一种降低醇胺脱硫化氢系统设备腐蚀的工业装置及应用方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种降低醇胺脱H2S系统设备腐蚀的工业装置及应用方法。醇胺贫胺液引出端口经贫胺液进料管线连接流量计、流量计连接过滤器、过滤器连接阴离子树脂交换塔、阴离子树脂交换塔经净化胺液出料管线连接原醇胺脱H2S装置的溶剂缓冲罐。从原醇胺脱H2S装置的醇胺贫溶液循环泵后的引出端口引出贫胺液，经贫胺液进料管线进入流量计、再进入过滤器滤除贫胺液中固体杂质和胶质，进入阴离子树脂交换塔净化，脱除腐蚀性阴离子，净化后的贫胺液经净化胺液出料返回原醇胺脱H2S装置的溶剂缓冲罐，依靠原醇胺脱H2S系统的压力差运行，不新增泵等动力设备，不增加动力消耗。降低醇胺液损失量和水洗水带入量，防止醇胺液稀释影响脱硫效果。

An Industrial Device and Application Method for Reducing Equipment Corrosion in Alcohol Amine Desulfurization System

The invention relates to an industrial device and an application method for reducing equipment corrosion of an alcohol amine deH2S system. The outlet port of alkanolamine lean amine liquid is connected with flowmeter, flowmeter, filter, anion resin exchange tower and solvent buffer tank of original alkanolamine H2S removal unit by purified amine liquid outlet pipeline. The dilute amine solution is drawn from the outlet of the circulating pump after the dilute alcohol amine solution of the original alcohol amine deH2S unit. The dilute amine solution is fed into the flowmeter through the feed pipeline of the dilute amine solution and then filtered into the filter to remove the solid impurities and colloids in the dilute amine solution. The dilute amine solution is purified by the anion resin exchange tower to remove corrosive anions. The purified dilute amine solution is returned to the solvent buffer tank of the original alcohol amine deH2S unit. Depending on the pressure difference of the original alcohol amine deH2S system, no new power equipment such as pumps is added, and no power consumption is increased. Reduce the loss of ethanolamine solution and the entrance of washing water, and prevent the dilution of ethanolamine solution from affecting the desulfurization effect.

【技术实现步骤摘要】
一种降低醇胺脱硫化氢系统设备腐蚀的工业装置及应用方法
本专利技术涉及一种降低醇胺脱硫化氢(H2S)系统设备腐蚀的工业装置及应用方法，更具体地说涉及一种用阴离子交换树脂脱除醇胺溶液中热稳盐，降低醇胺溶液对醇胺脱H2S系统设备腐蚀的工业装置及应用方法。
技术介绍
炼油厂中的干气、液化气，不同程度地含有H2S等硫化物，不管是作为燃料还是作为化工原料，都需要进行脱硫。气体脱硫分为干法脱硫和湿法脱硫两大类。干法脱硫主要用于需要较高脱硫率的场合，常用的有氧化锌脱硫法、活性炭吸附法；湿法脱硫最普遍使用的为醇胺法脱硫，原料气中的硫化氢和二氧化碳在低温下与醇胺溶剂进行化学反应，生成溶于水的不稳定的络和物，使液态烃得以净化，而这种络和物又在高温下分解，使溶剂得以再生，我国炼厂气脱硫绝大多数采用湿法脱硫。用于炼厂气脱除硫化氢的醇胺类物质主要有二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)以及N-甲基二乙醇胺(MDEA)。其中N-甲基二乙醇胺(MDEA)相对于其它醇胺类，具有对H2S选择性吸收效果好，胺热稳定性好，再生温度低(再生塔底再沸器出口温度一般在125℃左右，加热介质为减温后的蒸汽，温度控制在≯143℃)，能耗低，可进一步减缓MDEA的热降解等优点，成为首选脱硫剂。液化气自催化裂化装置由泵送至液化气脱硫抽提塔，用30％左右的MDEA溶液进行抽提，塔顶脱除H2S后的液化气送至液化气脱硫醇装置。干气来自催化裂化装置或延迟焦化装置，经干气冷却器、干气分液罐分液后，进入干气脱硫塔，与30％左右的MDEA溶液逆向接触，干气中的H2S和部分CO2被溶剂吸收，塔顶净化干气经分液后送至下游变压吸附制氢装置或工厂燃料气管网。液化气脱硫抽提塔底和干气脱硫塔底的富液合并，与贫液换热后进入富液闪蒸罐，闪蒸出大部分溶解烃后，再进入再生塔，再生塔底重沸器由0.4MPa蒸汽供热，塔顶汽经冷凝分离后，酸性气送至硫磺回收装置，塔底贫液经换热、冷却后进入溶剂缓冲罐，由溶剂循环泵送至液化气脱硫抽提塔和干气脱硫塔循环使用；溶剂循环泵出口设置溶剂过滤器(粗过滤)、活性炭过滤器和袋式过滤器串联使用，10％左右的溶剂经过滤后返回溶剂缓冲罐，以除去溶剂中的杂质。H2S、CO2与胺液形成相对较弱的盐在加热时可分解，即胺液可通过加热来再生。原料中其它酸性组分与胺液生成的盐在加热时不会分解，不能通过加热再生胺液，这类盐统称为热稳盐(HSS)。原料中的酸性组分与胺液结合形成HSS的情况有：(1)原料气中SO2、CN-和氯，在胺液中反应生成硫酸盐、硫代硫酸盐或硫氰酸盐、盐酸盐；(2)原料气中CN-能直接水解为甲酸；(3)原料气中的氧从胺液中析出形成降解物、甲酸盐和乙酸盐；(4)原料气中CO在碱性环境中直接反应生成甲酸，同时CO还与胺液反应直接生成甲酰胺。氯离子、硫酸根、硫氰酸根和草酸根能形成相对稳定的盐，在加热时基本不会分解；甲酸盐、乙酸盐和硫代亚磺酸盐在胺液再生工况条件下不会分解，而在重沸器中可能会发生部分分解，从而造成气相区域的化学腐蚀。醇胺液中热稳盐累积，给醇胺脱硫H2S装置运行带来一系列不良影响：(1)装置腐蚀严重，再生塔重沸器富液返回管对面塔壁、溶剂再生塔下部、贫富胺液换热器、贫胺液冷却器管束、贫胺液泵等均出现明显的腐蚀泄漏，严重时被迫停车抢修，影响醇胺脱H2S装置及相关装置的长周期平稳运行。(2)溶剂消耗量增加。设备腐蚀造成胺液中杂质增加，致使运行后的溶剂颜色变深(呈深褐色)，有效浓度降低，抽提效率下降，胺液发泡流失加剧，为保证产品质量，除不断离线再生贫液外，还向系统补充大量新鲜溶剂，大大增加了操作成本。(3)醇胺液系统不溶性杂质多，过滤器频频堵塞，胺液系统结垢。(4)脱硫后液化气、干气中的含量严重超标，液化气中H2S含量达到200～300mg/m3。(控制指标20mg/m3)，干气中H2S含量平均为1000mg/m3左右，最高时可达21000mg/m3(控制指标20mg/m3)，严重影响下游装置操作和成品出厂。为解决脱硫醇胺液中热稳盐累积带来的问题，一般采用离子交换树脂法脱除其中的热稳盐。CN2699985y公开了一种气体脱硫装置脱硫胺液净化复活装置，该装置采用3A或5A分子筛、弱碱树脂二级组合吸附脱除降解产物和热稳盐。但该技术存在分子筛再生操作成本高，因为胺液呈碱性，碱性环境下采用弱碱性树脂对酸性阴离子的脱除效果差等问题。CN101104134A公开了一种脱除热稳盐的方法，该方法采用大孔弱碱性树脂做吸附剂，只是采用了直径较小的阴离子交换树脂，因此同样存在碱性环境下对胺液中酸性阴离子脱除效果差的问题。专利US4170628公开了一种选用氢氧根型强碱性阴离子交换树脂来处理胺液的方法，可以有效脱除胺液中的热稳盐，选择性好，碱液消耗和产生的废液少，由于干气、液化气夹带的轻烃(凝缩油)、柴油等组分，致使胺液中夹带有机烃类杂质，容易造成树脂污染，而强碱性阴离子交换树脂不耐有机污染。为了解决胺液中夹带有机物造成强碱型树脂污染和再生效果差的问题，专利USP6245128采用强碱性阴离子交换树脂脱除热稳盐，再生时先将树脂床层中的胺液赶净，再用7～15％的氯化钠溶液除去吸附在树脂上的热稳盐阴离子，然后再赶净树脂床层中的氯化钠溶液后，用5～10％的氢氧化钠将树脂转化为氢氧型，树脂再生过程繁琐。专利CN1733355采用强碱性阴树脂处理胺液中的热稳盐，树脂用氢氧化钠再生，每50～100循环采用氯化钠和氢氧化钠对树脂进行一次复苏，树脂交换容量可以维持在新鲜树脂的60～70％。CN100333823C亦采用强碱性阴树脂处理胺液中的热稳盐，树脂用氢氧化钠一步再生，定期用氯化钠和氢氧化钠对树脂进行一次复苏。CN1102989529A用质量浓度5～7％的Na2SO4和8～10％的NaOH的混合液对树脂进行浸泡，以除去离子交换树脂中的有机物，用NaOH溶液对离子交换树脂进行再生。专利US4970344、US5045291和US5268155都采用阴离子树脂床和阳离子树脂床来净化胺液，阴离子树脂床脱除热稳盐，阳离子树脂床脱除钠离子等阳离子，但阴树脂与阳树脂再生条件不同，再生操作相对麻烦。CN102815820A公开了一种脱出烟气脱硫溶液中SO42-、Cl-的装置及工艺，主要设备包括溶液过滤器、活性炭吸附槽、除碳过滤器、树脂交换罐。采用活性炭去除脱硫溶液中的油类、硅、钙铁和铝，用除碳过滤器去除脱硫溶液中夹带的活性炭，然后采用大孔弱碱型丙烯酸系树脂脱除脱硫溶液中的SO42-、Cl-。由于吸附油类的活性炭粉较粘稠，极易堵塞过滤器，给工业应用带来不便。专利CN102815819A公开了一种低损耗的脱硫溶液净化工艺，与CN102815820A一样采用活性炭去除脱硫溶液中的油类、硅、钙铁和铝，树脂塔中装填大孔弱碱丙烯酸系树脂或类似的碱性树脂，用压缩气体吹扫和水洗过程以回收离子交换树脂夹带的脱硫溶液，1～2体积的水洗水直接回到脱硫系统，设置循环槽和动力系统，将2～3倍树脂体积的水洗水循环，增加了投资和运行成本，树脂净化过程采用下进上出，再生过程采用上进下出，不利于树脂再生，大孔弱碱性树脂工作范围1-12，在较强的碱性环境下脱除阴离子效果差，醇胺溶液碱性较强，因此用大孔弱碱丙烯酸系树脂或类似的碱性树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低醇胺脱H2S系统设备腐蚀的工业装置，其特征在于使用的工业应用装置包括：醇胺贫溶液循环泵后的胺液引出端口经贫胺液进料管线(4)连接流量计(1)、流量计(1)连接过滤器(2)、过滤器(2)连接阴离子树脂交换塔(3)、阴离子树脂交换塔(3)经净化胺液出料管线(5)连接原醇胺脱H2S装置的溶剂缓冲罐；来自原醇胺脱H2S系统的软水和碱液通过软水进水管线(6)和碱液进料管线(7)进入阴离子树脂塔交换(3)，对其中的阴离子交换树脂进行逆向再生，废碱液和废水通过废液出料管线(8)进入废液处理系统或进入焦化装置进行废水利用；来自原醇胺脱H2S系统的N2通过N2进气管线(9)进入阴离子树脂交换塔(3)，在树脂再生前对其进行逆向吹扫，回收醇胺溶液，回收的醇胺溶液通过N2出气管线(10)进入原装置的地下溶剂罐，N2通过原地下溶剂罐的管线放空或进入火炬系统。

【技术特征摘要】
1.一种降低醇胺脱H2S系统设备腐蚀的工业装置，其特征在于使用的工业应用装置包括：醇胺贫溶液循环泵后的胺液引出端口经贫胺液进料管线(4)连接流量计(1)、流量计(1)连接过滤器(2)、过滤器(2)连接阴离子树脂交换塔(3)、阴离子树脂交换塔(3)经净化胺液出料管线(5)连接原醇胺脱H2S装置的溶剂缓冲罐；来自原醇胺脱H2S系统的软水和碱液通过软水进水管线(6)和碱液进料管线(7)进入阴离子树脂塔交换(3)，对其中的阴离子交换树脂进行逆向再生，废碱液和废水通过废液出料管线(8)进入废液处理系统或进入焦化装置进行废水利用；来自原醇胺脱H2S系统的N2通过N2进气管线(9)进入阴离子树脂交换塔(3)，在树脂再生前对其进行逆向吹扫，回收醇胺溶液，回收的醇胺溶液通过N2出气管线(10)进入原装置的地下溶剂罐，N2通过原地下溶剂罐的管线放空或进入火炬系统。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：阴离子树脂交换塔(3)中分段装填两种树脂，上端装填大孔弱碱型阴离子交换树脂，下端装填强碱型阴离子交换树脂，引入树脂交换塔(3)中的醇胺贫溶液先通过大孔弱碱型阴离子交换树脂，再通过强碱型阴离子交换树脂。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：在树脂交换塔(3)的进出口装填厚度15～40cm的石英砂，防止树脂流失，同时过滤或吸附溶剂中的胶质、固体杂质、捕捉破碎树脂，分段装填于树脂交换塔(3)中的两种树脂之间装填厚度10～25cm的20～40目的石英砂，防止两种树脂混合。4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：分段装填于树脂塔(3)中的两种树脂，也可以分别装填于两个串联使用的树脂塔中，用两个串联使用的树脂交换塔替代树脂交换塔(3)，醇胺贫溶液先通过装填大孔弱碱型阴离子交换树脂的树脂塔，再通过装填强碱型阴离子交换树脂的树脂塔。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李明玉，刘双民，于焕良，沈万能，冷家厂，郭灵通，肖刚，赵耀，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11