降低MDEA脫碳系統(tǒng)損耗的優(yōu)化

翟樹玙

摘要：經(jīng)過對(duì)影響再生塔頂放空MDEA溶液消耗因素進(jìn)行分析并制定相應(yīng)對(duì)策，削減不利因素的影響，通過不斷完善和整改實(shí)施措施，在保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行的情況下，有效的減少了再生塔頂MDEA溶液的噴濺，并通過回收噴出的MDEA溶液再利用。降低脫碳系統(tǒng)MDEA溶液消耗量95%，蒸餾水94%。

關(guān)鍵詞：MDRA； 脫碳； 損耗優(yōu)化

1. 引言

MDEA又稱N-甲基二乙醇胺，MDEA法脫碳技術(shù)是利用活化MDEA水溶液在高壓常溫將天然氣或合成氣中的二氧化碳吸收，并在降壓和升溫的情況下，二氧化碳又從溶液中解吸出來，同時(shí)溶液得到再生[1]。我公司鄂爾多斯項(xiàng)目部圖克撬裝液化站日處理量3萬方井口氣，采用MDEA配方溶液脫除原料氣中的二氧化碳，MDEA溶液在吸收塔和再生塔之間循環(huán)再生，二氧化碳自再生塔頂放空，同時(shí)一部分MDEA溶液隨氣體從再生塔頂放空，同時(shí)存在霧沫夾帶，導(dǎo)致MDEA溶液損失量過大[2， 3]。為了減少排放，降低環(huán)境污染，并降低MDEA溶液消耗量，減小成本投入，如何減少脫碳系統(tǒng)MDEA損耗并提升其回收率就成為值得研究的問題。

2. MDEA脫碳系統(tǒng)損耗大的原因

為了減少M(fèi)DEA溶液的損耗及對(duì)設(shè)備表面的腐蝕，減小對(duì)地面環(huán)境的污染，我們對(duì)上述問題進(jìn)行了調(diào)查分析。通過改變導(dǎo)熱油加熱溫度來獲得各溫度下再生塔內(nèi)部溫度變化和壓力變化我們可以得出如下結(jié)論：當(dāng)再生塔底部溫度上升時(shí)，再生塔頂部溫度和塔壓也是同步上升的。由于我們的再生塔頂放空閥是程控控制的氣動(dòng)閥，排放壓力為70 Kpa，所以溫度越高，頂部放空就越頻繁。當(dāng)再生塔底部溫度降低至水沸點(diǎn)以下時(shí)，塔頂溫度隨之下降，塔頂壓力也幾乎不會(huì)達(dá)到塔頂放空閥的開啟壓力，再生塔處于不放空的狀態(tài)。

由于再生塔頂放空是脫碳系統(tǒng)排放出酸氣的重要途徑，所以必須保證一定的放空量讓酸氣排出，否則就會(huì)影響整體的脫碳質(zhì)量，給后續(xù)單元造成嚴(yán)重的后果。而塔頂隨酸氣夾帶出的MDEA溶液始終處于放噴狀態(tài)，得不到有效的回收利用。

通過與他人討論，我們找出了找出了影響再生塔頂放空MDEA溶液消耗的各個(gè)因素。從影響程度、可控制性、實(shí)施難度等方面逐一進(jìn)行了分析、驗(yàn)證，確認(rèn)要因是塔頂防控設(shè)計(jì)不合理、導(dǎo)熱油溫度變化和操作不規(guī)范。

3. 降低MDEA脫碳系統(tǒng)損耗的優(yōu)化

3.1 調(diào)整導(dǎo)熱油溫度觀察再生塔頂放空狀況以及脫碳效果

撬裝LNG站的脫碳標(biāo)準(zhǔn)是≯50 ppm，所以我們使用QGS-08C型紅外線氣體分析器來測(cè)定原料氣中CO2的含量，并保證在調(diào)整導(dǎo)熱油溫度的同時(shí)，實(shí)施環(huán)境是氣體分析儀上檢測(cè)的CO2含量始終小于50 ppm的環(huán)境。我們知道高溫、低壓的環(huán)境利于再生塔的再生，所以導(dǎo)熱油溫度越高，再生塔底溫、頂溫越高，塔起壓越快，塔頂放空次數(shù)和強(qiáng)度越高，再生效果越好。

圖克站海拔大約是1000米左右，水的沸點(diǎn)為97 ℃左右，從中可以看出，當(dāng)再生塔底溫度達(dá)不到水的沸點(diǎn)時(shí)，再生塔頂壓力很低，幾乎達(dá)不到放空要求，于是酸氣積累，造成原料氣CO2含量高于標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)再生塔底溫度略高于水沸點(diǎn)時(shí)，塔壓開始逐漸上升，塔頂放空閥隨之開啟，并隨著塔溫塔壓升高開啟頻率同步升高，二氧化碳檢測(cè)儀顯示的CO2含量也越來越低。因此，為避免放空次數(shù)過多造成放空氣夾帶MDEA溶液噴出，應(yīng)適當(dāng)降低導(dǎo)熱油溫度，即降低再生塔溫度，減少塔頂放空閥的開啟頻率。

3.2重新布局塔頂放空系統(tǒng)，加裝除沫裝置

由于塔頂冷凝器并不能完全阻止放空氣夾帶液體排出，而再生塔頂本身需不斷排出從富液中解吸的二氧化碳，所以我們?cè)谒敺趴臻y后加裝簡(jiǎn)易的二次分離器，分離器內(nèi)填充高密度鋼絲球捕霧網(wǎng)，上端設(shè)阻火器。為避免噴液或胺液下流不及時(shí)造成堵塞過濾器，我們?cè)谶^濾器下部連接出一導(dǎo)管直接向下斜通至富液槽內(nèi)，將夾帶的冷凝水及胺液從斜管中直接流入富液槽內(nèi)。

如此加裝過濾器后，即使再生塔頂放空閥全開后，也只有極少的液體會(huì)隨著氣體被帶出，大部分的水和胺液都會(huì)從斜管直接流至富液槽（富液槽為常壓閃蒸罐，無壓阻），胺液的損耗量非常小。同時(shí)塔頂大量的高溫冷凝水和胺液從二次分離器斜管進(jìn)入富液槽內(nèi)，提升了富液槽內(nèi)的整體溫度。我們知道閃蒸罐（本站稱為富液槽）的主體作用是閃蒸出胺液中溶解的烴類，壓力越低、溫度越高，閃蒸效果越好，提高了富液槽的溫度也就從胺液中解吸出了更多的烴，使MDEA溶液發(fā)泡幾率也進(jìn)一步降低。

3.3 重新設(shè)定再生塔的壓力

再生塔的壓力降低有利于再生，但是如果壓力設(shè)定過低，會(huì)導(dǎo)致大量的氣相揮發(fā)，氣相會(huì)帶出部分胺液，從而造成胺液損失。所以在滿足二氧化碳合格情況下，盡量減少再生塔的設(shè)定壓力，會(huì)減少胺液的損耗量。

3.4制定操作規(guī)程

根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們制作了詳細(xì)的操作規(guī)程：《脫碳再生塔操作規(guī)范》，并要求中控室和現(xiàn)場(chǎng)人員配合操作，保證人員操作的精準(zhǔn)性、及時(shí)性。為了保證再生效果達(dá)標(biāo)，再生塔底溫應(yīng)至少略高于水沸點(diǎn)才可以，一般控制在100-110 ℃之間，塔頂溫度控制在20-30 ℃之間，塔壓采用程控控制，設(shè)定值在70 KPa左右。

4. 結(jié)語

通過對(duì)影響再生塔頂放空MDEA溶液消耗因素進(jìn)行分析并制定相應(yīng)對(duì)策，削減不利因素的影響，通過不斷完善和整改實(shí)施措施，在保證裝置平穩(wěn)運(yùn)行的情況下，有效的減少了再生塔頂MDEA溶液的噴濺，并通過回收噴出的MDEA溶液再利用，達(dá)到了本次活動(dòng)的預(yù)期效果?；顒?dòng)實(shí)施前MDEA消耗量為每月400 L，稀釋用蒸餾水1600 L。通過后期現(xiàn)場(chǎng)勘查，平均每月補(bǔ)充MDEA溶液僅20 L，蒸餾水100 L。降低脫碳系統(tǒng)MDEA溶液消耗量95%，蒸餾水94%。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李韶忠. 改良MDEA脫碳工業(yè)應(yīng)用報(bào)告[J]. 化肥設(shè)計(jì)， 1998（5）：34-35.

[2] 楊躍. MDEA脫碳系統(tǒng)生產(chǎn)中的問題及優(yōu)化[J]. 化工設(shè)計(jì)通訊， 2011， 37（2）：38-39.

[3] 胡志忠. MDEA脫碳系統(tǒng)存在的問題及處理措施[J]. 化肥工業(yè)， 2014， 41（2）：48-49.