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1、焦化液化气纤维液膜脱硫醇装置生产运行分析许建东中国石化高桥分公司炼油事业部 200137摘要：本文对焦化液化气纤维液膜脱硫醇装置投产后的开工、生产运行和标定情况进 行了分析，对设计和操作中存在的问题进行培析，提出相应有效的解决措施，确保了精制 液化气质量稳 定，并结合目前的实际情况提出了可行性建议。关键词： 焦化液化气 纤维液膜脱硫醇 开工 标定 总硫1 前言中国石化高桥分公司炼油厂 110k t/a焦化液化气(LPG)脱硫醇装置， 采用兰州石油机械研究所研究开发的 LPG 纤维液膜脱硫工艺，由中石化工程建 设公司负责设计，安庆设计院做施工图， 2008年 3月 19 日投产，目前运行良 好，
2、经纤维液膜脱硫醇后精制液化气总硫低于民用液化气对部硫不大于343m g/ m3质量要求。2 纤维液膜脱硫醇工艺2.1 纤维液膜技术脱硫基本原理 纤维液膜反应器是一种全新的传质设备，两相在纤维膜接触器内的接触方式不是常规的混合分散式雾滴之间的球面接触，而是特殊的非分散式液膜 之间的平面接触。 当液化气和碱液分别顺着纤维向下流动时，因两相表面张力 不同，碱液通过反应器时均匀分布于亲水性纤维液膜表面，为LPG提供了极 大的接触面积，增加了LPG中的硫醇、二氧化硫、硫化物在膜面与附着在其 上的碱液相的混合程度，使得LPG中的硫醇等硫化物与碱液充分反应，提高 了碱液利用效率，达到高效脱除LPG中硫化物的
3、目的。在液化气的液膜反应器中脱硫醇的主要化学反应如下：(1) H2S + 2NaOH Na2S + 2H2O(2) RSH + NaOHNaRS + H2O2.2 工艺流程高桥石化分公司炼油事业部的LPG总硫含量较高，最高达8 OOOmg/m3以上，为此，本装置设有三级脱硫醇和碱液氧化再生工艺流程见图一， 脱硫化氢后的LPG经过过滤器后，依次进入一、二、三级碱抽提脱硫醇纤维液膜接触器中，其中的硫醇和碱剂在此反应，硫醇被脱除后，LPG经水洗后 出装置。在纤维液膜接触器内反应生成的硫醇钠，经加热后与空气混合后进入 氧化塔，硫醇钠被氧化为二硫化物和氢氧化钠，并与部分汽油混合后进入剂碱 分离罐进行气-
4、液-液的沉降分离，尾气从剂碱分离罐顶部排出，含有二硫化物 的溶剂从剂碱分离罐中分离后排出，再生的碱液循环使用。焦化液化气1加催化剂U图一：焦化液化气脱硫醇装置工艺流程图含硫汽油循环水精制液化气 非净化风至管网 尾气去焚烧炉 汽油 燃料气碱渣新鲜水新昨碱淮1 液化气原料罐 2 一级纤维液膜反应器 3 二级纤维液膜反应器 4 三级纤维液膜反应器5水洗水维液膜反应器 6 空压机7 氧化塔8二硫化物罐9 溶剂洗反应器10 尾气水洗罐3开工过程中存在的问题与分析3.1开工情况介绍焦化液化气脱硫醇装置11万吨/年，设计运行时数8400小时。该装 置于2007年6月6日打桩结束，经过226天施工，于2008
5、年1月18日中交。 2008年1月1924日全部吹扫完毕，试压、气密结束、保压， 2月16日焦化 液化气脱硫醇装置水联运。2月17日收精制液化气和装碱液，2月18日建立液 化气和碱液循环，2008年2月19日进焦化液化气，2008年2月20日至3月18 日焦化液化气脱硫醇装置因# 2延迟焦化装置有问题，无液化气原料，装置打 循环。3月19日15:20焦化液化气脱硫醇装置进料开工。3.2缩短碱液再生周期，提高脱硫醇效果 开工时液化气脱硫醇系统填入的碱液量较多，碱液沉降罐界位过高，而 系统内碱液循环量较低，造成整个装置内碱液再生周期较长。因此，在确保安 全生产的前提下，要尽量降低碱液沉降罐界位，减
6、少系统内的碱液量，从而来 缩短碱液再生周期，提高碱液再生质量。由于开工初期系统内碱液浓度较高为 27%，整个系统内的碱液约 84 吨，碱液再生循环量为 7吨/时，碱液再生周期为 12 小时，5 月 1214 日系统退碱渣， D-1502、D-1503、D-1504、C-1501、D- 1506 和 D-1507 界位分别由原来的 55.6%、 51.1%、 52.1%、 50%、 44.2%和 74.6%下降到 33.6%、 31.6%、 31.2%、 45.6%、 49.5%和 51.8%，共计退碱渣 28 吨，从而使碱液再生周期降到 8 小时，比原来缩短 4 小时，系统内碱液再生质 量明显
7、转好，精制液化气总硫质量变好。3.3 确保汽油连续供应，降低碱液中二硫化物开工初期，精制后液化气总硫 84200mg/m3,个别高达700 mg/m3,针 对精制液化气硫分布中二硫化物含量较高的情况，认为产品总硫较高关键是碱 液再生系统存在问题：如整个系统内碱液再生周期较长；溶剂洗反应器补充汽 油来自于罐区，由于该计量泵设计流量偏小为0.8m3/h,满足不了补充汽油不小于 1000kg/h 的设计要求，罐区来的溶剂 （汽油量）补充量，因计量泵流量不稳且 较低，致使碱液中二硫化物高，碱液再生质量变差，液化气脱硫醇效果差 。 碱液/溶剂混合器M-1503汽油量受D-1507压力PC-1504波动影
8、向，工艺上要求 连续进入，但实际上是间歇性的，为此，要求PC-1504不能关死，以确保汽油连续进入M-1503量，并要求D-1507处于低压操作，保持罐区来的汽油相对稳 定。另外，溶剂洗反应器循环汽油保持一定，从罐区来的补充加氢汽油量不得 过少，需控制在 8001500kg/h内，确保进入溶剂洗反应器碱液中二硫化物全 部除去，确保碱液再生的质量，另外，要确保进入二硫化合罐混合器M-1503汽油量不得少于 800 kg/h。4、装置标定4.1原料与产品分析2008年9月16日10:00至2008年9月17日10:00数据:表1 9月15日至9月16日标定数据一一LPG组成项目焦化液化气精制焦化液
9、化气9月15日9月16日9月15日9月16日甲烷（V）%0000乙烷（V）%0000乙烯(V)%0000丙烷(V)%43.1740.6542.7540.56丙烯(V)%18.8617.5518.2617.03异丁烷(V)%6.405.736.206.03正丁烷(V)%15.7718.3716.0118.55正丁烯(V)%7.217.017.147.56异丁烯(V)%5.195.215.255.60反丁烯(V)%2.102.832.392.75顺丁烯(V) %:1.312.062.001.92碳五(V) %00.5800总硫mg/m35087.134602.59215.1458.29铜片腐蚀级-
10、11表2 9月16日至9月17日标定数据一一LPG中硫化物组成以化合物含量计项目焦化液化气精制焦化液化气9月16日9月17日9月16日9月17日硫化氢mg/m503009甲硫醇mg/m59366254611乙硫醇mg/n333581235063甲硫醚mg/m181001一甲基一硫化物 mg/m26898628603甲基乙基二硫化物 mg/m7851210一乙基一硫化物 mg/m2411113C8硫醇mg/m0000硫化合物合计mg/m973285773798表3 9月16日至9月17日标定数据一一LPG中硫化物组成以硫含量计项目焦化液化气精制焦化液化气9月16日9月17日9月16日9月17日硫
11、化氢mg/m347.0628.2408.47甲硫醇mg/m33063.743227.873.105.68乙硫醇mg/m31733.16637.4203.10甲硫醚mg/m39.145.0800.51二甲基二.硫化物 mg/m3182.47671.3219.0640.85甲基乙基:二硫化物 mg/m346.2230.221.195.93二乙基二.硫化物 mg/m35.332.440.220.22C8硫醇mg/m30000硫含量合计5087.134602.5923.5764.75表4 9月16日至9月17日标定数据一一再生碱液浓度项目浓度9月16日9月17日再生碱液%17.4019.304.2、操
12、作数据项目单位9月16日9月17日液化气脱硫醇操作压力MPa1.21.2氧化塔压力MPa0.760.75二硫化物分离罐压力MPa0.360.38尾气水洗罐压力MPa0.20.2液化气处理量t/h8.618.1碱液循环量t/h6.9956.89碱液浓度%12.6013.0水洗水循环量t/h7.07.0C-1501氧化风Nm3/h137114.0碱液氧化温度C54.751.5M-1503汽油进料t/h1.0391.25溶剂循环量t/h12.012.58溶剂补充量t/h1.31.15液化气进装置温度C31.233.1液化气出装置温度C34.836汽油进装置温度C31.330.8汽油出装置温度C45.
13、147.54.3产品质量影响因素及分析焦化液化气总硫设计值：原料 4029PPm( 8058mg/m3),产品：20PPm( 20mg/m3)。标定时平均处理量 7.583吨/时，焦化液化气原料总硫 4602.595087.13mg /m3,经纤维液膜脱硫醇后产品总硫为58.29215.14m g/ m3,铜片腐蚀合格1 (见表1),低于民用液化气总硫不大于 343mg/m3的质量要求，未达到小 于40m g/m3设计要求，但液化气脱硫醇率比较理想，平均值高于99.85%。4.3.1原料的影响焦化液化气原料中的总硫通常由硫化氢、硫醇性硫、硫醚、COS、CS2等含硫化合物组成。由含有的不可抽提的
14、硫如二硫化碳，单质硫，羰基硫，硫醚 等引起产品总硫高的问题本装置目前的生产工艺无法解决，这里着重分析原料 中硫化氢和二硫化物对精制焦化液化气产品质量的影响。4.3.1.1硫化氢的影响从 9 月 16 日和 17 日分析的类型硫组成就可以看出，其中的硫化氢含量较 高，为50mg/m3和30mg/m3,硫化氢含量较高会对碱液系统产生影响：消耗碱 液中的有效组分氢氧化钠。这一点从表 4 可以看出，原料中硫化氢含量高，再 生碱液浓度会降低，对于硫醇含量高的工况，维持较高的碱液浓度对脱硫效果 有利，如 18%20%。原料中硫化氢可以通过 #2 延迟焦化装置提高焦化液化气胺液脱硫化氢生 产来实现，使得进入本装置焦化液化气中的硫化氢含量小于20mg/m3,最好是硫化氢脱除率为零。4.3.1.2二硫化物的影响
