1、天然氣脫硫脫碳裝置主要設(shè)備及控制參數(shù)二一四年七月第一章 重點設(shè)備操作 胺法脫硫裝置的核心設(shè)備為吸收塔、再生塔及重沸器，它們分別承擔吸收酸氣和從溶液中趕出酸氣的職責。為了達到所要求的工藝條件，有溶液循環(huán)泵及溶液冷卻器、酸氣冷凝器等。為了節(jié)能，配置了貧富液換熱器。為了保持溶液及系統(tǒng)的清潔程度，設(shè)有原料氣分離器和溶液過濾器。為了回收溶液吸收和夾帶的烴類及降低酸氣烴含量，設(shè)有富液閃蒸塔。為防止溶液進入輸氣管線，設(shè)有凈化氣分離器。在MEA等系統(tǒng)中，為了除去變質(zhì)產(chǎn)物還設(shè)有復活釜。一、胺法脫硫裝置的主要設(shè)備第一章 重點設(shè)備操作 1、原料氣重力分離器重力分離器是利用液滴（或固體微粒）與氣體密度之差，把液滴（或

2、固體微粒）從氣體中分離出來的設(shè)備，常見的有臥式和立式。具體見書67頁。分離液滴的粒徑范圍100-200m，加上絲網(wǎng)除沫器，可除去小至10m的液滴。（）分離器的原理（2）控制參數(shù)液位監(jiān)測：日常生產(chǎn)中，要嚴密監(jiān)視該分離器液位變化情況，防止油水帶入裝置，污染溶液。通常原料氣分離器內(nèi)液位為0，有液應做好排污準備。排液注意事項見書68頁。第一章 重點設(shè)備操作 2、原料氣過濾分離器過濾分離的原理是利用氣體與微粒大小不同，氣體可通過過濾介質(zhì)，而微粒直徑相對于氣體直徑很大，微粒被截留在過濾介質(zhì)上，從而被分離出來。過濾分離器分兩部分一部分含有過濾及聚結(jié)作用的元件，主要截留固體微粒，同時將液體微粒聚結(jié)成較大的液滴

3、，另一部分即在氣流作用下，較大的液滴被帶入中心區(qū)并被除去。（）原理（2）控制參數(shù)差壓控制：為保證過濾過程的連續(xù)性，原料氣過濾分離器兩臺切換使用。當一臺的過濾器差壓達到規(guī)定值時（70kPa）時，需切換至另一臺，同時對該過濾元件進行檢查、清洗或更換。液位控制：日常生產(chǎn)中，要嚴密監(jiān)視該過濾分離器液位變化情況，防止油水帶入裝置，污染溶液。通常原料氣分離器內(nèi)液位為0，有液應做好排污準備第一章 重點設(shè)備操作 3、吸收塔吸收塔系以胺液脫除天然氣中H2S、CO2及有機硫化合物而達到所要求的凈化指標的設(shè)備。由于反應的可逆性，采用氣液逆流接觸的傳質(zhì)設(shè)備。逆流的氣液傳質(zhì)設(shè)備有填料塔及板式塔兩類。填料塔屬于微分接觸逆

4、流操作，其中填料為氣液接觸的基本構(gòu)件。板式塔屬于逐級接觸操作，塔板為氣液接觸的基本構(gòu)件。在有降液管的塔板上氣相與液相的流向相互垂直，屬錯流型。無降液管的穿流塔板則屬逆流型。（）吸收塔的結(jié)構(gòu)第一章 重點設(shè)備操作 序號板式塔填料塔1800mm以下時安裝較為困難800mm以下造價一般比板式塔便宜，直徑大則價昂。2效率穩(wěn)定，大塔塔板效率比小塔有所提高用小填料時小塔效率高，塔的高度低，但直徑增大，效率下降，所需填料高度急增3空塔速度高空塔速度（生產(chǎn)能力）低4檢修清理較填料塔容易大塔檢修清理費用大、勞動量5壓降比填料塔大壓降小，對阻力要求小的場合較適用6氣液比的適應范圍較大對液相噴淋量有一定要求7多數(shù)不便

5、于用非金屬材料制作內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，便于用非金屬材料制作，可用于腐蝕較嚴重場合8持液量大持液量小板式塔與填料塔對比胺法工藝需考慮溶液的發(fā)泡問題。板式塔中氣流從溶液中鼓泡通過，較易導致發(fā)泡。但由于有適當?shù)陌彘g距，泡沫不易連接。填料塔內(nèi)溶液在填料表面構(gòu)成連續(xù)相，一旦發(fā)泡則較難控制。第一章 重點設(shè)備操作 大型胺法脫硫裝置均使用有降液管的板式塔，板上的液層高度可由溢流堰高控制，早期使用泡罩塔板，后為浮閥塔板取代，小塔亦可使用篩板。浮閥塔處理能力大（較泡罩塔高20%40%），操作彈性大（即在較寬的氣速范圍內(nèi)板效率變化較小），板效率高（高15%左右），壓降低，結(jié)構(gòu)簡單而易安裝，其制造費用約為泡罩塔的60%80

6、%。浮閥有多種，常用F1型（國外稱V-1型）浮閥，其中輕F1浮閥（Q）用1.5mm厚的薄板沖壓而成，重約5g，重閥（Z）用2mm薄板，重約33g。第一章 重點設(shè)備操作 （2）吸收塔的操作1、循環(huán)量控制：在實際操作中，應根據(jù)原料氣的處理量、氣質(zhì)條件和產(chǎn)品氣凈化度來調(diào)整溶液的循環(huán)量。通過調(diào)整吸收塔溶液進塔管線上的調(diào)節(jié)閥及其開度可控制循環(huán)量及進塔層數(shù)。2、液位控制：吸收塔液位一般控制在50%，由調(diào)節(jié)閥控制。3、塔的差壓控制：塔底與塔頂差壓的大小表示吸收塔運行狀況好壞，正常值應小于20KPa。4、處理氣量的調(diào)節(jié)：通過吸收塔進塔原料氣管線上的調(diào)節(jié)閥控制吸收塔處理氣量。5、原料氣溫度：原料氣溫度設(shè)計3-1

7、8，一般要求不超過35 .6、貧液進塔溫度：一般不超過40，略高于氣體入塔溫度（防止重烴冷凝）。7、系統(tǒng)壓力控制：系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)時應緩慢，防止胺液被濕凈化氣帶走。第一章 重點設(shè)備操作 4、再生塔再生塔用于使酸氣從富液中解吸，富液向塔下部流動。為了增強溶液再生效果和提供熱量，通常設(shè)有重沸器使胺液產(chǎn)生蒸汽，蒸汽在再生塔內(nèi)加熱溶液并與解吸的酸氣一起向上流動，塔頂則有回流流下以降低酸氣分壓和維持系統(tǒng)溶液組成穩(wěn)定。大型胺法裝置的再生塔亦多使用浮閥塔，其塔結(jié)構(gòu)與吸收塔相同。（）再生塔的結(jié)構(gòu)3、回流量調(diào)節(jié)：再生塔的回流量由塔頂溫度決定，操作中只要控制好塔頂溫度，回流量就能保證正常。4、塔底溫度控制：塔底溫度控

8、制在115至122。5、補液操作：根據(jù)溶液濃度和循環(huán)量，利用溶液提升泵進行補液。應緩慢平穩(wěn)，穩(wěn)定酸氣量和貧液再生質(zhì)量。6、補充蒸汽操作：根據(jù)溶液濃度，控制補充生產(chǎn)蒸汽量。應緩慢平穩(wěn)，穩(wěn)定酸氣量和貧液再生質(zhì)量。第一章 重點設(shè)備操作 （2）再生塔的操作1、塔頂溫度控制：塔頂溫度控制在99左右，由自控系統(tǒng)串級回路調(diào)節(jié)。2、塔的差壓控制：塔底與塔頂差壓的大小表示吸收塔運行狀況好壞，正常值應小于20KPa。第一章 重點設(shè)備操作 5、重沸器胺法裝置的重沸器具有供熱、產(chǎn)生蒸汽（以降低酸氣分壓）和使殘余酸氣進一步從溶液中解吸等多項功能。早期常使用釜式重沸器。目前胺法裝置多采用臥式熱虹吸型重沸器。與釜式重沸器相

9、比，其優(yōu)點是傳熱系數(shù)較大，溶液停留時間較短，不易結(jié)垢，設(shè)備較緊湊而費用低。（）重沸器的結(jié)構(gòu)釜式重沸器臥式熱虹吸型重沸器第一章 重點設(shè)備操作 1、壓力控制：重沸器的壓力主要是指蒸氣壓力，其蒸氣壓力由鍋爐蒸氣調(diào)節(jié)閥控制，控制范圍在0.35-0.4MPa之間。2、蒸氣流量控制：在正常蒸氣壓力下，一般控制蒸氣流量在0.11-0.12t/m3（蒸氣/循環(huán)量）之間；蒸氣流量由進重沸器蒸氣流量調(diào)節(jié)閥控制。3、溫度控制：重沸器殼程的溫度由管程的蒸氣壓力和流量控制。裝置正常開車時，溶液熱循環(huán)期間重沸器的升溫速度控制范圍是：100以下為20-30/h，100以上為10/h 。重沸器溫度偏低會使溶液再生不好，溫度太

10、高會使重沸器的腐蝕加重、MDEA降解增高，同時可能導致再生塔攔液。正常生產(chǎn)期間，重沸器的溫度一般控制在120-125為宜。（2）重沸器的操作第一章 重點設(shè)備操作 6、閃蒸塔閃蒸塔用于使吸收塔底流出的富液夾帶和溶解的烴類逸出，既可回收用作工廠的燃料氣，又可降低去后續(xù)硫磺回收裝置的酸氣中的烴含量。早期曾使用垂直的塔式結(jié)構(gòu)，目前均使用可提供較大氣液界面的臥式結(jié)構(gòu)。（）閃蒸塔的結(jié)構(gòu)在烴類閃蒸出的同時常伴有酸氣逸出，故在閃蒸塔上設(shè)一吸收段以一小股溶液處理。此外，如果存在液烴進入富液的可能性，則閃蒸塔還應有撇油設(shè)施。閃蒸塔結(jié)構(gòu)第一章 重點設(shè)備操作 （2）閃蒸塔的操作1、閃蒸塔液位控制：閃蒸塔液位由調(diào)節(jié)閥控

11、制，正常控制在50。2、小股貧液流量控制：小股貧液通過調(diào)節(jié)閥控制。主要根據(jù)閃蒸氣H2S含量來調(diào)節(jié)。3、閃蒸塔壓力控制：閃蒸塔的操作壓力一般為0.40.6MPa，正常情況下通過調(diào)節(jié)閥控制在0.5MPa。第一章 重點設(shè)備操作 7、過濾器（）過濾器的結(jié)構(gòu)就胺法裝置而言，長周期、高效率地無故障運行，首要是保持系統(tǒng)、特別是溶液清潔，裝置發(fā)泡及腐蝕等問題常常是由于雜質(zhì)所引起的。因此，溶液過濾器雖是配套設(shè)施，卻需給予應有的重視。除去溶液中的固體雜質(zhì)使用機械過濾器，而要脫除其中的均相雜質(zhì)則需活性炭過濾器。機械過濾器是在設(shè)備筒體內(nèi)安裝一定數(shù)量的濾芯（袋）等，利用濾芯特性進行過濾，該設(shè)備主要由本體、支撐隔板、固定

12、桿及濾芯組成。活性炭過濾器是在過濾器筒體內(nèi)填裝表面積較大的活性炭作填料，在填料層上下安裝濾網(wǎng)及氧化鋁瓷球作為固定。整裝填料則直接安裝于筒體內(nèi)。 第一章 重點設(shè)備操作 （2）過濾器的操作過濾器清洗當過濾器差壓高于70KPa時，必須清洗過濾器。打開旁通閥，關(guān)閉進出口閥門退液，放空泄壓打開過濾器，拆除濾芯清洗濾芯安裝濾芯，恢復過濾器氮氣置換進液排氣，全開進出口閥門，關(guān)閉旁通閥 第一章 重點設(shè)備操作 （）貧富液換熱器在脫硫脫碳過程中，再生后的貧液由于溫度比較高需要降溫，而富液要再生需要升溫，通過設(shè)置貧富液換熱器可以實現(xiàn)節(jié)能目的。現(xiàn)場采用管殼式換熱器，為減緩腐蝕，富液走管層，貧液走殼層。參數(shù)控制：富液出

13、換熱器溫度，一般控制在82-94之間，如果換熱器結(jié)垢堵塞，換熱效果下降，則會導致富液出口溫度較正常值下降，再生能耗增高等。（2）貧液水冷器為進一步降低貧液溫度，設(shè)置貧液水冷器，通常采用管殼式換熱器，冷卻水走管層，貧液走殼層。參數(shù)控制：貧液水冷器出口貧液溫度一般控制在40以內(nèi)，主要通過調(diào)節(jié)循環(huán)水量來控制。7、換熱器第一章 重點設(shè)備操作 （3）酸氣水冷器再生塔頂酸氣經(jīng)空氣冷卻器后，還需要在酸氣水冷器中進一步冷卻，酸氣水冷器采用管殼式冷卻器，冷卻水走管層，酸氣走殼層。參數(shù)控制：冷卻后的酸氣溫度控制在40，溫度過高易造成酸氣帶水，過低造成再生熱損耗和動力消耗過大。（1）貧液空冷器及酸氣空冷器為避免水冷

14、器中熱流介質(zhì)溫度過高導致冷卻水結(jié)垢問題，通常采用空冷器作為換熱器的補充設(shè)備。脫硫脫碳裝置主要有貧液空冷器和酸氣空冷器。根據(jù)換熱管位于風機吸氣側(cè)或配氣側(cè)，空冷器分為吸風式空冷器和排風式空冷器。參數(shù)控制：貧液空冷器貧液出口溫度控制在55，再通過水冷器控制在40 。溫度控制可通過變頻技術(shù)，中控室調(diào)節(jié)風機頻率實現(xiàn)。酸氣空冷器出口酸氣溫度控制在55，具體調(diào)節(jié)方法同貧液空冷器。8、空冷器第一章 重點設(shè)備操作 酸氣分離器是采用重力分離原理，將冷卻后的酸氣中的水分分離出來。利用酸水回流泵給再生塔頂打回流。維持溶液中的水含量平衡，降低塔頂?shù)乃釟夥謮海瑴p少酸氣中溶液的夾帶量，酸氣則進入硫磺回收單元進行轉(zhuǎn)化回收。9

15、、酸氣分離器1、酸氣分離器液位：通過回流調(diào)節(jié)閥控制。主要控制在30%-40%，過高防止酸氣帶液。2、酸氣分離器壓力：再生塔壓力一般通過酸氣分離器壓力來控制，通過控制酸氣出口管線調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)，操作時注意保持酸氣分離器壓力平穩(wěn)，一般控制在50%-70kPa。3、酸水回流量：酸水回流量調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)流量及酸氣分離器液位，通常正常生產(chǎn)中酸液回流量波動很小，減少對再生塔頂溫度的影響。第一章 重點設(shè)備操作 濕凈化氣分離器是采用重力分離原理，將濕天然氣中夾帶的胺液分離出來。防止胺液被帶入脫水單元。10、濕凈化氣分離器1、濕凈化器分離器液位：濕凈化器分離器主要是用來分離氣相夾帶胺液的，通常液位為0，當有液或液位

16、上漲時，說明氣相帶液加劇，有可能溶液發(fā)泡或脫硫塔攔液導致。2、溫度：時凈化氣出脫硫塔至分離器的溫度46.7，影響該溫度因素一方面是脫硫塔操作溫度，一方面是攔液發(fā)生后或原料氣CO2含量升高導致放熱量增大。第一章 重點設(shè)備操作 11、過程介質(zhì)1、壓力：一凈為例設(shè)計4.8MPa，原料氣、產(chǎn)品氣壓力調(diào)節(jié)，常用尾閥（產(chǎn)品氣出裝置管線上調(diào)節(jié)閥）來控制。產(chǎn)品氣壓力調(diào)節(jié)閥一般自動控制在4.55（4.6）MPa。原料氣壓力波動可能原因尾閥故障或下游用戶壓縮機起跳、上游井站調(diào)產(chǎn)等2、溫度：設(shè)計3-18，隨季節(jié)略有變化。3、氣質(zhì)：一凈為例硫化氫設(shè)計0.064%，CO2設(shè)計50%，生產(chǎn)中會隨上游氣井生產(chǎn)情況變化。4、

17、流量：根據(jù)生產(chǎn)安排可通過原料氣量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)。氣量波動較大從人的調(diào)節(jié)和儀表顯示是否正確及上游生產(chǎn)是否出現(xiàn)異常等情況來判斷。（1）原料氣第一章 重點設(shè)備操作 11、過程介質(zhì)1、壓力：天然氣系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)，常用尾閥（脫水產(chǎn)品氣出裝置管線上調(diào)節(jié)閥）來控制。產(chǎn)品氣壓力調(diào)節(jié)閥一般自動控制在4.55（4.6）MPa。壓力波動可能原因尾閥故障或下游用戶壓縮機起跳，上游井站調(diào)產(chǎn)等2、溫度：設(shè)計46.7，溫度升高趨勢時，可能原料氣CO2增高或脫硫塔發(fā)生攔液等3、氣質(zhì)：硫化氫設(shè)計小于20mg/m3，CO2小于3%。4、流量：通常略低于原料氣量，損耗的量主要為酸氣和閃蒸氣。氣量波動較大從人的調(diào)節(jié)和儀表顯示是否正確及上游

18、生產(chǎn)是否出現(xiàn)異常等情況來判斷。（2）產(chǎn)品氣（濕凈化氣）第一章 重點設(shè)備操作 11、過程介質(zhì)1、濃度：40%或45%左右，當濃度波動較大時，要查找原因，如濃度降低較快，是否發(fā)生重沸器竄漏，循環(huán)水換熱器竄漏等異常情況。2、溫度：按各設(shè)備進出參數(shù)控制等3、溶液中酸氣的濃度：通常硫化氫小于0.04g/L,CO2小于0.1g/L，如果有增高趨勢，說明溶液再生效果不好，應控制再生過程。4、流量：根據(jù)處理氣量和氣質(zhì)，調(diào)節(jié)，在循環(huán)泵出口設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥，當流量波動較大時可從設(shè)備方面、操作方面和儀表方面查找原因。（3）脫硫貧液第一章 重點設(shè)備操作 11、過程介質(zhì)1、流量：如前閃蒸塔參數(shù)，正常生產(chǎn)時應平穩(wěn)，當有增

19、大趨勢時，可能原因是溶液發(fā)泡或氣質(zhì)氣量波動。2、硫化氫含量：小于20mg/m3，當閃蒸氣中酸氣濃度無法滿足條件時，調(diào)整閃蒸塔小股貧液流量。（4）閃蒸氣第一章 重點設(shè)備操作 11、過程介質(zhì)1、流量：正常生產(chǎn)時，酸氣流量應在設(shè)計范圍內(nèi)，波動幅度不大，在設(shè)計范圍內(nèi)波動。2、硫化氫含量：在10%以內(nèi)左右波動，由原料氣脫除情況決定。3、CO2含量：在90%左右，由原料氣脫除情況決定。4、CH4含量：通常小于1%，如果含量過高，則應查找原因，是否閃蒸效果不好，烴類氣體未閃蒸或再生塔底部燃料氣沖壓閥門內(nèi)漏，燃料氣竄入酸氣系統(tǒng)。（5）酸氣第二章 常見故障處理 一、脫硫裝置常見故障脫硫裝置運行一般比較平穩(wěn)，但也會遇到凈化度超標、塔類設(shè)備攔液、溶液再生質(zhì)量差、溶液閃蒸質(zhì)量差的問題，因此在日常運行中，要掌握常見故障的判斷，并對故障及時處理。1、凈化度超標凈化氣中H2S或CO2含量超過天然氣產(chǎn)品質(zhì)量標準GB17820-2012的要求(H2S20mg/m3，CO23%)。現(xiàn) 象原因分析1.循環(huán)量過低； 2.貧液濃度太低；3.貧液溫度太高； 4.貧液再生不合格；5.處理量過大； 6.吸