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　　Abstract： The paper simulates and analyzes the related operating conditions of Amine Regenerator to select the right type of reboiler， then gives the best reboiler Installation method， and optimizes the Amine Regenerator Unit design.
　　關(guān)鍵詞： MDEA溶劑再生塔；再沸器；安裝
　　Key words： Amine Regenerator；reboiler；installation
　　中圖分類號(hào)：TQ413.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2014）10-0041-02
　　0 引言
　　用甲基二乙醇胺（MDEA）溶液從氣體中選擇性地脫除H2S的技術(shù)自上世紀(jì)70年代工業(yè)應(yīng)用以來，經(jīng)過幾十年的發(fā)展目前在煉油等等業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。煉油行業(yè)中主要用于干氣脫硫、液化氣脫硫等，近年來隨著清潔燃料對(duì)脫硫要求的不斷提高，用該工藝對(duì)煉廠的汽油加氫裝置、柴油加氫裝置等的循環(huán)氫脫硫的比例也在逐年地增加。MDEA溶劑脫硫及再生裝置已成為了煉油廠的標(biāo)準(zhǔn)配置。
　　目前各煉廠的MDEA溶劑再生裝置大都單獨(dú)設(shè)置，這樣即可以集中再生各溶劑脫硫裝置的富溶劑，提高裝置的規(guī)模，又可以將再生裝置靠近硫磺回收裝置布置，以降低再生塔頂酸性氣的外輸壓降[1]。
　　綜觀國內(nèi)前期設(shè)計(jì)的MDEA溶劑再生裝置，再沸器大都選擇BJS的換熱器，安裝方法和常規(guī)分餾塔無異。這并非最佳裝置設(shè)計(jì)。正確地選擇再沸器的形式和安裝方法，將會(huì)降低MDEA溶劑的消耗，保持溶劑的質(zhì)量，提高裝置的運(yùn)行周期。
　　1 相關(guān)工藝介紹
　　1.1 經(jīng)典工藝流程 富胺液換熱后，首先經(jīng)富液閃蒸罐閃蒸，去除部分輕烴，然后升壓、與再生塔底貧胺液換熱升溫至98℃左右，進(jìn)再生塔頂部。含有酸性氣的富胺液在再生塔內(nèi)解吸，使富胺液得到再生。解析出的酸性氣在塔頂經(jīng)冷卻、分液后，送硫磺回收裝置處理。再沸器作為熱源，為酸性氣的解吸過程提供熱量，塔底溫度一般在125℃左右。再生后的塔底貧胺液，經(jīng)換熱回收能量后供（各）脫硫裝置循環(huán)使用。工藝流程簡圖見圖1。
　　1.2 MDEA的特點(diǎn)及脫硫原理 分子式為CH3-N（CHE2CH2OH）2，分子量119.2。一定條件下，對(duì)硫化氫等酸性氣體有很強(qiáng)的吸收能力，而且反應(yīng)熱小，解吸溫度低，無毒不降解。在較低溫度下（20℃～40℃）下吸收，在較高溫度下（>105℃）解吸。加壓和低溫利于吸收，減壓和高溫利于再生。
　　MDEA易熱解，為了防止溶劑熱分解，再生溫度通常在125℃左右，加熱介質(zhì)（通常為蒸汽）的溫度一般控制不高于148℃[2～3]。
　　2 胺液再生塔再沸器安裝高度的正確選擇
　　常規(guī)MDEA溶劑再生塔大都采用BJS型臥式熱虹吸式再沸器。對(duì)于該型再沸器，塔底液體經(jīng)再沸器加熱后部分氣化，再沸器前后物料產(chǎn)生了密度差，由此提供再沸器物料系統(tǒng)循環(huán)的推動(dòng)力。塔底液位與再沸器安裝位置的高差越大，該系統(tǒng)的循環(huán)推動(dòng)力越大。在國內(nèi)的該類裝置設(shè)計(jì)中，大都選擇較大的安裝高差來保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定。
　　為了降低再沸器的操作負(fù)荷，節(jié)約降耗，MDEA溶劑再生塔的操作壓力越低越好，一般由酸性氣的輸送要求確定，國內(nèi)裝置多在0.1MPa（g）左右。在溶劑再生裝置距離硫磺裝置較遠(yuǎn)時(shí)，為了滿足長距離輸送酸性氣的要求，再生塔的操作壓力要適當(dāng)提高。本文的相關(guān)計(jì)算均按高塔壓0.15MPa（g）的苛刻工況考慮。該工況下的塔底平衡溫度為132℃。按MDEA加熱介質(zhì)最高溫度148℃，使用常規(guī)的BJS再沸器考慮，用ProII軟件進(jìn)行模擬，得到了再沸器安裝高差與再沸器泡點(diǎn)溫度，以及再沸器對(duì)數(shù)平均溫差的數(shù)據(jù)，見表1。
　　從表1中可以看出，隨著再沸器安裝高差的增大，再沸器的對(duì)數(shù)平均溫差越來越小，將使傳熱動(dòng)力越來越小。這將導(dǎo)致再沸器計(jì)算面積增大，在安裝高差大于3m后，因換熱面積過大，經(jīng)濟(jì)上將不再合理。從換熱角度考慮，最合理的安裝高度是0m。而小于3m的再沸器安裝高差，又不能獲得合理的循環(huán)推動(dòng)力。目前國內(nèi)裝置大都采用了較高的再沸器安裝高差。
　　從表1中還可以看出，隨著再沸器安裝高差的增大，再沸器內(nèi)胺液的泡點(diǎn)溫度也將逐漸升高，越發(fā)偏離MDEA胺液常規(guī)125℃左右的溫度限制。過高的溫度必然導(dǎo)致溶劑過度熱分解，這即增大了溶劑損失，又可能因熱分解產(chǎn)物聚積，影響系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性，縮短裝置運(yùn)行周期。
　　3 胺液再生塔再沸器的選型及安裝
　　從以上的分析可知，MDEA再生塔再沸器與塔底液位最合理的安裝位置是沒有高差。采用釜式再沸器，安裝在塔底液位之上，可有效解決上述的問題。安裝簡圖見圖2。
　　采用釜式再沸器時(shí)，再生塔無論是浮閥或填料式，均需在塔底液位之上設(shè)置適當(dāng)?shù)募合洌ㄆ鳎?
　　由于釜式再沸器的傳熱系數(shù)遠(yuǎn)低于常規(guī)BJS式，再沸器尺寸偏大。經(jīng)過模擬、實(shí)踐，在塔徑不大于1800mm時(shí)一臺(tái)釜式再沸器能夠滿足生產(chǎn)要求。對(duì)于更大塔徑的裝置，就需要設(shè)置兩臺(tái)釜式再沸器來增加對(duì)全塔的供熱。這種情況下對(duì)于浮閥塔，可用采用雙溢流塔盤，在底層對(duì)稱布置雙集液箱（器），以滿足兩臺(tái)再沸器的配置要求。對(duì)于填料塔，也需要設(shè)置雙集液箱（器）。
　　4 結(jié)束語
　　因MDEA加熱介質(zhì)最高溫度為148℃，與胺液間的溫差被固定在很小的范圍內(nèi)，從而限制了再沸器的選型和安裝。選擇釜式再沸器配合本文介紹的正確安裝方式，可有效緩解MDEA溶劑的熱分解，從而降低溶劑消耗，保持溶劑質(zhì)量，延長生產(chǎn)周期。
　　由于該工況非常獨(dú)特，在溶劑再生裝置應(yīng)用很廣的煉油系統(tǒng)很難找到類似的工況，因此溶劑再生塔再沸器的選型及安裝方法不具有普遍性，不適用于其他裝置及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
　　為了更好地說明MDEA溶劑再生塔再沸器的安裝和選型，本文模擬計(jì)算使用的是MDEA溶劑再生塔遠(yuǎn)離硫磺裝置布置的極端操作條件，常規(guī)操作中請(qǐng)慎用。
　　參考文獻(xiàn)：
　　[1]楊復(fù)俊.MDEA用于煉廠氣體脫硫綜述，全國氣體凈化信息站2006年技術(shù)交流會(huì)論文集[C].2006：74-78.
　　[2]Dupart M.S. et al.， Understanding corrosion in alkanolamine gas treating plants， （part II）， Hydrocarbon Proc.， 1992，72，89-94.
　　[3]Chakma A.， Meisen A. Methyldiethanolamine degradation mechanism and kinetics. [J] Can. J. Chem. Eng. 1997，75，861.