù)指標

(3)反抽提油為催化穩(wěn)定汽油。反抽提油技術(shù)參數(shù)如表4所示。

表4 反抽提油技術(shù)參數(shù)

2.2.3 產(chǎn)品

本裝置產(chǎn)品為脫硫醇合格的精制液化氣，質(zhì)量指標保證達到如表5所示的規(guī)定。

表5 液化氣產(chǎn)品指標

2.2.4 裝置物料平衡

催化液化氣脫硫醇裝置物料平衡標準見表6。

表6 催化液化氣脫硫醇裝置物料平衡表

以進料催化液化氣量47.62t/h 計，其中硫化氫含量為8000～20000mg/Nm3，硫醇硫含量為300ppm。

3 結(jié)語

改造后液化氣脫硫加工能力得到了明顯的提升，可有效降低液化氣中硫的含量，避免硫含量過高造成的設(shè)備腐蝕影響設(shè)備的使用壽命，為下游MTBE裝置提供了合格的脫硫原料[2]。改造后通過取消更換堿液達到堿渣日常零排的目的，改造后沒有廢氣產(chǎn)生，消除目前工藝高空排放廢氣不安全因素的同時達到了日益嚴峻的環(huán)保形勢要求。