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循环氢脱硫塔带液原因分析及对策

无人机控制系统

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2021年6月·第6卷·第3期

石油石化绿低碳

Green Petroleum & Petrochemicals

摘要：针对加氢裂化装置循环氢脱硫塔带液的问题，从工艺参数、检修情况和采样分析

数据等方面进行讨论分析，得出循环氢脱硫塔带液的主要原因是塔内填料堵塞严重及贫胺液质量变差。通过清洗循环氢脱硫塔的填料和加强对贫胺液质量的监测管控，循环氢脱硫塔运行状况良好，未再出现带液情况。

关键词：循环氢脱硫塔胺液发泡

循环氢脱硫塔带液原因分析及对策

陈煌，汪加海，于战德

（中国石化广州分公司，广东广州 510725）

收稿日期：2020-10-23

作者简介：陈煌，硕士，助理工程师。2018年毕业于华南理工大学化学工程专业，现从事炼油工艺管理工作。

某石化公司120万t/a 加氢裂化装置循环氢脱硫塔T3005采用N-甲基二乙醇胺（MDEA ）与循环氢逆流接触脱除H 2S ，确保循环氢中H 2S 含量不大于0.10%。2020年1月20日，T3005出现第1次带液，经过调整进塔贫胺液量及开大T3005跨线，带液情况得到暂时好转。在稳定运行一段时间后，T3005再次出现带液情况且更加频繁，严重影响装置的安全平稳运行。

1 循环氢脱硫塔的设计工况及工艺流程

T3005结构如图1所示，该塔为两层SR 散堆填料塔，塔径为2 400 mm ，顶部有一层除沫网，每层填料的高度为6 000 mm ，上下部各有一层规整填料，操作温度为62.0℃，操作压力为13.46 MPa ，贫液量≤116.5 t/h 。

工艺流程如图2所示，循环氢自冷高压分离器V3003顶来，经过T3005入口聚结器V3006脱除烃类后进入T3005底部，向上与贫溶剂泵P3003打入塔内的贫胺液逆流接触脱除H 2S 后进入循环氢压缩

机C3001入口分液罐V3007，脱除液体组分后进C3001压缩升压。T3005塔底富胺液经过减压进入富胺液闪蒸罐V3024，最后去14万t/a 制硫装置脱硫再生，再生的贫胺液送到各装置的脱硫塔使用，形成胺液循环系统。

图1 循环氢脱硫塔结构

除沫网分配盘规整填料规整填料

散堆填料气体出口人孔

贫胺液入口富胺液出口

撇油口

气体入口

卸料口

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石油石化绿低碳

2021年. 第6卷

2 循环氢脱硫塔带液的原因分析

T3005频繁带液进入V3007，可能会引起C3001联锁停机，导致装置紧急停工，严重威胁到装置的安全生产。2020年1月20日至2月12日，T3005至少出现6次严重带液，多次轻微带液，给安全稳定生产造成极大困扰。2月12日装置停工对T3005进行洗塔浸泡，19日17∶30正常开工，19∶30 T3005

再次出现带液情况，且更加频繁，2月21日再次停工消缺。脱硫塔带液一般表现为胺液发泡，形成雾沫夹带，主要原因一是脱硫塔设备自身或其操作不当，二是贫胺液质量问题。设备自身原因又分为设计缺陷和内构件损坏或堵塞。T3005从2006年装置开工至今运行状况良好，能够满足循环氢脱硫的要求，因此不存在设计缺陷。以下将从工艺操作、化验结果和T3005检修情况等方面进行逐一分析，旨在出T3005带液的真正原因。2.1 T3005工艺操作的影响

平稳的工艺操作对T3005的运行至关重要。V3006的操作参数、热贫胺液与循环氢的温差、循环氢流量、T3005的液位、贫胺液流量都是影响胺液发泡的因素。控制好这些影响因素，避免出现大幅度波动是T3005平稳运行的前提。

2.1.1 V3006操作参数的影响

循环氢如果携带大量烃类进入T3005，将有可能引起胺液发泡，导致T3005带液。V3006作为T3005的入口聚结器，其脱除烃类的效果直接影响T3005的运行。V3006分为上下两个腔体，循环氢从下部的腔体进入，经过滤芯除去烃类物质后，从上部的腔体出来进入T3005。V3006的操作参数有三个，即

上部腔体液位，下部腔体界位和进出口压差。从T3005运行正常到出现频繁带液的时间段里，V3006液位一直为0。V3006界位基本维持在12.0%以下，处于较低水平，与T3005出现带液的频率未呈现出规律性连带变化。从1月1日至2月12日装置停工，V3006压差一直维持在19.0 kPa ，处于正常范围内。由以上分析可知，从V3003过来的循环氢携带烃类物质较少，V3006处于正常运行状态，能脱除循环氢携带的少量烃类，V3006的操作不是导致T3005带液的原因。

2.1.2 热贫胺液与循环氢温差的影响

T3005属于气液吸收塔，温度低时，一是MDEA 碱性强，有利于化学吸收反应，二是使贫液中的酸性气平衡分压降低，有利于气体吸收；但如果温度过低，循环氢中的烃类可能会冷凝，导致胺液发泡

图2

循环氢脱硫塔的工艺流程

C3001

V3035

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陈煌，等．循环氢脱硫塔带液原因分析及对策

而影响吸收效果，甚至出现带液。因此贫液的温度

必须高于循环氢温度，温差控制在5.0~6.0℃。循

环氢的温度在46.0℃左右，在工艺指标（≤52.0℃）

胸针设计

智能收衣柜范围内；热贫胺液的温度除停工无热源加热低至

40.0℃外，装置运行期间维持在51.0℃左右，两者

温差控制在指标范围内。从表1亦可看出，脱硫

前后循环氢中的烃类组成基本一致，说明凝结在

T3005中的烃类非常少。因此，热贫胺液与循环氢

的温差不是导致T3005带液的原因。

2.1.3 循环氢流量的影响

循环氢流量是影响循环氢脱硫塔稳定操作的一

个重要参数。当胺液循环量稳定时，循环氢流量增

大造成胺液负荷过大，胺液循环量与循环氢量不匹

配，易导致脱硫后循环氢的H2S超标，甚至胺液发

泡，T3005带液。另外如果循环氢流量过大，气速

超过设计值，就可能会造成T3005冲塔。在T3005出

现带液之前，循环氢流量基本维持在32.5万m3/h左

右，在工艺指标（≤35万m3/h）范围内；T3005出现

带液后，装置降量运行，循环氢流量降至28万m3/h

左右，但T3005依然出现带液现象。在T3005出现

带液之前，1月3日和1月17日脱硫后循环氢的H2S

体积分数均小于0.02%（指标≤0.10%）。由此证明

循环氢的流量未超出T3005的处理负荷，也不会导

致冲塔。

2.1.4 T3005液位的影响

脱硫塔的液位过高或大幅度波动易导致脱硫塔

出现冲塔，甚至淹塔。平稳控制脱硫塔液面是防止

出现带液现象的前提。T3005液位如图3所示，1月

20日之前，T3005液位平稳在50.0%左右；1月20日

之后，T3005液位因T3005频繁带液降至48.0%。由

图3可知，当T3005出现带液时，T3005的液位瞬

时上升又回落，V3007液位同步出现升高和回落。

例如1月20日，T3005第一次出现带液，T3005液

位由50.0%瞬间上升至72.0%，循环氢夹带胺液进

入V3007，V3007液位由0瞬时升到48.0%。因此，

T3005液位不是引起T3005带液的原因，而是T3005

带液造成T3005液面大幅度波动。

2.1.5 T3005贫胺液流量的影响

胺液循环量与浓度对脱硫效果有直接影响，在

胺液浓度稳定的情况下，增加胺液循环量，将有利于脱硫，但不能太大，避免造成浪费；胺液浓度较高时，可适当降低循环量，浓度低时，可以提高循环量。总之，胺液循环量要与循环氢量相匹

图3 T3005液位与V3007液位对比100

液

位

，

液

位

，

% 01-

131