胺液溶劑再生系統生產波動分析及處理措施

姜青龍

天津石化分公司煉油部，中國·天津 300000

1 引言

中國天津石化煉油部胺液再生系統采取的是集中再生的方式，即多裝置使用的胺液由兩個再生系統集中提供胺液和再生。其中，1#溶劑再生系統主要處理非加氫型裝置產生的富胺液，如催化雙脫裝置、C2 回收裝置及焦化干氣、液化氣脫硫裝置等；2#溶劑再生系統主要處理加氫型裝置產生的富胺液，如渣油加氫裝置、加氫裂化裝置、柴油加氫裝置等。

由于非加氫型裝置的干氣、液化氣及回收的低壓瓦斯氣等原料性質相對較差，且攜帶一定的雜質和焦粉，往往在脫硫過程中，一些雜質及重烴類物質隨富胺液進入溶劑再生系統，日積月累將嚴重影響胺液再生系統操作，導致換熱效率降低、再生塔塔盤堵塞及胺液發泡等問題。

2 生產波動現象

1#溶劑再生系統原設計處理量為310t/h，為了滿足新建280 萬t/a 催化裂化裝置氣體脫硫單元所產生的富胺液，預計富胺液量348t/h。故2016年大修期間對1#溶劑再生裝置進行相應的配套改造，以滿足溶劑再生裝置的負荷要求。改造內容：310t/h 溶劑再生裝置工藝流程不變，再生塔更換23 層塔盤、溶劑儲罐新增DN250 溶劑出口；貧液加壓泵、富溶劑泵以及再生塔頂回流泵進行適應性改造，相應設計參數如下：

①設計負荷：348t/h；

②富液：其中H2S 含量約2.91%（wt）；

③酸性氣量：10490kg/h；[分子量33.7]。

2020年11月隨著天津石化煉油部產品結構升級改造項目280 萬t/a 催化裂化裝置氣體脫硫單元投產，1#溶劑再生系統加工負荷高達370t/h，初期系統運行比較平穩，未出現異常情況，且在2021年2月1#延遲焦化裝置根據生產安排進行了停運，溶劑再生負荷降至340t/h。但是1#溶劑再生系統自2021年3月10日起，開始出現再生塔頂底壓差波動現象，正常值為12kPa，波動時最高達到40kPa，尤其進入8月份后，波動頻度呈逐步增加狀態。這種波動一方面導致再生酸性氣產量大幅度波動，影響下游硫磺回收裝置平穩運行，另一方面對胺液再生效果有較大影響，造成脫硫效果差，產品質量不合格。再生塔壓差波動如圖1所示。

圖1 再生塔差壓波動趨勢圖

3 原因分析

3.1 塔內氣相負荷大，酸性氣體流量超過設計值

隨著加工原油性質的變化，3月份1#溶劑再生系統酸性氣量平均在7200Nm3/h，再生塔頂溫度處于97℃左右，低于正常溫度100℃，且貧胺液硫化氫含量波動較大，高時達到4.77g/L，嚴重影響各脫硫塔脫硫效果，導致胺脫后產品超標。在5月份催化裝置消缺過程中，再生系統處理負荷降至315t/h，酸性氣量維持在6500Nm3/h，再生塔頂溫度達到正常值100℃左右，貧胺液硫化氫含量平均在1.0g/L，再生塔壓差波動頻次減少，故氣相負荷大是其波動原因之一。

3.2 塔盤部分浮閥卡澀，氣相通過率降低

1#溶劑再生系統在2016年大修增上干氣、液化氣、貧富胺液過濾器之前，由于原料攜帶焦粉比較嚴重，導致再生塔塔盤頻繁堵塞，再生塔壓差出現波動，基本上每一年半時間需對再生塔進行一次停塔檢修。故塔盤浮閥堵塞，也是其波動重要原因。

3.3 降液板底端與受液盤上表面垂直距離過小，降低了塔內液相負荷

由于再生塔改造后，設計處理量為348t/h，結合實際運行情況未達到設計值，但塔內氣相負荷出現失衡，為解決該問題，聯系了某大學教授對該塔進行設計參數核算，發現理論上該塔處理348t/h 富液沒有問題，判斷是在2020年大修期間，更換部分降液管時，降液板底端與受液盤上表面垂直距離過小，降低了塔內液相負荷，導致其壓差波動。

4 制定方案

方案一：1#溶劑再生停塔搶修。

由于1#溶劑再生系統停運后，焦化裝置產生的干氣、液化氣及火炬氣脫硫將無胺液使用，因此整體平衡上考慮將2#溶劑再生的胺液通過系統聯通線送至1#脫硫，滿足脫硫塔正常運行的需求。

在胺液平衡方面，目前全廠貧液循環量約為992t/h，同時溶劑再生產生酸性氣約140t/h，富胺液量約為1133t/h。在正常的情況下酸性氣體的產量應基本不變。經優化，1#溶劑再生系統停工期間調整負荷短時間內可將貧氨液循環量降至885t/h，可得富胺液量應在1024t/h 左右。按照2#溶劑再生設計能力1080t/h 考慮，從負荷量上考慮2#溶劑再生系統有能力處理。

存在問題，目前1#脫硫310t/h 溶劑再生和2#脫硫再生的聯通線不具備胺液互通功能，需上報項目進行生產期間施工；除此之外，若1#再生系統停運搶修，務必要進行兩個再生系統的胺液互竄，但由于兩個再生胺液質量存在著較大差異，故存在一定安全風險。

方案二：開催化氣分裝置自備溶劑再生系統。

由于催化氣分裝置自備溶劑再生系統已經停運將近6年，若進行投用則需對設備進行全面檢修，且再生系統開起來后，會增加裝置運行成本。

方案三：由2#溶劑再生向1#催化氣分裝置進行供胺液。

催化氣分裝置使用胺液量約25t/h，停止1#溶劑再生系統提供貧胺液，改由2#溶劑再生提供，即不會對2#溶劑再生負荷造成太大影響，且系統具備互通流程，可隨時進行實施。

經過以上方案對比，決定采用方案三。

5 方案的實施

2#溶劑再生系統提前配置新鮮胺液80～100t；催化氣分貧胺液緩沖罐液位控制在30%；關閉1#溶劑再生貧胺液至催化氣分邊界閥；待催化氣分胺液緩沖罐D301 液位降到25%時，打開2#溶劑再生系統貧胺液至催化氣分閥門；催化氣分胺液緩沖罐液位恢復到45%正常控制，并持續置換系統內胺液5h；然后打開催化氣分富胺液至2#溶劑再生系統閥門，同時關閉富胺液至1#溶劑再生系統邊界閥門，最后調整操作。

6 實施效果

2021年8月底通過將催化氣分裝置貧富胺液改為2#溶劑系統提供和處理后，1#溶劑再生系統既實現了降低富液循環量的目的，同時隨著酸性氣量的減少又降低了再生塔內氣相負荷，系統運行至今，再生塔壓差一直維持在12kPa 以內，再生貧胺液硫化氫含量控制在1～1.5g/L 之間，胺脫后各產品全部合格。