甲基二乙醇胺溶劑的損耗原理與降耗措施

李艷武，姜野，趙寶超，張智

（遠(yuǎn)東頁巖煉化有限責(zé)任公司，遼寧 撫順 113015）

甲基二乙醇胺溶劑的損耗原理與降耗措施

李艷武，姜野，趙寶超，張智

（遠(yuǎn)東頁巖煉化有限責(zé)任公司，遼寧 撫順 113015）

介紹了甲基二乙醇胺的性質(zhì)及用途，闡明了甲基二乙醇胺在煉油廠脫硫中的損耗原理，提出了降低甲基二乙醇胺損耗方法和控制措施，得出了物理損耗占主導(dǎo)地位的結(jié)論。

甲基二乙醇胺；MDEA；損耗點(diǎn)；控制措施；溶劑再生

甲基二乙醇胺（MDEA）屬于叔胺化合物，容易與H2S結(jié)合而將其脫除，叔胺與CO2反應(yīng)性較差，只有CO2與水反應(yīng)后，叔胺才能與之進(jìn)行反應(yīng)將CO2實(shí)現(xiàn)部分脫除，因此，以MDEA為主要成分的脫硫劑具有良好的選擇性，MDEA的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在使溶劑再生塔中得到的酸性氣中H2S含量提高，提高了硫磺回收率，減少了環(huán)境的污染。

MDEA溶液能夠選擇性地脫除H2S，在節(jié)能和經(jīng)濟(jì)上效果顯著，MDEA已成為現(xiàn)代煉油廠脫硫的首選，煉油廠中的MDEA以水溶液狀態(tài)工作，濃度為25%～30%。一般情況下，要加入消泡劑和其它助劑使用［1～3］。

1 甲基二乙醇胺的損耗原理

MDEA是Fluor公司開發(fā)的新型脫硫溶劑，由于MDEA對H2S具有較高的選擇性和較低的能耗，廣泛應(yīng)用于天然氣、煉油廠氣的脫硫過程。在胺法脫硫工藝中，造成MDEA溶劑損耗的因素有化學(xué)損耗和物理損耗。

1.1 化學(xué)損耗

化學(xué)損耗含降解和成鹽，降解就是MDEA通過化學(xué)途徑，通過分解或氧化成其他化學(xué)物質(zhì)，使得MDEA的化學(xué)數(shù)量減少。成鹽是MDEA與強(qiáng)酸生成的熱穩(wěn)定性鹽，無法實(shí)現(xiàn)再生，最終損耗在物理過程中，導(dǎo)致MDEA的化學(xué)數(shù)量減少［4］。

1.1.1 降解損耗MDEA具有一定的氧化穩(wěn)定性，在常溫常壓下，生成甲酸、乙酸、二甲胺基乙醇、乙二醇、乙醛酸的可能性很小，但是經(jīng)過長期的循環(huán)積累過程中，MDEA數(shù)量上的損耗還是非?？捎^的，有人在使用了1 a的甲基二乙醇胺循環(huán)液中，檢測到了上述化學(xué)物質(zhì)，證明MDEA確實(shí)存在一定程度的化學(xué)降解［5］。

1.1.2 成鹽損耗MDEA在與比硫化氫酸性更強(qiáng)的酸（例如氫氰酸、二氧化硫等）所生成的鹽，熱穩(wěn)定性非常強(qiáng)，結(jié)果就是成鹽的MDEA無法經(jīng)溶劑再生塔實(shí)現(xiàn)再生。

MDEA降解成甲酸、乙酸、乙醛酸等強(qiáng)酸，不僅直接損耗了MDEA，而且這些強(qiáng)酸回過頭來又與MDEA生成熱穩(wěn)定性的鹽，使MDEA無法再生，造成了MDEA的二次損耗。由于這些物質(zhì)在溶液中積累到一定程度后，會(huì)改變?nèi)芤何锢砘瘜W(xué)性質(zhì)，從而造成溶液起泡，而且在再生過程中無法分解，造成MDEA的損耗。

MDEA成鹽損耗比降解損耗大得多，原因是煉油廠生產(chǎn)工藝中源源不斷地產(chǎn)生微量的強(qiáng)酸，雖然強(qiáng)酸的比例不大，但由于煉油廠的規(guī)?；鶖?shù)大，每年損耗數(shù)量非常大，是損耗的主體。

1.2 物理損耗

MDEA的物理損耗主要包括蒸發(fā)、溶解、夾帶和跑冒滴漏4個(gè)方面。

煉油廠加工含硫原油時(shí)，要對干氣及液化氣進(jìn)行脫硫，導(dǎo)致MDEA的溶解損耗，隨著濃度上升、溫度升高及壓力下降，MDEA隨著溶解能力的增加，其損耗量隨之增加。

夾帶損耗存在2種情形:（1）氣液分離過程的氣體夾帶；（2）液液分離過程的液體夾帶，氣體夾帶的胺液損耗非常有限，液體夾帶的胺量一般要高于氣體。生產(chǎn)操作過程中要嚴(yán)格控制兩相的流動(dòng)速度，設(shè)計(jì)中在出口處設(shè)置水洗罐可顯著回收夾帶的胺液，可有效降低MDEA溶解損耗。

2 主要損耗及控制措施

脫硫系統(tǒng)內(nèi)的MDEA損耗集中在富胺液閃蒸罐、溶劑再生塔、胺液過濾器和尾氣加氫反應(yīng)器。

2.1 富胺液閃蒸罐

富胺液閃蒸罐的目的是將富胺液的輕烴閃蒸出去，為了保證輕烴去除的徹底性，肯定要損耗部分MDEA，MDEA在富胺液閃蒸罐的損耗主要在蒸發(fā)和夾帶2個(gè)方面。

減少富胺液閃蒸罐的蒸發(fā)和夾帶，嚴(yán)格控制閃蒸罐的溫度，壓力和氣化速度，同時(shí)通過調(diào)節(jié)再沸器蒸汽閥，合理控制再沸器的供給熱量，保證氣流的線速在合理的范圍內(nèi)，在保證富胺液閃蒸罐能力的前提下，減少M(fèi)DEA的蒸發(fā)和夾帶損耗。

2.2 溶劑再生塔

MDEA在溶劑再生塔中的損耗主要在蒸發(fā)上。正常操作時(shí)，溶劑再生塔頂?shù)牟荒龤獾姆趴湛隙〞?huì)帶走微量的MDEA，需要嚴(yán)格控制塔頂氣體的流量，塔頂氣體的流量取決于塔底的氣化速度，需要控制再沸器蒸汽閥門的開度，嚴(yán)格控制塔頂溫度和冷凝效果，保證蒸發(fā)出的MDEA冷卻徹底，減少M(fèi)DEA的蒸發(fā)損耗。

2.3 胺液過濾器

在MDEA循環(huán)液的流程中設(shè)置貧、富胺液過濾器，用以去除MDEA循環(huán)液中熱穩(wěn)定的不溶鹽。過濾選用的精度越高，過濾效果越好，MDEA的損耗量就越小，對應(yīng)下的過濾器的壓降就越大，動(dòng)力消耗越高?？茖W(xué)合理地選擇過濾精度，以保證MDEA循環(huán)液的質(zhì)量的同時(shí)，盡量降低動(dòng)力消耗，一般選擇的過濾精度為5 μm。

在過濾過程中，在濾除不溶鹽的同時(shí)，損耗了一部分MDEA循環(huán)液，正常情況下，損耗的MDEA循環(huán)液量為固體廢渣的1.0～1.5倍。

2.4 尾氣加氫反應(yīng)器

在尾氣加氫過程中，MDEA的損耗量受加氫效果的影響很大，如果加氫反應(yīng)不完全，殘留的二氧化硫過大，就要消耗大量的MDEA，原因是二氧化硫與MDEA生成了熱穩(wěn)定性的鹽，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)MDEA的再生。

由此可知，尾氣加氫反應(yīng)器必須選擇高活性加氫催化劑，以保證尾氣加氫的效果，有效降低MDEA的損耗。

3 結(jié)論

（1）甲基二乙醇胺的損耗分為物理損耗和化學(xué)損耗，物理損耗占主導(dǎo)地位，MDEA的物理損耗主要體現(xiàn)在蒸發(fā)、溶解、夾帶和跑冒滴漏4個(gè)方面。（2）甲基二乙醇胺的損耗受操作效果的影響非常大，裝置的平穩(wěn)操作，能夠有效地降低MDEA的損耗。（3）硫磺尾氣加氫裝置的脫硫是甲基二乙醇胺的主要損耗點(diǎn)，提高尾氣加氫反應(yīng)的效果，不僅有利于環(huán)保，而且能夠有效地降低MDEA的損耗。

［1］吳國良，王開岳.關(guān)于N-甲基二乙醇胺法脫硫工藝的探討［J］.精細(xì)石油化工，2004（6）:37-40.

［2］楊岸冰.甲基二乙醇胺液消泡劑的工業(yè)應(yīng)用［J］.煉油與化工，2007（3）:34-35.

［3］魏志強(qiáng)，張冰劍.溶劑再生裝置模擬分析與用能改進(jìn)［J］.石油煉制與化工，2011（7）:61-66.

［4］常宏崗.甲基二乙醇胺的合成和應(yīng)用［J］.四川化工，1992（1）:40-42.

［5］焦文霞.MDEA在氣體凈化領(lǐng)域的應(yīng)用［J］.河南化工，2003（8）:8-10.

Loss principle and consumption reduction measures of methyldiethanolamine solvent

Li Yanwu，Jiang Ye，Zhao Baochao，Zhang Zhi
（Fareast Shale Refining&Chemical LLC，F(xiàn)ushun 113015，China）

TThis paper introduced the properties and applications of methyldiethanolamine,expounded the loss principle of methyldiethanolamineinoilrefinerydesulfurization,proposedthemethodandcontrolmeasuresforreductionof methyldiethanolamine loss point,and obtained the conclusion that the physical loss is predominant.

methyldiethanolamine;MDEA;loss point;control measure;solvent regeneration

TQ013

：B

：1671-4962（2017）03-0023-02

2016-12-06

李艷武，男，工程師，碩士，2010年畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)反應(yīng)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事化工生產(chǎn)技術(shù)工作。