CN202786166U - 一种脱除液化石油气中硫化氢的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，包括液膜吸收塔和胺液输出系统，液膜吸收塔顶部连接有混合贫胺液输入管，上部设有液化石油气原料输入管，下部连接有第一分离罐；第一分离罐上部设有一级精制液化石油气输出管，下部设有一富级胺液输出管和废胺液排出口；一级精制液化石油气输出管与二级精制液化石油气输入管相连接，二级精制液化石油气输入管末端设有第二分离罐，第二分离罐上部设有二级精制液化石油气输出管，下端设有二级富胺液输出管。本实用新型的有益效果：传质效率高、硫化氢脱除率高分离效率高，胺液的有效利用率高，克服传统填料塔因杂质积聚堵塞而造成的传质效率下降、胺液夹带跑损、操作波动大、冲塔等技术难题。

Description

一种脱除液化石油气中硫化氢的装置

技术领域

本实用新型涉及石油化工领域，尤其涉及一种脱除液化石油气中硫化氢的装置。

背景技术

随着石化企业炼制高硫原油的比例逐年增加，液化石油气、汽油等石油产品的硫含量不断升高，必须经过脱硫处理，才能达到产品质量标准。液化石油气中的硫化物不仅含有硫化氢，而且含有硫醇、硫醚、羰基硫、二硫化物等有机硫化物。

目前，炼厂普遍采用胺液吸收法脱除液化石油气中的硫化氢。现有的胺法脱硫化氢工艺包括胺液吸收和胺液再生，吸收塔通常采用填料塔或筛板塔，再生塔采用板式塔。含硫化氢的液化石油气与胺液在吸收塔中逆向接触反应，硫化氢被胺液吸收，脱除硫化氢后的液化气去脱硫醇单元。含硫富液经再生塔加热再生成硫化氢与胺，硫化氢去克劳斯单元生产硫磺，胺液循环利用。

实际运行过程中，液化气脱硫化氢单元与干气脱硫化氢单元共用一个胺液再生系统，胺液受污染的程度大大增加，脱硫系统中携带的焦粉、胶质、胺液降解产物、FeS腐蚀产物等杂质在填料塔或筛板塔中不断粘附、积聚，导致填料或筛孔堵塞、腐蚀，传质效率下降，进而造成胺液发泡、夹带、跑损、硫化氢脱除率低、胺液循环量大、能耗高等一系列问题，严重影响到后续脱硫醇装置的正常运行。

为提高液化石油气脱硫化氢效率，石化企业常采取胺液过滤和注消泡剂等手段改善胺液质量。在一定程度上，可以改善传质效果，但随着胺液中杂质的累积和消泡剂的不断流失，胺液质量又会变差，脱硫效率随之下降，操作不稳定、难度大，而且增加了助剂的消耗费用。

从炼厂操作情况看，胺液有效利用率较低，富液硫化氢实际载荷量远小于理论载荷量。如胺浓度30%的MDEA，理论硫化氢载荷量为51g/L，而目前大部分炼厂富胺液硫化氢的实际载荷量为15-20 g/L，说明工业在用填料吸收塔本身传质效率不高，大部分胺液在跑龙套，没有得到充分利用。

为保证脱后液化气产品硫含量合格，可以提高胺液浓度来实现，但胺液发泡、胺液夹带现象严重，造成胺液大量跑损，胺液的成本费用大大增加。同时操作工况波动大、不易控制，国内一般炼厂不采用。通行的做法是保持合适的胺液浓度，提高胺液循环量。虽然可以控制产品硫化氢含量合格，但是泵的电耗大、且增加了胺液再生系统的处理量，再沸器蒸汽能耗较大。

专利申请号为200710164582.7的专利公开了一种具有高硫化氢脱除率的胺液脱硫方法和专用装置，对再生塔进行上下段分隔，分别增加泵和连接管路进行二级吸收、二级再生，操作能耗降低30%以上。但该专利只对再生塔部分进行了工艺优化，降低了再沸器蒸汽消耗。无法从根本上解决吸收塔传质效率低、硫化氢脱除率低、填料堵塞、胺液跑损量大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，以解决解决目前液化石油气胺法脱硫化氢工艺传质效率低、硫化氢脱除率低、胺液有效利用率低、胺液跑损量大和填料堵塞等技术难题。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，包括液膜吸收塔和胺液输出系统，所述液膜吸收塔顶部连接有混合贫胺液输入管，上部设有液化石油气原料输入管，下部连接有第一分离罐；所述第一分离罐上部设有一级精制液化石油气输出管，下部设有一富级胺液输出管和废胺液排出口；所述一级精制液化石油气输出管与二级精制液化石油气输入管相连接，二级精制液化石油气输入管末端设有第二分离罐，第二分离罐上部设有二级精制液化石油气输出管，下端设有二级富胺液输出管；所述二级精制液化石油气输出管末端连接有三级精制液化石油气输入管，三级精制液化石油气输入管末端设有聚结器，聚结器上部设有三级精制液化石油气输出管，聚结器下部连接有三级富胺液输出管；所述胺液输出系统包括再生后贫胺液输入管、新鲜胺液输入管和胺液输入泵，再生后贫胺液输入管和新鲜胺液输入管分别与胺液输入泵相连接，胺液输入泵与混合贫胺液输入管相连接。

进一步的，所述一富级胺液输出管、二级富胺液输出管和三级富胺液输出管汇聚于同一出口管。

所述液膜吸收塔的内芯采用弯曲不锈钢纤维丝，直径在0.1-0.3mm，材质为304或316L，镍含量>22%，抗拉强度>1400Mpa，外观为S形波纹丝，波幅在0.1-10mm，波峰或波谷间距在1-50mm，表面亲水角0-30°。

一种脱除液化石油气中硫化氢的方法，包括以下步骤：

1）从液膜吸收塔顶端和上侧端分别输入新鲜胺液或再生后贫胺液、含硫化氢的液化石油气原料，在液膜吸收塔中进行混合传质反应。形成的混合相经0.5～2min通过液膜吸收塔至第一分离罐，停留10～30min，在第一分离罐得到分离的一级精制液化石油气和一级富胺液；

2）一级精制液化石油气通过输出管进入第二分离罐，停留30～60min，得到分离的二级精制液化石油气和二级富胺液；

3）二级精制液化石油气通过输出管进入聚结器，停留1～2min，得到分离的三级精制液化石油气和三级富胺液，脱胺后三级精制液化石油气进入脱硫醇单元处理；以及

4）第一分离罐、第二分离罐和聚结器分离后的一级、二级、三级富胺液合并一道，进入胺液再生系统再生，再生后贫胺液返回液膜吸收塔循环使用，所述新鲜胺液或再生后贫胺液的质量浓度为20-50%，温度为35-40℃。优选的，所述新鲜胺液或再生后贫胺液温度为40℃。所述新鲜胺液或再生后贫胺液与液化石油气质量比为50-200%。所述含硫化氢的液化石油气原料温度为30-40℃。

本实用新型的有益效果为：

1）传质效率高、硫化氢脱除率高，精制后液化石油气硫化氢含量<10mg/Nm3；

2）分离效率高，极大减少了胺液的乳化夹带和跑损；

3）胺液的有效利用率高。在相同液化气处理量情况下，胺液循环量小，大幅降低了泵电耗和再生蒸汽能耗；

4）胺液回收率高，减少了新鲜胺液的补充量，降低了助剂成本费用。

5）大幅降低后续脱硫醇单元预碱洗的碱耗量，提高了脱硫醇装置的操作稳定性。

6）液膜吸收塔操作弹性大、压降小、抗堵塞性能好，克服了传统填料塔因杂质积聚堵塞而造成的传质效率下降、胺液夹带跑损、操作波动大、冲塔等技术难题。

7）与传统填料塔相比，液膜吸收塔体积减少3-5倍、占地面积小，大大降低设备投资费用。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的一种脱除液化石油气中硫化氢的装置的结构示意图。

图中：

1、液膜吸收塔；2、第一分离罐；3、第二分离罐；4、聚结器；41、液化石油气原料输入管；42、混合贫胺液输入管；43、一级精制石油液化气输出管；44、一级富胺液输出管；45、废胺液排出口；46、二级精制液化石油气输入管；47、二级精制液化石油气输入管；48、二级富胺液输出管；49、三级精制液化石油气输入管；5、胺液输入系统；50、三级精制液化石油气输出管；51、三级富胺液输出管；52、再生后贫胺液输入管；53、新鲜胺液输入管；6、胺液输入泵。

具体实施方式

如图1所示，一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，包括液膜吸收塔1和胺液输出系统5，所述液膜吸收塔1顶部连接有混合贫胺液输入管42，上部设有液化石油气原料输入管41，下部连接有第一分离罐2；所述第一分离罐2上部设有一级精制液化石油气输出管43，下部设有一富级胺液输出管44和废胺液排出口45；所述一级精制液化石油气输出管43与二级精制液化石油气输入管46相连接，二级精制液化石油气输入管46末端设有第二分离罐3，第二分离罐3上部设有二级精制液化石油气输出管47，下端设有二级富胺液输出管48；所述二级精制液化石油气输出管47末端连接有三级精制液化石油气输入管49，三级精制液化石油气输入管49末端设有聚结器4，聚结器4上部设有三级精制液化石油气输出管50，聚结器4下部连接有三级富胺液输出管51；所述胺液输出系统5包括再生后贫胺液输入管52、新鲜胺液输入管53和胺液输入泵6，再生后贫胺液输入管52和新鲜胺液输入管53分别与胺液输入泵6相连接，胺液输入泵6与混合贫胺液输入管42相连接。所述一富级胺液输出管44、二级富胺液输出管48和三级富胺液输出管51汇聚于同一出口管。

所述液膜吸收塔1的内芯采用弯曲不锈钢纤维丝，直径在0.1-0.3mm，不锈钢材质为304或316L，镍含量>22%，抗拉强度>1400Mpa，外观为S形波纹丝，波幅在0.1-10mm，波峰或波谷间距在1-50mm，表面亲水角0-30°。

一种脱除液化石油气中硫化氢的方法，包括以下步骤：

1）从液膜吸收塔顶端和上侧端分别输入新鲜胺液或再生后贫胺液、含硫化氢的液化石油气原料，在液膜吸收塔中进行混合传质反应。形成的混合相经0.5～2min通过液膜吸收塔至第一分离罐，停留10～30min，在第一分离罐得到分离的一级精制液化石油气和一级富胺液；

2）一级精制液化石油气通过输出管进入第二分离罐，停留30～60min，得到分离的二级精制液化石油气和二级富胺液；

3）二级精制液化石油气通过输出管进入聚结器，停留1～2min，得到分离的三级精制液化石油气和三级富胺液，脱胺后三级精制液化石油气进入脱硫醇单元处理；以及

4）第一分离罐、第二分离罐和聚结器分离后的一级、二级、三级富胺液合并一道，进入胺液再生系统再生，再生后贫胺液返回液膜吸收塔循环使用。

所述新鲜胺液或再生后贫胺液的质量浓度为20-50%，温度为35-40℃。所述新鲜胺液或再生后贫胺液与液化石油气质量比为50-200%。所述含硫化氢的液化石油气原料温度为30-40℃。

应用实例

实际生产时，通过再生后贫胺液输入管52和新鲜胺液输入管53分别将温度为35-45℃的再生后贫胺液和温度为20-40℃的新鲜胺液，经胺液输入泵6和混合贫胺液输入管42输入至液膜吸收塔1，流经、润湿纤维表面形成液膜，贫胺液(MDEA)的质量浓度为20-50%。

将温度为30-45℃的含硫化氢的液化石油气从原料输入管41输入至液膜吸收塔1，与a步骤输入的贫胺液混合为混合相，混合相经0.5～2min通过液膜吸收塔1至第一分离罐2，在第一分离罐2得到分离的一级精制液化石油气和一级富胺液，其中贫胺液进料量（重量）为液化石油气原料进料量（重量）的50-200%。

精制液化石油气在分离罐3停留10～30min，然后从一级精制液化石油气输出管43中输出后，经二级精制液化石油气输入管46进入第二分离罐3中，停留30～60min，将携带的微量胺液沉降分离，得到分离的二级精制液化石油气和二级富胺液。

从二级精制液化石油气输出管47出来的液化石油气经过三级精制液化石油气输入管进入聚结器，停留1～2min，进一步脱除液化气中溶解度的富胺液，得到分离的三级精制液化石油气和三级富胺液。分离后的三级精制液化石油气进入脱硫醇单元处理。

第一分离罐2、第二分离罐3、聚结器4分离后的第一富胺液、第二富胺液、第三富胺液合并一道，进入胺液再生系统处理。再生后贫胺液返回液膜吸收塔循环使用。胺液降解产生的废液从第一分离罐2废液排出口45排出处理。

具体脱硫化氢装置和设定的技术参数及精制产品检测结果如下：

当催化液化石油气原料流量为200L/h时，测定原料中硫化氢含量为12000mg/Nm3，进料温度为37.6℃，压力1.49 MPa，胺液流量为80L /h，循环胺液浓度为25%，在液膜吸收塔内反应时间为1.17min，在第一分离罐精制液化石油气停留时间为10min，第二分离罐停留30min，聚结器停留2.0min，精制石脑油经过检测硫化氢含量为8.9mg/Nm3，脱除率达到99.9%，残液含量测不出。

当催化液化石油气原料流量为400L/h时，测定原料中硫化氢含量为12000mg/Nm3，进料温度为37.6℃，压力1.49 MPa，胺液流量为150L /h，循环胺液浓度为25%，在液膜吸收塔内反应时间为0.59min，在第一分离罐精制液化石油气停留时间为12min，第二分离罐停留30min，聚结器停留1.1min，精制石脑油经过检测硫化氢含量为7.6mg/Nm3，脱除率达到99.9%，残液含量为0.01ml（胺液）/L（液化气）。

本实用新型的脱硫化氢装置和脱硫化氢方法，也可以用于轻汽油等轻质油品的精制，在此就不一一列举其技术参数。

虽然以上仅描述了本实用新型的具体实施方式范例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更或修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，包括液膜吸收塔（1）和胺液输出系统（5），其特征在于：液膜吸收塔（1）顶部连接有混合贫胺液输入管（42），液膜吸收塔（1）上部设有液化石油气原料输入管（41），液膜吸收塔（1）下部连接有第一分离罐（2）；第一分离罐（2）上部设有一级精制液化石油气输出管（43），第一分离罐（2）下部设有一富级胺液输出管（44）和废胺液排出口（45），一级精制液化石油气输出管（43）与二级精制液化石油气输入管（46）连接，二级精制液化石油气输入管（46）末端设有第二分离罐（3），第二分离罐（3）上部设有二级精制液化石油气输出管（47），第二分离罐（3）下端设有二级富胺液输出管（48），二级精制液化石油气输出管（47）末端连接有三级精制液化石油气输入管（49），三级精制液化石油气输入管（49）末端设有聚结器（4），聚结器（4）上部设有三级精制液化石油气输出管（50），聚结器（4）下部连接有三级富胺液输出管（51）；胺液输出系统（5）包括再生后贫胺液输入管（52）、新鲜胺液输入管（53）和胺液输入泵（6），再生后贫胺液输入管（52）和新鲜胺液输入管（53）分别与胺液输入泵（6）相连接，胺液输入泵（6）与混合贫胺液输入管（42）相连接。

2.根据权利要求1所述的一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，其特征在于：所述一富级胺液输出管（44）、二级富胺液输出管（48）和三级富胺液输出管（51）汇聚于同一出口管。

3.根据权利要求2所述的一种脱除液化石油气中硫化氢的装置，其特征在于：所述液膜吸收塔（1）的内芯采用弯曲不锈钢纤维丝，直径在0.1-0.3mm，材质为304或316L，镍含量>22%，抗拉强度>1400Mpa，外观为S形波纹丝，波幅在0.1-10mm，波峰或波谷间距在1-50mm，表面亲水角0-30°。