在线胺液净化设备在溶剂脱硫系统的应用分析
（中国石化武汉分公司， 湖北 武汉）
[摘 要] 为解决胺液脱硫系统运行中存在的过滤器冲洗频繁、装置腐蚀、胺液发泡与损失等问题，提高胺液脱硫效率
及清洁性，在脱硫系统中增设了浙海牛环境科技有限公司胺液净化设备（加拿大进口的设备），使用一个月热稳态盐从 5.62%降到3.1%，胺液泡沫高度消泡时间比从18/16cm/s 降到3.5/5cm/s ，腐蚀速率从2.35g/(m 2h)降到0.05g/(m 2
h)，结果表明
系统内热稳态盐得到有效脱除，可使装置稳定运行。
[关键词] 胺液净化；热稳态盐；腐蚀；胺液溶剂；应用
1装置简介
胺液脱硫系统因长期运行，系统内的降解产 中石化武汉分公司 2 #
催化装置于1995年8月28 物及腐蚀产物不断累积。其中，胺液和酸性组分 反应生成的盐，如盐酸盐、硫酸盐、甲酸盐、乙 酸盐、草酸盐、硫氰酸盐与硫代亚磺酸盐等，这 部分盐不能通过加热得到再生，统称为热稳态盐 [3] （Heat Stable Salts,简称HSS ）。热稳态盐的阴离 子与胺结合，不能通过热再生方法回收溶剂胺， 于是与热稳胺盐相同摩尔数的溶剂胺被固定而不 能被有效利用，对酸性气体的吸收量随运行时间 的增加而降低，需靠不断补充新鲜溶剂弥补吸收 能力的下降。同时，因为热稳态盐的累积，使得 溶剂的腐蚀性增强，而易引起胺液发泡，影响装 置操作的稳定性。
日建成投产，具有 60万吨/年重油催化裂化炼制能 力。1999年8月装置改造后处理量达 80万吨/年， 2005年4月再次改造后处理量达 100万吨/年。产品 精制部分脱硫系统采用醇胺吸收法进行脱硫，脱 硫溶剂为复合型脱硫剂，主要组分为甲基二乙醇 胺(MDEA)。该系统对装置的干气、液态烃脱硫， 再生塔顶产生的酸性气去硫磺回收装置制硫。脱 硫系统在生产过程中先后出现了以下问题：
（1）过滤器清洗频繁。脱硫系统设置了D406 富胺液过滤器1台，使用中过滤器频繁堵塞。严重 时，过滤器投用后马上堵塞，大大增加了装置的 操作费用和操作人员的劳动强度。
2010年5月，对2催化装置胺液组成的分析表
#
明：胺液中含有浓度为 6wt%的热稳态盐，而一般 情况下胺液中热稳态盐的含量应控制在1.0 wt %以 下，表明胺液系统热稳态盐浓度偏高。为保证气 体脱硫系统的干气、液化气脱硫效果，减缓设备 腐蚀，减少胺液中的杂质，保证装置的安全平稳 （2）胺液发泡严重。装置出现胺液发泡明显 且泡沫稳定，干气、液态烃带液严重。通常采取 频繁添加消泡剂来消除胺液发泡现象。脱硫后产 品H 2S 含量波动，质量不达标（双脱处理后液化气 中H 2S ≤18mg/m 且总硫≤50mg/m ）。
3 3
运行，2催化装置脱硫系统增设了杭州金枫叶公司
# （3）脱硫设备和管线腐蚀严重。贫富液换热 器出现内漏，调节阀、降液管、浮头等均因腐蚀 变薄，甚至穿孔，给装置的安全平稳运行带来较 大隐患。
的胺液在线净化设备。
3胺液在线净化技术原理
胺液净化技术的核心是通过浅层床高效离子 交换工艺去除贫胺液中的热稳态盐 ，净化后的
[4]
2问题分析和对策
胺液返回到装置中。胺液净化设备由保安过滤器 （保护树脂）、树脂床、配碱系统、水循环系统 以及PLC 控制系统等五部分组成。其中，胺液净
经过对装置的分析和诊断，如装置和阀门等 用材评估、溶剂的挂片腐蚀试验等方法，借鉴镇 海炼化对胺液净化设备投用的经验判断 [1-2]
，出现
以上问题的重要原因是由于脱硫系统胺液中热稳 态盐累积量过多。
化设备中的配碱系统，用于配制再生树脂所用碱液的同时，回收再生过程残留于树脂床的碱液，可减少碱液用量和废液的排放；水循环系统的增设，有利于减少水的消耗和带入胺液系统的水量。设备的关键操作为胺液净化和树脂再生。整个过程由再生回收、树脂再生、碱液回收、冲洗排放、冲洗回收、胺液净化、进料置换、冲洗回收、添加碱液等步骤组成。全部由PLC程序控制，而且可根据实际情况对操作参数在触摸屏上进行适当的修正和优化。运行的重要组成部分[5] 。此次配套的胺液过滤器为三级过滤器，一级为快开手摇式袋式过滤器，过滤精度为 25微米，二级为活性炭滤芯过滤器，仅用来吸附烃类，使用寿命约为一年；三级为快开手摇式袋式过滤器，过滤精度为 10微米。该套过滤器配套使用的滤袋为标准滤袋。为增加过滤面积，每级过滤器滤袋数为 4只。根据实际情况，车间在将胺液净化设备投用前，为减少过滤的负荷和降低更换滤袋的频次，第一级过滤先用 50微米的滤袋，三级用25微米的滤袋运行了半个月。
胺液在线净化设备安装在贫液泵 P402出口的一个支线上，净化后的贫液返回胺储罐 D402，位于配套的三级过滤器之后。采用侧线运行，对溶剂再生塔出来的贫液进行净化，对主线的运行没有影响。4设备操作与参数设置
胺液净化设备设置有三个操作模式，模式的选用一般依据胺液中热稳态盐 HSS浓度的高低情况。低盐模式在热稳态盐浓度为 1%w/w左右时使用；高盐模式使用于试车和开工初期 ,这时HSS的浓度最高；中盐模式处于高低模式之间。
贫液过滤器是胺液脱硫系统保持清洁和连续
表1 不同运行模式下单个运行周期内流量参数
每个运行周期的物料流量（L）
步骤序号步骤名称
高盐
4.45
8.9 中盐
4.45
8.9
低盐
4.45
8.9
1 2 再生回收树脂再生回收碱液冲洗碱液深度冲洗水罐补水冲洗回收胺液净化进料置换添加碱液
3 12.05
7.79
9.97
12.05
3.34
106.61
11.12
1.3 1
2.05
7.79
9.97
12.05
3.34
205.56
11.12
1.3
12.05
7.79
9.97
12.05
3.34
414.46
11.12
1.3
4
5
6
7
8
9
10
单个循环运行时间（min） 3.39 5.05 8.57
单个循环里，只有未净化胺液进入设备的流量因操作模式的不同而不同，进而单个循环运行时间和HSS去除能力有所不同，其它诸如再生、冲洗等过程因树脂床装填树脂量固定因而均相同。但从过程变量的数据看，当贫液中热稳态盐浓度高时，进入装置的贫液的量相对要少一些，这是因为树脂床对HSS的去除能力和树脂的总交换容量是一定的。
设备故障现场报警，设备会根据故障报警的性质，自动选择继续运行（仅发出警报，设备不停运）或设备立即停运。主要报告项目包括贫液流量过高、过低报警；除盐水流量过高、过低报警；胺液温度过高、过低报警；除盐水温度过高、过低报警；循环时间过长报警；感应器流量感应失败报警等，可实现无人值守，全自动运行和停车。
热稳态盐的脱除能力，是衡量和表征胺液净化设备作用和功能的最主要指标。通过对进出设备贫液热稳态盐浓度进行分析，HSS浓度差与单位时间净化贫液量的乘积即为HSS去除速率。5胺液净化系统运行效果
2011年6月15日，厂家对胺液净化设备进行现场调试，期间对经过设备净化前后的胺液中热稳态盐含量进行采样分析（每间隔一小时采集一个
样品）。从分析数据看，净化前胺液中 HSS含量
为5.62%，净化后HSS含量平均为3.2%，设备每小
时脱除HSS量达到14.5kg，优于协议规定的每小时
11kg，设备投入正常运行， 8月底通过了设备性能
标定。
根据装置的规模与热稳态盐浓度情况，正常
开车后， 6、7月份胺液净化设备选择在中盐模式
下运行了 8000多个周期，运行过程中没有出现故
障和报警。化验室对净化设备前后的贫胺液每周
采一次样，对贫液中HSS浓度进行跟踪测试，半个
月内热稳态盐浓度从5.62%降到了3.1%，HSS浓度
分析结果记录如图1所示。
图1 胺液净化设备净化前后贫液HSS浓度变化情况胺液净化设备投用后，胺液净化装置总体运等问题有了很大缓解。胺液净化设备投用前后对
比见表2。
行平稳，脱硫系统的胺液发泡、固体杂质含量高
表2 胺液净化设备投用前后对比
项目单位胺液净化设备投用前胺液净化设备投用后
外观及颗粒情况肉眼观察
cm/s 墨绿色，浑浊、有悬浮物橙黄色，澄清、无悬浮物
泡沫高度/消泡时间精制干气硫化氢含量脱硫后烃中硫化氢含量脱硫后烃中总硫含量腐蚀速率（重量计）
18/16
50-100
8-10
3.5/5
5-10
<3
ppm
ppm
mg/Nm 3 200-300
2.35
<100
0.05 g/（mh）
2
值得注意的是，胺液净化设备在使用过程中，未净化的胺液经过设备脱 HSS后，会有部分胺液黏附在树脂床内，为避免该部分胺液的损耗或进入到污水中，设备设置了冲洗步骤，该冲洗水会进入胺液系统。中盐模式下每天有约 3吨水进入胺系统，低盐模式下每天有约 1.8吨水进入胺系统。为减少和有计划的控制设备带水量，建议程序中增加暂停步骤，这样可通过调节循环间隔暂停的时间来控制每小时的循环量，在HSS浓度降到低水平时，仍可实现设备24小时连续运行，不需停运或间歇性开启设备。
（3）在条件允许时，应尽量连续投用设备以达到系统将 HSS浓度控制在 1%的水平，对降低腐蚀、发泡及减少胺液补充量均有积极作用。
（4）建议程序中增加暂停步骤，可以手动调节每个循环间暂停的时间，用来调节设备每小时运行的循环数，进而控制冲洗时带入系统的水量。
6结论
（1）胺液净化设备实现了全自动操作，设备运行平稳，操作人员劳动强度低。
（2）胺液净化系统能有效降低胺液中热稳态盐和固体悬浮物杂质的含量，缓解了胺液发泡现象，可有效提高干气、液态烃质量和缓解带液现象，降低了设备腐蚀，有利于装置长周期运行。