液化氣脫硫醇纖維膜反應器差壓升高的原因分析及整改措施

周佳俊

摘 要：中海油東方石化有限責任公司2014年投產至今，液化氣脫硫醇裝置一直生產運行很平穩，能夠高效的脫除液化氣中的硫醇保證精制液化氣產品質量的合格。由于在平時的生產運行中的各種不確定性因素，裝置仍會面臨各種問題。下面就液化氣脫硫醇反應器差壓升高的這一現象進行論述分析。

關鍵詞：液化氣;脫硫醇;提高措施;纖維膜反應器壓差

1 液化氣脫硫醇工藝流程

液化氣經液化氣精細過濾器過濾后，液化氣與堿液混合進入R-1201脫硫醇反應器R-1201，完成一級脫硫醇;液化氣與堿液在分離罐V-1201內沉降分離，液化氣從罐頂流出，液化氣與再生堿液混合進入R-1202液膜脫硫醇反應器，并完成二級脫硫醇。液化氣與堿液在分離罐V-1202沉降分離，液化氣從罐頂流出，液化氣經水洗脫堿后去氣體分餾。富堿液自V-1201底自壓至堿液再生系統。

2 液化氣脫硫醇裝置運行現狀分析

根據精制液化氣產品質量、堿液質量、裝置運行狀況分析，液化氣脫硫醇裝置需每隔6個月更換一次堿液。2019年10月3日為液化氣脫硫醇裝置更換完15%濃度的新堿，據現在已滿6個月。裝置現在運行狀況液化氣脫硫醇2個纖維膜反應器差壓均處于較高位，堿液氧化再生分離塔及堿液汽提塔開始出現分布頭堵塞堿液偏流狀況。再生后堿液樣由剛更換完堿液時的微黃透明色逐漸變為現在的深棕色且有明顯顆粒狀物質，堿液濃度由剛更換堿液時的15%降至現在的2.6%。再生堿液泵及循環堿液泵入口過濾器開始出現堵塞狀況。纖維膜反應器差壓逐漸升高，液化氣和堿液進料困難，但現階段仍能夠滿足生產需求。根據裝置現階段相關數據以及研究結果，對液化氣脫硫醇纖維膜反應器差壓升高的原因進行分析如下。

3 液化氣脫硫醇纖維膜反應器差壓升高的原因

①根據對表一中的數據進行分析，發現更換完堿液后隨著時間的推移，堿液濃度逐漸減小。催化液化氣總硫各月均值雖有波動（波動范圍在671～809之間），但波動不大。系統堿液由換堿之前濃度3.4%更換為15%濃度的堿液，在堿液再生循環量均保持6t/h左右的情況下，堿液濃度降至2.6%，精制液化氣的月平均總硫均能夠保證脫硫的合格（精制液化氣總硫合格標準≦50mg/m3）。說明堿液濃度在2.6%以上時，對堿液的脫硫效果基本沒有影響，均能保障產品的合格。

根據表一對R-1201/R-1202差壓數據進行分析時，更換堿液之前一個月堿液濃度在3.4%的情況下，兩個纖維膜反應器差壓均維持在較高位值0.200MPa，雖能夠維持產品的合格但已經對裝置生產運行造成嚴重影響。在更換完濃度15%堿液后運行第一、二、三個月R-1201/R-1202壓差均為0.100MPa以下，對系統運行基本沒影響。而到第四個月開始R-1201/R-1202差壓開始有明顯的逐漸增大，堿液進R-1201/R-1202的入口調節閥開度也逐漸增大。在系統運行至第五個月，堿液濃度降至5.5%兩個反應器差壓也逐漸升至0.180MPa左右，開始影響堿液進R-1201/R-1202的循環量。在系統運行至第六個月，反應器差壓的升高不僅影響堿液的循環量，也開始影響液化氣進出料量。堿液氧化再生塔及堿液汽提塔氣體分布頭開始出現堵塞，造成堿液偏流或堿液氧化再生塔與汽提塔的憋壓風夾帶堿液到尾氣系統造成生產波動。

②纖維膜反應器直接接觸的介質為液化氣和堿液。液化氣中含有少量的硫化氫和硫醇，對金屬設備管線有較強的腐蝕性。從設備來說，經硫醇、硫化氫和NaOH對設備管道銹蝕產生的銹蝕物在系統中的逐漸累積，隨著堿液的循環，銹蝕物在R-1201/R-1202纖維膜反應器中累積會逐漸增多，進而造成R-1201/R-1202纖維膜反應器的緩慢堵塞，R-1201/R-1202纖維膜反應器差壓越來越高。差壓在0.180MPa～0.200MPa之間時，維膜反應器已經堵塞很嚴重，開始影響裝置的穩定生產;

③根據對圖一、圖二截取的DCS纖維膜反應器差壓處于較高位時與各介質流量的部分時間段運行曲線進行分析。液化氣和堿液進纖維膜反應器流量基本保持不變，在裝置生產波動時，纖維膜反應器差壓會隨液化氣和堿液進纖維膜反應器流量的大幅波動而大幅升降。裝置正常生產時，纖維膜反應器差壓，會隨液化氣和堿液流量的波動小幅度升降。經分析液化氣流量較大幅度波動對纖維膜反應器差壓有很大的影響，而裝置平穩生產時，液化氣和堿液流量波動較小，纖維膜反應器差壓會處于較高值且會隨著液化氣流量的小幅變化而小幅波動;

④醇胺法脫硫化氫后的液化氣會連續不斷的夾帶少部分胺液進入堿液脫硫醇系統。而造成帶胺的主要原因是胺液發泡，催化液化氣夾帶的胺液泡會將裝置長周期運行的銹蝕物帶至液化氣堿液脫硫醇系統。進而影響堿液濃度及R-1201/R-1202纖維膜反應器差壓。液化氣所夾帶來的胺液不斷累積溶解在堿液中，堿液濃度也會隨著胺液的累積而降低，并且過多的胺液被帶入堿液系統會引起堿液的發泡，影響堿液質量及精制液化氣的脫硫效果，增加了精制液化氣將堿液帶至氣體分餾裝置的風險。

4 有效降低纖維膜反應器差壓的措施

4.1 針對堿液流量及液化氣流量的優化措施

纖維膜反應器差壓較低時，堿液流量及液化氣流量的波動對纖維膜反應器差壓的升高幾乎沒有影響。而當纖維膜反應器差壓較高時，堿液及液化氣流量的波動對纖維膜反應器差壓就會有很大的影響。在保證精制液化氣產品質量及泵正常運行的情況下，可以盡量將堿液控制在低循環量。液化氣流量可以通過和上游催化裝置交流，盡量穩定催化液化氣來量，避免液化氣量的大幅波動造成纖維膜反應器差壓忽高忽低影響裝置生產。

4.2 針對液化氣醇胺法脫硫化氫裝置方面的優化措施

由于液化氣醇胺法脫硫部分會夾帶胺液及雜質至液化氣堿液脫硫醇部分。可以對現工藝流程進行有針對性的改進操作。將液化氣脫硫抽提塔工藝改變成為可以提高循環胺液流量的方式。原本的液化氣脫硫抽提塔工藝胺液在其中主要是在上界位進行控制，經過操作改進后對其下界位控制。其目的是為了在生產中促使液化氣在抽提塔當中可以停留的時間能夠有所延長盡量將液化氣中夾帶的胺液沉降下來，同時胺液與烴之間的接觸面積面積也可以得到有效的增加，同時在胺液聚結器部分要按規定排胺液，減少液化氣胺液的夾帶。

4.3 針對系統中累積銹蝕物的優化措施

隨著堿液系統的運行，堿液中的銹蝕物會經過堿液預過濾器及堿液精細過濾器過濾掉一大部分。堿液預過濾器及堿液精細過濾器差壓升高到一定值時，可以增加吹掃沖洗時間及頻次，盡量將過濾器處理干凈。液化氣過濾器差壓升高到一定值時，對其增加吹掃沖洗時間及頻次。纖維膜反應器差壓較高，在系統堿液濃度脫硫效果允許的情況下可以考慮用除鹽水對纖維膜進行在線沖洗，將纖維膜上累積的雜質沖洗入堿液系統。根據定期采樣分析的堿液樣，視情況可以對堿液更換一部分新堿，將部分臟堿排出。

5 結束語

在與液化氣脫硫醇裝置的運行情況進行結合分析時，堿液流量及液化氣流量不是影響纖維膜差壓較高的主要因素，隨著裝置的長周期運行堿液系統中銹蝕物的累積才是造成纖維膜反應器差壓逐漸升高的主要因素。要想從根本上使纖維膜反應器差壓降低，就必須要減少堿液中銹蝕物的累積，優化工藝操作參數。

參考文獻：

[1]杜雄，楊偉紅.300kt/a液化氣脫硫脫硫醇裝置技術改造[J].廣州化工，2013（41）：197-198.