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气体脱硫装置胺液发泡的原因分析与对策 郭林超，王丽君 ( 中石油乌鲁木齐石化分公司，新疆 乌鲁木齐 830019) 摘 要：胺液发泡会导致产品不合格、出现装置波动和严重的经济损失。MDEA脱硫溶液发泡的影响因素很多，本 文主要分析了溶液发泡的主要原因，并提出了防止MDEA脱硫溶液发泡的措施。 关键词：气体脱硫；胺液发泡；MDEA 中图分类号：TE 624.5 文献标识码：B 文章编号：1671-9905(2014)04-0066-02 炼油厂气体脱硫装置主要包括干气脱硫、低分 气脱硫、循环氢脱硫，其中干气和低分气脱硫之后进 入炼油厂燃料气管网系统供其他装置加热炉燃烧， 循环氢脱硫之后经循环氢压缩机进入加氢装置反应 系统进行反应。脱硫装置硫化氢含量将直接影响后 续产品的质量及设备、管道的材质。 醇胺类溶剂是一种广泛应用的脱硫化学吸收溶 剂。目前工艺上广泛使用的醇胺类溶剂主要成分为 MDEA。MDEA 不但选择性吸收性能好，而且它的 凝固点低，蒸气压小，化学稳定性和热稳定性好。但 是，在使用过程中脱硫溶液也经常出现发泡现象，导 致脱硫装置泡沫夹带，影响装置的平稳运行。因此， 分析研究胺液发泡的主要原因，并制定相应对策措 施，保证装置平稳运行，是目前气体脱硫装置亟待解 决的问题。 1 胺液发泡的现象和机理 1.1 胺液发泡的现象 脱硫塔上下压差波动；脱硫塔液面大幅波动；干 气（低分气、循环氢）聚结器液面迅速上涨；干气（低 分气、循环氢）出装置流量增加；胺液再生塔塔顶空 冷后温度升高，酸性气量增大；胺液脱硫塔脱硫效果 下降，脱后干气（低分气、循环氢）硫化氢含量不合 格；脱后干气（低分气、循环氢）取样时带液严重；富 胺液取样时呈泡沫状。 1.2 胺液发泡的机理 胺液所发生的气泡主要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。因 气泡密度低于液体密度，气泡迅速升至液面之上，又 由于液膜作用气泡聚集在液面处，形成泡沫。当泡 沫达到一定高度后，就会在塔盘上形成泡沫层，这样 贫胺液就会被泡沫阻拦不能向下流动，越积越多，造 成塔盘积液。当塔盘积液达到一定高度，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 [1]。 2 胺液发泡的主要影响因素 2.1 醇胺降解产物的影响 在连续生产中，由于脱硫剂长时间运转，定会产 生一定的降解，尤其是溶剂再生塔塔底操作温度较 高，贫胺液缓冲罐中贫胺液与空气接触时，会产生大 量的降解产物。这些降解产物会促进溶剂发泡，且 增加泡沫的稳定性。降解产物不能再生，并且随着 装置运行时间的增加，胺溶液中的降解产物也不断 积累。 MDEA 溶液的降解造成大量热稳定盐的形成， 热稳定胺盐由于“束缚”了胺分子，使之失去与硫化 氢结合的能力，造成脱硫剂的有效胺浓度下降，粘度 增加，发泡且泡沫难以消除，导致脱后干气（低分气、 循环氢）带胺 [2]。 2.2 胺液腐蚀产物的影响 3MDEA 溶液在长时间运行状况下，因溶解了 CO2、H2S，胺液酸性增强，会对设备造成腐蚀，当装 置长期运行，胺液的降解产物增加，也会加速溶液对 设备的腐蚀。Fe2+、Fe (OH) 、FeS 主要来自胺液的 腐蚀产物，这些细小的固体颗粒物和胶状物聚集在 气泡的液膜中，增加了表面粘度和液膜的流动阻力， 3 收稿日期：2014-02-20 第 4 期 郭林超等：气体脱硫装置胺液发泡的原因分析与对策 67 阻碍液膜排液而使泡沫的稳定性显著提高，最终加 快了胺液的发泡。 2.3 胺液浓度的影响 胺液浓度增大，溶液粘度增大，使更多的液烃与 固体粉末能分散悬浮在 MDEA 脱硫溶液和泡沫中， 从而提高了泡沫的稳定性。一般 MDEA 浓度越高， 发泡性能就越高。一般控制浓度在 30%~50% 之间。 但在生产过程中，胺液的浓度较为稳定，不会在短时 间内发生巨大变化，对胺液发泡的影响并不大。 2.4 原料气烃类的影响 分离器效果差等因素会造成原料气携带大量的 液态烃。当贫胺液的温度低于原料气的温度时，原 料气在经过脱硫塔时，温度降低，会将气体中低沸点 的烃类凝结下来，进入溶剂系统。这些烃类分子会 悬浮在脱硫溶剂表面，降低溶液的表面张力，部分烃 类会与 MDEA 分子形成胶状层，增大了溶液的表面 粘度，使溶液的泡沫稳定性增大，加速溶液发泡 [3]。 2.5 溶剂补水的影响 溶剂补水一般采用除盐水，当除盐水中的 Mg2+、 Ca2+、Cl- 等无机盐含量较高时，在 MDEA 溶液中迅速 形成絮状物，这种絮状物会增加泡沫的表面粘度和液 膜强度，阻碍液膜排液，从而使泡沫的稳定性显著提 高，使发泡能力增强。当除盐水中的有机氧含量较高 时，会增加胺液的降解反应，最终导致胺液发泡。 3 改进