NACE 炼厂腐蚀教材第十章-中文.doc

第十章 胺吸收装置 学习目的 完成本章学习后，你将能够做到： 讨论炼厂胺吸收装置的目的用途 讨论胺吸收装置常用类型的胺的应用 识别胺设备并叙述胺工艺过程 识别和讨论胺吸收装置常见的腐蚀现象 识别和讨论胺吸收装置中的腐蚀剂 讨论适合胺吸收装置的缓蚀剂类型 识别胺吸收装置中设备和管道的结构材料 识别腐蚀监测技术以及需要监测的典型区域 讨论胺吸收装置中的腐蚀控制措施 所有现代化炼厂都采用胺吸收装置除去烃加工流体里的硫化氢、硫醇、二氧化碳、某些其他化合物。胺吸收装置一般处理来自原油蒸馏装置、焦化装置、流化催化裂化装置、加氢处理装置的气流和液态烃流体，如混合的C3 和 C4轻烃。一台胺吸收装置需要处理范围如此之宽的进料，所以出现了许多烷醇胺工艺。 胺吸收装置用化学溶剂进行处理，这取决于可逆的化学反应。酸气，如硫化氢（H2S）和二氧化碳（CO2），被吸收到胺溶液里，通过化学反应生成溶解的胺盐。对于像硫化氢和二氧化碳这样的弱酸，这个反应很容易可逆进行，只要提高胺溶液的温度或者降低胺溶液的压力。 胺吸收装置也除去其他一些化合物，因为这些化合物可能会促进腐蚀、结垢，并降低操作效率。但是，像甲酸或硫代亚硫酸这样的强酸，与胺溶液的反应是很难逆转的。生成的胺盐叫做热稳定盐，因为在正常工艺操作条件下，这些酸是无法除去的。 炼厂胺吸收装置中最常用的胺包括： 一乙醇胺（MEA） 二乙醇胺（DEA） 二异丙醇胺（DIPA） 甲基二乙醇胺（MDEA） 一缩二乙二醇胺（DGA）（注解：DIGLYCOLAMINE是亨茨曼公司的一缩二乙二醇胺的注册商标） 每种胺都有自己的特性，适合选用于特定的胺吸收工艺。以下反应式是用二乙醇胺和甲基二乙醇胺的酸气吸收反应。 伯胺和仲胺（DEA） (HOCH2CH2)2NH + H2S((HOCH2CH2)2NH2+ + HS- (1) (HOCH2CH2)2NH + H2O + CO2((HOCH2CH2)2NH2+ + HCO3S- (2) 2(HOCH2CH2)2NH + CO2((HOCH2CH2)2NCO2 + (HOCH2CH2)2NH2 (3) 叔胺（MEDA） (HOCH2CH2)2NCH3 + H2S(((HOCH2CH2)2NCH3)H+ + HS- (4) (HOCH2CH2)2NCH3 + H2O + CO2(((HOCH2CH2)2NCH3)H+ + HCO3S- (5) 一乙醇胺（MEA）属于伯胺，脱除硫化氢、二氧化碳和硫醇的效果很好。在二氧化碳环境中使用时，一乙醇胺往往比其他胺类更快降解。一乙醇胺与二氧化碳、二硫化碳（CS2）、硫化羰（COS）能够生成不可逆的降解产物，需要连续常压再生回收。与二乙醇胺和甲基二乙醇胺等其他多数胺类相比较，一乙醇胺并不比它们能够更有效除去硫醇，如硫化羰和二硫化碳。 二乙醇胺（DEA）属于仲胺，可能是炼厂硫磺回收装置上游的胺系统用得最多最广泛的胺类。二乙醇胺能够耐受与硫化羰和二硫化碳以及与二氧化碳反应造成的降解作用。二乙醇胺能够除去硫化氢、硫醇、二氧化碳。在常用烷醇胺的比较摩尔浓度下，二乙醇胺在烃里的溶解度最低。二乙醇胺不能用常压蒸馏再生回收。 甲基二乙醇胺（MDEA）属于叔胺，大多数用在硫磺装置尾气胺吸收装置里，因为在此需要选择性除去硫化氢。甲基二乙醇胺和任何胺类一样会与硫化氢反应，但与二氧化碳的反应缓慢得多。只要装置能够恰当设计和操作，反应速度的这种差别使甲基二乙醇胺可以用于选择性除去更多的硫化氢，而不是除去更多的二氧化碳。甲基二乙醇胺是大的胺分子，因此，必须采用较高的重量浓度才能够达到类似的吸收处理能力。甲基二乙醇胺吸收硫化羰和二硫化碳的能力很差，但有很强的烃溶解能力。 二异丙醇胺（DIPA）属于仲胺，是工业上最早用来选择性脱除硫化氢的。许多采用二异丙醇胺装置已经改为使用甲基二乙醇胺（MDEA）了。二异丙醇胺主要用于硫磺厂尾气处理装置。据报告，在二氧化碳使用环境中，二异丙醇胺会迅速降解，所以，需要频繁地用减压蒸馏来再生回收。 一缩二乙二醇胺（DGA）属于伯胺，当除了需要脱除硫化氢和二氧化碳外，还必须降低硫化羰和二硫化碳的浓度时，可以采用一缩二乙二醇胺。在二氧化碳、硫化羰和二硫化碳环境中使用时，要用常压蒸馏再生回收一缩二乙二醇胺。虽然一缩二乙二醇胺与一乙醇胺有很多相似之处，但是，一缩二乙二醇胺一般用在摩尔浓度比较高的情况下，因为它的蒸汽压比较低。 特种胺的使用越来越普遍了，因为它们的性能更优越，或者因为它们比单一胺类能够更好满足特别的需求。特种胺通常是甲基二乙醇胺（MDEA）或二异丙醇胺（DIPA）与其他胺类的混合物，并且往往用添加剂增强其性能。Sulfinol(就是一个非常熟悉的例子，是由二异丙醇胺与环丁砜组成的。（注解：Sulfinol是壳牌公司砜