MDEA溶剂再生塔再沸器的正确选择及安装
时间:2015-12-03 阅读:494
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用甲基二乙醇胺(MDEA)溶液从气体中选择性地脱除H2S的技术自上世纪70年代工业应用以来,经过几十年的发展目前在炼油等等业中得到了广 泛的应用。炼油行业中主要用于干气脱硫、液化气脱硫等,近年来随着清洁燃料对脱硫要求的不断提高,用该工艺对炼厂的汽油加氢装置、柴油加氢装置等的循环氢 脱硫的比例也在逐年地增加。MDEA溶剂脱硫及再生装置已成为了炼油厂的标准配置。
目前各炼厂的MDEA溶剂再生装置大都单独设置,这样即可以集中再生各溶剂脱硫装置的富溶剂,提高装置的规模,又可以将再生装置靠近硫磺回收装置布置,以降低再生塔顶酸性气的外输压降。
综观国内前期设计的MDEA溶剂再生装置,再沸器大都选择BJS的换热器,安装方法和常规分馏塔无异。这并非好的佳装置设计。正确地选择再沸器的形式和安装方法,将会降低MDEA溶剂的消耗,保持溶剂的质量,提高装置的运行周期。
1相关工艺介绍
(1)经典工艺流程富胺液换热后,首先经富液闪蒸罐闪蒸,去除部分轻烃,然后升压、与再生塔底贫胺液换热升温至98℃左右,进再生塔顶部。含有 酸性气的富胺液在再生塔内解吸,使富胺液得到再生。解析出的酸性气在塔顶经冷却、分液后,送硫磺回收装置处理。再沸器作为热源,为酸性气的解吸过程提供热 量,塔底温度一般在125℃左右。再生后的塔底贫胺液,经换热回收能量后供(各)脱硫装置循环使用。
(2)MDEA的特点及脱硫原理分子式为CH3-N(CHE2CH2OH)2,分子量119.2。一定条件下,对硫化氢等酸性气体有很强的吸收 能力,而且反应热小,解吸温度低,无毒不降解。在较低温度下(20℃~40℃)下吸收,在较高温度下(>105℃)解吸。加压和低温利于吸收,减压 和高温利于再生。
MDEA易热解,为了防止溶剂热分解,再生温度通常在125℃左右,加热介质(通常为蒸汽)的温度一般控制不高于148℃。
2胺液再生塔再沸器安装高度的正确选择
常规MDEA溶剂再生塔大都采用BJS型卧式热虹吸式再沸器。对于该型再沸器,塔底液体经再沸器加热后部分气化,再沸器前后物料产生了密度差, 由此提供再沸器物料系统循环的推动力。塔底液位与再沸器安装位置的高差越大,该系统的循环推动力越大。在国内的该类装置设计中,大都选择较大的安装高差来 保证系统运行的稳定。
为了降低再沸器的操作负荷,节约降耗,MDEA溶剂再生塔的操作压力越低越好,一般由酸性气的输送要求确定,国内装置多在0.1MPa(g)左 右。在溶剂再生装置距离硫磺装置较远时,为了满足长距离输送酸性气的要求,再生塔的操作压力要适当提高。本文的相关计算均按高塔压0.15MPa(g)的 苛刻工况考虑。该工况下的塔底平衡温度为132℃。按MDEA加热介质zui高温度148℃,使用常规的BJS再沸器考虑,用ProII软件进行模拟,得到了 再沸器安装高差与再沸器泡点温度,以及再沸器对数平均温差的数据
3胺液再生塔再沸器的选型及安装
从以上的分析可知,MDEA再生塔再沸器与塔底液位zui合理的安装位置是没有高差。采用釜式再沸器,安装在塔底液位之上,可有效解决上述的问题。
采用釜式再沸器时,再生塔无论是浮阀或填料式,均需在塔底液位之上设置适当的集液箱(器)。
由于釜式再沸器的传热系数远低于常规BJS式,再沸器尺寸偏大。经过模拟、实践,在塔径不大于1800mm时一台釜式再沸器能够满足生产要求。 对于更大塔径的装置,就需要设置两台釜式再沸器来增加对全塔的供热。这种情况下对于浮阀塔,可用采用双溢流塔盘,在底层对称布置双集液箱(器),以满足两 台再沸器的配置要求。对于填料塔,也需要设置双集液箱(器)。
总结:
因MDEA加热介质zui高温度为148℃,与胺液间的温差被固定在很小的范围内,从而限制了再沸器的选型和安装。选择釜式再沸器配合本文介绍的正确安装方式,可有效缓解MDEA溶剂的热分解,从而降低溶剂消耗,保持溶剂质量,延长生产周期。
由于该工况非常*,在溶剂再生装置应用很广的炼油系统很难找到类似的工况,因此溶剂再生塔再沸器的选型及安装方法不具有普遍性,不适用于其他装置及系统的设计。
为了更好地说明MDEA溶剂再生塔再沸器的安装和选型,本文模拟计算使用的是MDEA溶剂再生塔远离硫磺装置布置的操作条件,常规操作中请慎用。