胺液发泡原因及对策

胺液发泡的原因及对策摘要：利用MDEA作为脱硫剂具有对H2S具有良好选择性，而且，其再生温度低，动力消耗较小，稳定性好，蒸汽压较低，溶剂损失小，对碳钢设备基本无腐蚀的特点,但在生产中却存在着发泡现象。本文根据装置实际对发泡产生的原因及处理方法进行了阐述焦化车间干气脱硫是采用氮-甲基二乙醇胺（MDEA）作为脱硫剂。相对于传统脱硫剂氮-甲基二乙醇胺具有对H2S具有良好选择性，而且，其再生温度低，动力消耗较小，稳定性好，蒸汽压较低，溶剂损失小，对碳钢设备基本无腐蚀的特点，因此，该溶剂在脱硫处理中越来越受到青睐⋯。然而，在用MEDA或其复配溶液脱硫的过程中，普遍存在胺液发泡和拦液现象，严重时可引起雾末夹带而使胺液大量流失，净化效果大为降低，甚至使装置无法正常生产。因此，必须引起足够的重视。从脱硫装置近几年的运行来看最容易发泡的部位是脱硫塔，但再生塔也有过发泡的，在2009年12月14日焦化富气脱硫就发生了再生塔发泡积液现象。一、胺液发泡的现象气泡是由溶液中的气体分子与液体分子相互碰撞，进行能量交换，使相邻气体分子发生聚合，并克服液体的表面张力而形成的。由于气泡密度远低于液体的密度，气泡快速上浮到液面．并受液面液膜的作用而聚集于液面处，形成由液膜隔开的气泡聚集体，即泡沫。当泡沫达到一定高度后，就会在塔盘上形成泡沫层，这样溶液就会被泡沫阻拦不能向下流动，愈积愈多，造成塔盘积液。当塔盘上液层达到一定高度后气液两相由逆向流动转为同向流动，最终导致溶液从塔顶溢出，造成液泛。由此可以看出，在胺液发泡时，脱硫系统将出现如下现象：液面液面波动剧烈，严重时直到回零。塔内上下压差明显增加。干气脱液罐脱液时有泡沫、胺液。严重时干气计量表指示增加。再生塔积液时，塔顶温下降、后冷温度上升，分液罐液位快速上涨，酸性气流量增加。脱硫效果差。二、引起胺液发泡的因素气泡是一定体积的气体被液体包围所形成的多相不均匀系统，它有两个主要指标:气泡形成的难易程度和气泡的稳定性。干净的MDEA溶液虽然具有发泡的倾向，但其气泡极不稳定，不会影响装置正常运行，只当有外来物质时增强了气泡的稳定性，溶液才会发泡。下列是引起MDEA溶液发泡的主要因素：固体颗粒管线上的钢渣和碳钢上的腐蚀产物在高速的气体和液体的长期冲刷下会逐渐溶于系统中；另外，活性炭过滤器使用时间过长，使活性炭逐渐粉碎、细化而夹带到溶液中。这些颗粒聚集在液膜中增加了液膜的黏度和流体流动的阻力，减缓了液膜的排放，从而增加了气泡的稳定性。2、胺降解MDEA与溶液中的氧或酸性物质反应能生成一系列难在生的酸性盐，这些热稳定性盐类在系统中积累到一定程度后会改变溶液的PH值、表面张力、黏度等性质，从而造成胺液发泡倾向增加或直接导致胺液发泡。10年装置在检修前曾几次出现发泡现象。在装置检修时吹扫后入塔检查时发现在塔盘及塔壁上附着着大量的黄黑色附着物（见图一），经分析这些附着物就是焦粉与热稳定性盐类的混合物，也是导致检修前氨液发泡的罪魁祸首。操作波动大当系统加减量过大，系统操作压力波动大，或再生塔底温度波动较大时都会造成气液接触太快，胺液搅动过分剧烈，容易引起胺液发泡。控制好溶液入塔温度，防止重质烃冷凝控制贫液入塔的温度高于气体入塔的温度5～6℃,以防止重质烃的冷凝。如果前面的吸收和在吸收系统操作不好会导致干气进料含有大量的C5以上组分，而当胺液入塔温度较低时，C5以上组分就会冷凝下来，随胺液一起进入系统循环。胺液中溶解有C5以上组分，增大了其表面张力，增强了气泡的稳定性，逐渐积累而导致溶液发泡。5、焦粉累积增加是导致焦化富气脱硫装置胺液发泡的最主要原因由焦化装置来干气中携带有一定量的焦粉，经过脱硫后，进入胺液并在胺液中不断的积累，致使胺液受到污染，是“发泡”的主要原因。在10年检修时就在塔盘上积存着黑黄相间的固体，其主要成分就是焦粉和胺降解物的混合物，而且焦粉的含量占大多数。6、仪表指示失灵，导致误判断09年1月10日，18：30分开始吸收塔液位逐渐下降，经过操作员调整后仍不见好转，而且系统胺液也在逐渐减少。当时根据经验判断是胺液发泡导致的，于是当班员工就采取了稀释和置换胺液的办法来处理，但仍不见好转，而且处理过程中发现脱液罐内存在大量胺液，于是断定液位指示失灵，在对吸收塔底双法兰液位计增加了伴热后，情况逐渐好转，事故得到处理。由此可以看出，事故的分析处理应该由简到繁，也不应该盲目相信仪表。7、胺液浓度高胺液浓度太高，粘度增大，导致气泡不容易破裂是胺液发泡的又一重要原因。三、预防和处理针对以上容易引起胺液发泡的原因，提出以下几种预防和处理办法：1、保持系统清洁，首先是处理好原料气，富气装置原料是焦化装置来的富气，其中会携带较多的焦粉。针对这种情况车间在10年检修期间进行了技术改造，在再吸收后增加了一台过滤器，主要作用就是滤除焦粉及一些机械杂质。目前还未投用，相信在投用后能够满足装置长周期运行的。2、投用胺液过滤器，目的是除去溶液中的固体悬浮物、油类和降解产物。首先是让胺液通过10机械过滤，以除去较大的固体颗粒。第二段是活性炭过滤，除去较小的固体颗粒，同时吸附或分解溶液中的表面活性剂和胺降解产物。而且对于机械过滤器要定期切换并更换滤芯，保证畅通和清洁效果。对于活性炭过滤器防止活性炭粉化在补充或更换活性炭时，应先用水反复冲洗活性炭，在装填时，也要避免重力积压造成粉化。3、避免氧进入系统装置开车前应彻底清除系统中的氧，溶液储槽等设备应用氮气保护，各泵入口必须维持正压，地下槽内溶液的温度应控制在室温以上，补充软水中的溶解氧应控制在0．4mg／L以下。这样就可以减少降解物的生成，延长系统运行时间。4、维持系统稳定也是十分重要的。加减量时应循序渐进，不可大起大落，以免造成系统内流体湍动。5、控制好胺液顶回流的温度，使其温度高于气体入塔的温度5～6℃,以防止重质烃的冷凝。6、定期检查胺液浓度，控制胺液浓度在15-30%之间，防止因胺液浓度过高而造成胺液发泡。这种情况下发泡时可采取补充适量的软化水稀释胺液及加入适量的消泡剂的办法来处理。但切记，加入消泡剂的量一定要适当（加入量一般为(10～25)×10-6），千万不可过多，如果浓度过大，它们会与溶液中的起泡物质一起形成胶团，堵塞气液通道，从而造成更为严重的发泡。7、加强对仪表的维护，定期对仪表进行检测和维护，防止仪表假指示导致认为判断失误，对生产造成不良影响。四、结束语造成胺液发泡的因素很多，目前还没有一种简便有效的方法能解决所有装置的发泡问题。但是，只要加强生产管理，维持系统清洁，就能有效地防止发泡。因此，在生产急需的情况下，用软化水稀释胺液并冲洗系统，或直接更换胺液是比较行之有效的办法。