脱硫脱碳装置主要设备及参数

天然气脱硫脱碳装置主要设备及控制参数二○一四年七月���������文本�第一章重点设备操作　　胺法脱硫装置的核心设备为吸收塔、再生塔及重沸器，它们分别承担吸收酸气和从溶液中赶出酸气的职责。为了达到所要求的工艺条件，有溶液循环泵及溶液冷却器、酸气冷凝器等。为了节能，配置了贫富液换热器。为了保持溶液及系统的清洁程度，设有原料气分离器和溶液过滤器。为了回收溶液吸收和夹带的烃类及降低酸气烃含量，设有富液闪蒸塔。为防止溶液进入输气管线，设有净化气分离器。在MEA等系统中，为了除去变质产物还设有复活釜。一、胺法脱硫装置的主要设备第一章重点设备操作1、原料气重力分离器　　重力分离器是利用液滴（或固体微粒）与气体密度之差，把液滴（或固体微粒）从气体中分离出来的设备，常见的有卧式和立式。具体见书67页。分离液滴的粒径范围100-200μm，加上丝网除沫器，可除去小至10μm的液滴。　　（１）分离器的原理（2）控制参数 液位监测：日常生产中，要严密监视该分离器液位变化情况，防止油水带入装置，污染溶液。通常原料气分离器内液位为0，有液应做好排污准备。　排液注意事项见书68页。　第一章重点设备操作2、原料气过滤分离器　　过滤分离的原理是利用气体与微粒大小不同，气体可通过过滤介质，而微粒直径相对于气体直径很大，微粒被截留在过滤介质上，从而被分离出来。过滤分离器分两部分一部分含有过滤及聚结作用的元件，主要截留固体微粒，同时将液体微粒聚结成较大的液滴，另一部分即在气流作用下，较大的液滴被带入中心区并被除去。　　（１）原理（2）控制参数 差压控制：为保证过滤过程的连续性，原料气过滤分离器两台切换使用。当一台的过滤器差压达到 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 值时（70kPa）时，需切换至另一台，同时对该过滤元件进行检查、清洗或更换。 液位控制：日常生产中，要严密监视该过滤分离器液位变化情况，防止油水带入装置，污染溶液。通常原料气分离器内液位为0，有液应做好排污准备　第一章重点设备操作3、吸收塔　　吸收塔系以胺液脱除天然气中H2S、CO2及有机硫化合物而达到所要求的净化指标的设备。由于反应的可逆性，采用气液逆流接触的传质设备。　　逆流的气液传质设备有填料塔及板式塔两类。填料塔属于微分接触逆流操作，其中填料为气液接触的基本构件。板式塔属于逐级接触操作，塔板为气液接触的基本构件。在有降液管的塔板上气相与液相的流向相互垂直，属错流型。无降液管的穿流塔板则属逆流型。（１）吸收塔的结构第一章重点设备操作板式塔与填料塔对比　　胺法工艺需考虑溶液的发泡问题。板式塔中气流从溶液中鼓泡通过，较易导致发泡。但由于有适当的板间距，泡沫不易连接。填料塔内溶液在填料 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面构成连续相，一旦发泡则较难控制。 序号 板式塔 填料塔 1 ￠800mm以下时安装较为困难 ￠800mm以下造价一般比板式塔便宜，直径大则价昂。 2 效率稳定，大塔塔板效率比小塔有所提高 用小填料时小塔效率高，塔的高度低，但直径增大，效率下降，所需填料高度急增 3 空塔速度高 空塔速度（生产能力）低 4 检修清理较填料塔容易 大塔检修清理费用大、劳动量 5 压降比填料塔大 压降小，对阻力要求小的场合较适用 6 气液比的适应范围较大 对液相喷淋量有一定要求 7 多数不便于用非金属材料制作 内部结构简单，便于用非金属材料制作，可用于腐蚀较严重场合 8 持液量大 持液量小第一章重点设备操作　　大型胺法脱硫装置均使用有降液管的板式塔，板上的液层高度可由溢流堰高控制，早期使用泡罩塔板，后为浮阀塔板取代，小塔亦可使用筛板。　　浮阀塔处理能力大（较泡罩塔高20%～40%），操作弹性大（即在较宽的气速范围内板效率变化较小），板效率高（高15%左右），压降低，结构简单而易安装，其制造费用约为泡罩塔的60%～80%。　　浮阀有多种，常用F1型（国外称V-1型）浮阀，其中轻F1浮阀（Q）用1.5mm厚的薄板冲压而成，重约5g，重阀（Z）用2mm薄板，重约33g。第一章重点设备操作（2）吸收塔的操作 1、循环量控制：在实际操作中，应根据原料气的处理量、气质条件和产品气净化度来调整溶液的循环量。通过调整吸收塔溶液进塔管线上的调节阀及其开度可控制循环量及进塔层数。 2、液位控制：吸收塔液位一般控制在50%，由调节阀控制。 3、塔的差压控制：塔底与塔顶差压的大小表示吸收塔运行状况好坏，正常值应小于20KPa。 4、处理气量的调节：通过吸收塔进塔原料气管线上的调节阀控制吸收塔处理气量。 5、原料气温度：原料气温度设计3-18℃，一般要求不超过35℃. 6、贫液进塔温度：一般不超过40℃，略高于气体入塔温度（防止重烃冷凝）。 7、系统压力控制：系统压力调节时应缓慢，防止胺液被湿净化气带走。第一章重点设备操作4、再生塔　　再生塔用于使酸气从富液中解吸，富液向塔下部流动。为了增强溶液再生效果和提供热量，通常设有重沸器使胺液产生蒸汽，蒸汽在再生塔内加热溶液并与解吸的酸气一起向上流动，塔顶则有回流流下以降低酸气分压和维持系统溶液组成稳定。大型胺法装置的再生塔亦多使用浮阀塔，其塔结构与吸收塔相同。（１）再生塔的结构 3、回流量调节：再生塔的回流量由塔顶温度决定，操作中只要控制好塔顶温度，回流量就能保证正常。 4、塔底温度控制：塔底温度控制在115℃至122℃。 5、补液操作：根据溶液浓度和循环量，利用溶液提升泵进行补液。应缓慢平稳，稳定酸气量和贫液再生质量。 6、补充蒸汽操作：根据溶液浓度，控制补充生产蒸汽量。应缓慢平稳，稳定酸气量和贫液再生质量。第一章重点设备操作（2）再生塔的操作 1、塔顶温度控制：塔顶温度控制在99℃左右，由自控系统串级回路调节。 2、塔的差压控制：塔底与塔顶差压的大小表示吸收塔运行状况好坏，正常值应小于20KPa。第一章重点设备操作5、重沸器　　胺法装置的重沸器具有供热、产生蒸汽（以降低酸气分压）和使残余酸气进一步从溶液中解吸等多项功能。早期常使用釜式重沸器。目前胺法装置多采用卧式热虹吸型重沸器。与釜式重沸器相比，其优点是传热系数较大，溶液停留时间较短，不易结垢，设备较紧凑而费用低。（１）重沸器的结构釜式重沸器卧式热虹吸型重沸器第一章重点设备操作 1、压力控制：重沸器的压力主要是指蒸气压力，其蒸气压力由锅炉蒸气调节阀控制，控制范围在0.35-0.4MPa之间。 2、蒸气流量控制：在正常蒸气压力下，一般控制蒸气流量在0.11-0.12t/m3（蒸气/循环量）之间；蒸气流量由进重沸器蒸气流量调节阀控制。 3、温度控制：重沸器壳程的温度由管程的蒸气压力和流量控制。装置正常开车时，溶液热循环期间重沸器的升温速度控制范围是：100℃以下为20-30℃/h，100℃以上为10℃/h。重沸器温度偏低会使溶液再生不好，温度太高会使重沸器的腐蚀加重、MDEA降解增高，同时可能导致再生塔拦液。正常生产期间，重沸器的温度一般控制在120-125℃为宜。（2）重沸器的操作第一章重点设备操作6、闪蒸塔　　闪蒸塔用于使吸收塔底流出的富液夹带和溶解的烃类逸出，既可回收用作工厂的燃料气，又可降低去后续硫磺回收装置的酸气中的烃含量。早期曾使用垂直的塔式结构，目前均使用可提供较大气液界面的卧式结构。（１）闪蒸塔的结构　　在烃类闪蒸出的同时常伴有酸气逸出，故在闪蒸塔上设一吸收段以一小股溶液处理。此外，如果存在液烃进入富液的可能性，则闪蒸塔还应有撇油设施。闪蒸塔结构第一章重点设备操作（2）闪蒸塔的操作 1、闪蒸塔液位控制：闪蒸塔液位由调节阀控制，正常控制在50％。 2、小股贫液流量控制：小股贫液通过调节阀控制。主要根据闪蒸气H2S含量来调节。 3、闪蒸塔压力控制：闪蒸塔的操作压力一般为0.4～0.6MPa，正常情况下通过调节阀控制在0.5MPa。第一章重点设备操作7、过滤器（１）过滤器的结构　　就胺法装置而言，长周期、高效率地无故障运行，首要是保持系统、特别是溶液清洁，装置发泡及腐蚀等问题常常是由于杂质所引起的。因此，溶液过滤器虽是配套设施，却需给予应有的重视。除去溶液中的固体杂质使用机械过滤器，而要脱除其中的均相杂质则需活性炭过滤器。　　机械过滤器是在设备筒体内安装一定数量的滤芯（袋）等，利用滤芯特性进行过滤，该设备主要由本体、支撑隔板、固定杆及滤芯组成。　　活性炭过滤器是在过滤器筒体内填装表面积较大的活性炭作填料，在填料层上下安装滤网及氧化铝瓷球作为固定。整装填料则直接安装于筒体内。第一章重点设备操作（2）过滤器的操作 过滤器清洗当过滤器差压高于70KPa时，必须清洗过滤器。第一章重点设备操作（１）贫富液换热器　　在脱硫脱碳过程中，再生后的贫液由于温度比较高需要降温，而富液要再生需要升温，通过设置贫富液换热器可以实现节能目的。现场采用管壳式换热器，为减缓腐蚀，富液走管层，贫液走壳层。　　参数控制：富液出换热器温度，一般控制在82-94℃之间，如果换热器结垢堵塞，换热效果下降，则会导致富液出口温度较正常值下降，再生能耗增高等。（2）贫液水冷器　　为进一步降低贫液温度，设置贫液水冷器，通常采用管壳式换热器，冷却水走管层，贫液走壳层。参数控制：贫液水冷器出口贫液温度一般控制在40℃以内，主要通过调节循环水量来控制。7、换热器第一章重点设备操作（3）酸气水冷器　　再生塔顶酸气经空气冷却器后，还需要在酸气水冷器中进一步冷却，酸气水冷器采用管壳式冷却器，冷却水走管层，酸气走壳层。　　参数控制：冷却后的酸气温度控制在40℃，温度过高易造成酸气带水，过低造成再生热损耗和动力消耗过大。（1）贫液空冷器及酸气空冷器　　为避免水冷器中热流介质温度过高导致冷却水结垢问题，通常采用空冷器作为换热器的补充设备。脱硫脱碳装置主要有贫液空冷器和酸气空冷器。根据换热管位于风机吸气侧或配气侧，空冷器分为吸风式空冷器和排风式空冷器。　　参数控制：贫液空冷器贫液出口温度控制在55℃，再通过水冷器控制在40℃。温度控制可通过变频技术，中控室调节风机频率实现。酸气空冷器出口酸气温度控制在55℃，具体调节方法同贫液空冷器。8、空冷器第一章重点设备操作　　酸气分离器是采用重力分离原理，将冷却后的酸气中的水分分离出来。利用酸水回流泵给再生塔顶打回流。维持溶液中的水含量平衡，降低塔顶的酸气分压，减少酸气中溶液的夹带量，酸气则进入硫磺回收单元进行转化回收。9、酸气分离器 1、酸气分离器液位：通过回流调节阀控制。主要控制在30%-40%，过高防止酸气带液。 2、酸气分离器压力：再生塔压力一般通过酸气分离器压力来控制，通过控制酸气出口管线调节阀来实现，操作时注意保持酸气分离器压力平稳，一般控制在50%-70kPa。 3、酸水回流量：酸水回流量调节阀可调节流量及酸气分离器液位，通常正常生产中酸液回流量波动很小，减少对再生塔顶温度的影响。第一章重点设备操作　　湿净化气分离器是采用重力分离原理，将湿天然气中夹带的胺液分离出来。防止胺液被带入脱水单元。10、湿净化气分离器 1、湿净化器分离器液位：湿净化器分离器主要是用来分离气相夹带胺液的，通常液位为0，当有液或液位上涨时，说明气相带液加剧，有可能溶液发泡或脱硫塔拦液导致。 2、温度：时净化气出脱硫塔至分离器的温度46.7℃，影响该温度因素一方面是脱硫塔操作温度，一方面是拦液发生后或原料气CO2含量升高导致放热量增大。第一章重点设备操作11、过程介质 1、压力：一净为例设计4.8MPa，原料气、产品气压力调节，常用尾阀（产品气出装置管线上调节阀）来控制。产品气压力调节阀一般自动控制在4.55（4.6）MPa。原料气压力波动可能原因尾阀故障或下游用户压缩机起跳、上游井站调产等 2、温度：设计3-18℃，随季节略有变化。 3、气质：一净为例硫化氢设计0.064%，CO2设计50%，生产中会随上游气井生产情况变化。 4、流量：根据生产安排可通过原料气量调节阀调节。气量波动较大从人的调节和仪表显示是否正确及上游生产是否出现异常等情况来判断。（1）原料气第一章重点设备操作11、过程介质 1、压力：天然气系统压力调节，常用尾阀（脱水产品气出装置管线上调节阀）来控制。产品气压力调节阀一般自动控制在4.55（4.6）MPa。压力波动可能原因尾阀故障或下游用户压缩机起跳，上游井站调产等 2、温度：设计46.7℃，温度升高趋势时，可能原料气CO2增高或脱硫塔发生拦液等 3、气质：硫化氢设计小于20mg/m3，CO2小于3%。 4、流量：通常略低于原料气量，损耗的量主要为酸气和闪蒸气。气量波动较大从人的调节和仪表显示是否正确及上游生产是否出现异常等情况来判断。（2）产品气（湿净化气）第一章重点设备操作11、过程介质 1、浓度：40%或45%左右，当浓度波动较大时，要查找原因，如浓度降低较快，是否发生重沸器窜漏，循环水换热器窜漏等异常情况。 2、温度：按各设备进出参数控制等 3、溶液中酸气的浓度：通常硫化氢小于0.04g/L,CO2小于0.1g/L，如果有增高趋势，说明溶液再生效果不好，应控制再生过程。 4、流量：根据处理气量和气质，调节，在循环泵出口设置有流量调节阀，当流量波动较大时可从设备方面、操作方面和仪表方面查找原因。（3）脱硫贫液第一章重点设备操作11、过程介质 1、流量：如前闪蒸塔参数，正常生产时应平稳，当有增大趋势时，可能原因是溶液发泡或气质气量波动。 2、硫化氢含量：小于20mg/m3，当闪蒸气中酸气浓度无法满足条件时，调整闪蒸塔小股贫液流量。（4）闪蒸气第一章重点设备操作11、过程介质 1、流量：正常生产时，酸气流量应在设计范围内，波动幅度不大，在设计范围内波动。 2、硫化氢含量：在10%以内左右波动，由原料气脱除情况决定。 3、CO2含量：在90%左右，由原料气脱除情况决定。 4、CH4含量：通常小于1%，如果含量过高，则应查找原因，是否闪蒸效果不好，烃类气体未闪蒸或再生塔底部燃料气冲压阀门内漏，燃料气窜入酸气系统。（5）酸气第二章常见故障处理一、脱硫装置常见故障　　脱硫装置运行一般比较平稳，但也会遇到净化度超标、塔类设备拦液、溶液再生质量差、溶液闪蒸质量差的问题，因此在日常运行中，要掌握常见故障的判断，并对故障及时处理。1、净化度超标净化气中H2S或CO2含量超过天然气产品质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 GB17820-2012的要求(H2S≤20mg/m3，CO2≤3%)。现象原因分析1.循环量过低；2.贫液浓度太低；3.贫液温度太高；4.贫液再生不合格；5.处理量过大；6.吸收液波动太大；7.胺液发泡严重；8.原料气带水严重；9.取样管残留硫化氢气体；10.贫富液换热器内漏。1.调整循环量到合适值；2.提高胺液浓度；3.降低贫液温度；4.调整再生操作；5.适当降低处理量；6.控制正常液位；7.加消泡剂；8.加强分离器排污；9.清洗取样管；10.停产检修。处理措施第二章常见故障处理2、塔类设备拦液现象1.脱硫塔差压迅速上升（>20kPa）；2.湿净化气温度明显升高（>45℃）；3.脱硫塔、闪蒸塔、再生塔液位波动大，闪蒸气流量增大。4.再生塔液位下降（<20%）。1.原料气含有大量杂质，带入溶液系统，污染胺液；溶液降解变质；检修残留油污污染溶液胺液等导致溶液发泡；2.提产幅度过快；3.原料气温度变化大；4.塔盘堵塞或坍塌。原因分析1.加消泡剂，加强溶液过滤；2.提高系统压力；缓慢降低处理气量；3.降低溶液循环量；4.停产检修。处理措施脱硫塔第二章常见故障处理现象1.再生塔差压明显升高（>20kPa）；2.再生塔温度波动大；3.再生塔液位持续下降（<70%）再生塔原因分析1.胺液发泡；2.再生用蒸汽量压力波动；3.塔盘坍塌、填料堵塞。处理措施1.添加阻泡剂；2.降低再生蒸汽流量，保持生产蒸汽流量平稳，关闭补充蒸汽阀门；3.适当降低溶液循环量和处理气量，提高酸气系统压力；4.停产检修。第二章常见故障处理3、溶液再生质量差1.酸气负荷过大；2.再生温度太低；3.再生塔冲塔。1.调整循环量，降低酸气负荷；2.适当提高再生温度；3.调整蒸气，隆低分压。现象原因分析处理措施溶液再生质量差导致净化气超标，脱硫贫液中H2S、CO2含量上升。1.将闪蒸压力降低到控制范围内；2.适当提高溶液温度；3.适当降低溶液流量，延长停留时间。处理措施第二章常见故障处理4、溶液闪蒸质量差1.闪蒸压力过高；2.闪蒸液位温度较低；3.闪蒸液流量较大。原因分析现象闪蒸气量降低，酸气中CH4含量增加。