MDEA脱碳

脱碳工段作业指导书

1.目的：

规范岗位人员的操作方法、提高岗位人员的操作水平。 2..范围：

本规程适用于甲醇厂二期脱碳岗位。 3.职责：

3.1认真操作执行各项工艺指标。 3.2在操作中做到各设备的保养和维护。

3.3遇到不正常情况做到及时准确处理解决，解决不了的及时上报。 4.技术规程及操作

MDEA水溶液（贫液）吸收来自变脱工段水煤气中所含的二氧化碳气 体，使水煤气中的二氧化碳得到大部分脱除。吸收二氧化碳后的MDEA水溶液（富液）经过加热、减压在再生塔中得到汽提、再生，经再生后的贫液冷却换热后循环使用 。

MDEA物化性质及脱碳原理

MDEA学名N-甲基二乙醇胺（纯度99%），为无色或微黄色粘性液体，分子式：CH3N(CH2CH2OH)2,沸点246~249℃/760mmHg；比重1.0425g/ml（20℃）；冰点-21℃（纯度99%）；粘度101Cp（20℃）；易与水、乙醇、乙醚等混溶。

MDEA水溶液属于有机碱溶液，在水中呈弱碱性；遇酸性二氧化碳气体将发生酸碱中和反应，同时在较高压力下，二氧化碳气体有较高的物理溶解性；所以整个吸收过程属于物理、化学吸收过程。

吸收二氧化碳后的MDEA富液进入再生塔顶部减压闪蒸，半贫液在塔底加热分解使二氧化碳彻底释放，同时塔底气体上升的过程中对塔顶的富液形成二次气提的

功效；所以整个再生过程也属于物理、化学再生过程。

改良N甲基二乙醇胺法脱碳是MDEA的水溶液添加少量的活化剂形成的。 该法的吸收和再生过程可用一个反应式表示： R2CH3N+CO2+H2O==R2CH3NH+.HCO3- （1） 这是一个可逆放热反应，实际过程是分步进行的，即： CO2+H2O==H2CO3 （2） H2CO3==H++HCO3- （3） H++R2CH3N==R2CH3NH+ （4）

反应式（2）即CO2水合反应很慢，是整个过程的控制步骤，加入活化剂后，吸收CO2的反应按下面历程进行：

R2NH+ CO2==R2NCOOH （5） R2NCOOH== R2NCOO-+ H+ （6） R2CH3N+ H+== R2CH3NH+ （7） R2NCOO-+ H2O== R2NH+ HCO3- （8）

由可见，R2NH是循环使用的，其中（5）是全过程的控制步骤，但比（2）的反应速度快的多，活化剂起了传递CO2的作用，加快了反应速度，同时活化剂也降低了溶液中CO2的平衡分压，提高了原料气的净化度。活化剂在表面吸收了CO2然后液相传送，活化剂被再生。 4.1流程简述（流程图） 4.1.1气体流程

经分离后的变脱气（0.8MPa、40℃）进入吸收塔低部与塔顶喷淋而下的液体逆流接触，二氧化碳在此被大部分吸收；从塔顶出来的净化气（0.8MPa、60℃）经净化

气冷却器冷却后，进入净化气分离器，分离掉MDEA水溶液的气体送往精脱硫工段。 4.1.2 液体流程

吸收二氧化碳后的富液（70℃）从吸收塔底出来进入溶液换热器，吸收热量后的富液（85℃）进入再生塔与上升的解吸气逆流接触后流入塔内集液槽，从集液槽出来的液体（90℃）进入煮沸器，加热后的气液混合物（110℃）进入再生塔下部，气体从集液槽升气管进入上段填料层进行气提，塔底贫液（104℃）进入溶液换热器与富液热量交换，放热后的液体（85℃）进入贫液冷却器进行冷却，冷却后的液体（60℃）由溶液泵打入吸收塔进行循环使用。 4.1.3 二氧化碳流程

由再生塔顶部出来的气汽混合物进入再生器冷却器，冷却回收冷凝液后气体送往再生器分离器，分离后的二氧化碳放空。 4.2工艺指标 4.2.1一类指标

净化气中CO2含量3-5% 4.2.2二类指标

溶液比例 MDEA：水=1：0.82 再生塔压差0.01—0.02MPa 煮沸器出口温度 105—115℃ 入吸收塔贫液温度 55—65℃ 净化气温度〈40℃ 再生气温度〈40℃ 贫液PH值8—10

溶液泵出口压力〉1.2MPa 吸收塔压差〈0.05MPa 4.3设备简述（见表格） 4.4自调阀及阀位

4.4.1煮沸器蒸汽入口调节阀——气开式 4.4.2蒸汽冷凝水调节阀——气开式 4.4.3冷凝回收液调节阀——气开式 4.5巡检内容及路线 4.5.1内容：

4.5.1.1根据操作记录表，按时检查记录。 4.5.1.2及时注意各塔槽液位和系统压力、温度。

4.5.1.3及时检查溶液泵、冷凝水泵等运转设备运转情况。

4.5.1.4勤检查、及时排放各分离设备的冷凝水，检查系统设备管道阀门泄露情况。 4.5.2路线：蒸汽入口管——吸收塔、冷却塔、分离器——再生塔、冷却塔、分离器——冷凝水槽、冷凝水泵——脱碳泵、地下槽——换热器、冷却器 4.6正常操作要点及注意事项

各点参数的调整首先要满足净化气中CO2的含量符合工艺指标，然后再此前提下尽量降低蒸汽消耗以及溶液泵的电耗。因此，调整的主要对象为：A、贫液流量；B、进吸收塔贫液温度；C、 出煮沸器贫液温度

4.6. 1进吸收塔贫液温度一般控制55—65℃。温度太低，吸收效果好但蒸汽消耗增大；温度太高，蒸汽消耗减少但吸收效果差，并且溶液损耗也大；所以，在保证净化气中CO2含量、及溶液消耗少的情况下，尽量提高吸收温度以降低蒸汽消耗。控制

时由贫液冷却器的循环冷却水来控制。

4.6.2 出煮沸器贫液温度一般控制在105—115℃。它是溶液的沸点温度，沸点随压力的升高而升高，常压下为102—104℃，在0.03MPa下为110—115℃；贫液流量恒定的条件下，蒸汽用量的大小会直接影响溶液的沸点；用量过大，二次蒸汽就过大，随之阻力增加，沸点上升；若蒸汽变化较小，沸点变化不大；若蒸汽用量太小，则直接影响贫液中CO2的含量；而贫液中CO2的含量也直接影响净化气中CO2的含量。所以控制好蒸汽用量至关重要。

4.6.3 贫液中CO2的含量直接影响净化气中CO2的含量。一般贫液中CO2的含量过高，会造成净化气中CO2的含量超标；相反，贫液中CO2的含量过低，则蒸汽消耗就要增大。

4.6.4 贫液流量：贫液流量的大小会直接影响净化气中的CO2的含量，同时也直接与蒸汽的用量相关。因此，调节贫液流量大小的原则为在保证净化气中CO2的含量符合指标的前提下，尽可能减少蒸汽消耗。

4.6.5 再生塔塔底温度：此处温度较滞后，它受煮沸器加热的高低及塔底的高低的影响，所以要注意煮沸器蒸汽用量与塔底温度之间的关系。

4.6.6再生塔压力的控制：塔内压力的控制直接影响到再生的好坏及煮沸器蒸汽的消耗量。塔内压力控制高，再生效果好，煮沸器温度上升，MDEA消耗加大，蒸汽消耗加大；塔内压力控制低，再生效果差，煮沸器温度下降。所以，在达到贫液贫度的情况下，塔内压力尽量控制低线。

4.6.7 其他各点温度的控制是随以上各参数变动而变动。

4.6.8 保证MDEA脱碳液的质量。循环使用过程中及时回收冷凝水，根据液位及浓度的变化及时补加软水和MDEA液体，保证液体所需的浓度及PH值。

4.6.9 控制好各塔液位，防止液封及溶液泵抽空的现象的发生。吸收塔液位太高将会发生液封现象，液位太低容易发生串气等重大事故，一般控制在1/3—2/3为好；再生塔液位控制太高，煮沸器温度上升，阻力加大，液位控制太低，溶液泵容易抽空，所以液位应控制在稍高线1/2—3/4为好。 4.7正常开车

4.7.1变换气入吸收系统升压至0.4 MPa

4.7.2按正常步骤启动贫液泵，待出口压力达1.0MPa，打开出口阀向吸收塔送液。 4.7.3吸收塔液位上升时，缓慢打开液位调节阀向气体塔送液，进行液相循环。 4.7.4调节各塔液位至稳定，如系统溶液不足，可启动地下泵补液。

4.7.5变换气入吸收系统，由净化气冷却器、分离器出口放空或送入下一工段。 4.7.6根据变换气流量和净化气分析数据，调节贫液流量控制 CO2的成份满足生产的需要。

4.7.7调节煮沸器的温度，控制再生，稳定贫液液相CO2成份，确保再生效果。 4.7.8适当开启再生器放空阀，稳定再生压力。

4.7.9密切注意吸收塔、汽提塔、气体进出口压差变化情况，当压差变化升高，及时分析原因，出现拦液现象，要向系统缓慢加入消泡剂，但必须慎重使用消泡剂，确定压差加大的原因，确定是由于溶液起泡严重引起的，才可使用消泡剂。 4.8正常停车 4.8.1短期停车：

4.8.1.1 接停车通知后，等压缩机减量后，关系统进出口大阀。并且关系统进口蒸汽总阀。

4.8.1.2 待系统停车，溶液循环一段时间后，然后再停溶液泵、冷凝水泵，系统保

压。

4.8.1.3然后关闭再生器分离器出口阀（严防空气进入系统）。 4.8.2 紧急停车：

4.8.2.1 如遇全厂突然停电或重大设备事故，气柜低于安全位置等紧急性情况时须紧急停车。

4.8.2.2迅速关闭出入口大阀，蒸汽总阀，吸收塔溶液出入口阀，尽量快的与其他工序切断。

4.8.2.3 注意自身各塔液位，急忙中严防串气及抽空现象。 4.8.2.4 再按短期停车步骤进行。 4.8.3长期停车

4.8.3.1 按短期停车步骤停车后，打开放空阀卸压。

4.8.3.2 停车后，将脱碳液倒入地槽和储槽贮存，或其他容器贮存，如果再生系统须检修，可用清水清洗合格后进行检修。

4.8.3.3 系统置换配合下工段用惰性气和空气，同时进行置换。

4.8.3.4置换方案：在系统入口取样分析惰性气合格后打开系统入口阀导入系统，打开系统出口放空。将排污阀、倒淋阀、分析取样阀、压力表阀打开排放，在各排放点取样分析（CO+H2）≤5.5%系统置换结束。系统置换后要用NaOH溶液进行冲洗，然后在用脱盐水反复冲洗，然后才能检修。 4.9 溶液系统清洗

人工清理再生塔、储槽、地槽后，向两糟内加清水，然后从排污阀放掉，这样反复几次,直至水清为合格；然后将吸收塔充压至0.6MPa，溶液配置为5%NaOH并加温至80℃左右后打入系统各塔建起相应的液位，开起溶液泵系统循环清洗24小时，使设备、管

线、填料上的油污彻底去除，最后将NaOH溶液放掉；然后系统从新补入软水，系统循环24小时充分洗掉残余碱液，将水排尽，清洗完成。 4.10 脱碳系统水煤气置换

与变脱工段联系，将水煤气送入脱碳系统并在入口取样合格后，打开入口阀送入脱碳系统。按流程顺序开各设备的排污阀、脱碳出口放空阀，直到从脱碳出口取样分析氧含量小于0.5%为合格，关闭各放空阀、排污阀，使系统保持正压。 4.11 脱碳MDEA溶液制备

在化药槽中加入脱盐水通蒸汽和空气加热至60-800C, 然后按配比要求MDEA：水=1：0.82（~550g/l），并加入部分消泡剂（总量为3kg）后打入再生塔，由溶液泵再补入吸收塔，吸收塔充压至0.6MPa后，液向开始循环。正常生产中，直接用储槽内的MDEA液体进行配制。 4.12不正常情况及处理

不正常现象 原 因 处理方法 ① 汽提塔CO2底溶液温度低贫液液相二氧化碳高。 ②溶液循环量小。 ③溶液浓度过低，活化剂含量少。 净化气中CO2含④系统压力突然升高，循环量下降。 量高 ⑤吸收塔、汽提塔拦液严重。 ⑥来气中二氧化碳含量高。 ⑦溶液中杂质增多，活性不好。 ①增加再沸器蒸汽用量，提高温度，降低液相二氧化碳。 ② 加大循环量。 ③ 蒸浓或补液，补充活化剂达指标。 ④稳定压力加大循环量。 ⑤分析原因，按拦液原因处理。 ⑥增大循环量。 ⑦启用过滤器过滤溶液，必要时更换部分溶液。 ①再沸器蒸汽用量少。 ①加大蒸汽用量 ②溶液循环量大。 ②在保证净化气二氧化碳指标的前提溶液再生度低 ③因补水过多，汽提塔底温度下降。 下调节其他指标，适当减少循环量。 ④再生气压力高，再生不好。 ③加大蒸汽，提高溶液温度。 ④适当降低压力维持指标。 ①吸收塔拦液。 ①分析原因，根据拦液情况处理 吸收塔压差增②溶液机械杂质多塔内有堵塞。 ②加强溶液过滤，有机会将溶液放入大 ③溶液盐类太多，造成塔内有结晶堵储槽或更换部分溶液。 塞。 ④吸收塔进出口压力表不准。 ①吸收塔液位自调失灵。 ②系统压力波动较大。 ③液位计气液相管堵。 ④溶液起泡严重，发生拦液现象 吸收塔液位波动大 ③加大循环量冲洗或更换部分溶液处理结晶，严重时停车处理。 ④检查校正 ①改手动操作，联系仪表检修。 ②查找原因，稳定系统压力。 ③拆开清洗，用蒸汽吹。 ④加消泡剂，按拦液现象处理。 4.13运转设备的开停方法 4.13.1开泵

4.13.1.1通知调度准备开泵。

4.13.1.2工艺人员检查油位进行盘车。 4.13.1.3打开泵入口阀门、系统排空气。

4.13.1.4启动开关，加足频率、待出口压力达到标准状况下打开出口阀门。 4.13.1.5检查无异常现象，投入系统。 4.13.2正常停泵

4.13.2.1通知调度及相关岗位。 4.13.2.2关闭出口阀门，停下开关。

4.13.2.3关闭泵入口阀门，进行盘车，停泵完毕。 附主要设备一览表

项目 名称 吸收塔 汽提再生塔 净化气冷却器 贫液冷却器 溶液换热器 煮沸器 规格型号 φ3000 H=38154壁厚=14 φ3000 H=30250 壁厚=10\\12立式 φ1000 H=7360壁厚=10 1400*900*3780 F=310m2 2450*900*3780 F=550m 壳程φ1200 H=6794 壁厚=12立式列管 2数量 1 1 1 1 1 1 设备材质 16MnR 16MnR 16MnR Q235-A 316L 筒体: Q235-A 管:316L 16MnR 总重量 kg 65620 44405 8960 8200 11600 10385 厂家 临沂旭阳化工机械厂 金来工贸 济南张夏水龙王 上海尔星 上海尔星 济南张夏水龙王 再生气冷却器 气体分离器 1520*900*4380 F=342m2 1 1 1 1 筒体: Q235-A 管:316L 16MnR 5260 上海尔星 济南张夏水龙王 φ1600 H=7835壁厚=12 立式圆筒型 再生气分离器 φ1600 H=7835壁厚=10 立式圆筒型 Q235-A 4965 阻汽排水器 φ1400 H=3305 壁厚=10立式圆筒型 φ4200 H=6421 φ2000 H=2000 φ1200 H=1500 Q=340m/Hh=160m P=220KW V=380V Q=7.5m/h；H=34.5m P=3KW；V=380v；n=2900r/min Q=7.5m3/h；H=40m P=7.5KW；V=380v；n=2900r/min 3316MnR 1405 溶液贮槽 地下槽 冷凝水贮槽 ☆ 脱碳泵 电机 冷凝液泵 电机 1 1 1 2 2 Q235-A Q235-A Q235-A DK300-35*5 Y355M1-4 IH50-32-160 Y100L-2 3000 2000 金来工贸 金来工贸 金来工贸 博泵科技 博泵科技 自吸泵 靖江庆功泵业 4.14相关记录

4.14.1净化现场操作记录表 4.14.2中控操作记录表二 4.14.3净化岗位分析记录表

再生气冷却器 气体分离器 1520*900*4380 F=342m2 1 1 1 1 筒体: Q235-A 管:316L 16MnR 5260 上海尔星 济南张夏水龙王 φ1600 H=7835壁厚=12 立式圆筒型 再生气分离器 φ1600 H=7835壁厚=10 立式圆筒型 Q235-A 4965 阻汽排水器 φ1400 H=3305 壁厚=10立式圆筒型 φ4200 H=6421 φ2000 H=2000 φ1200 H=1500 Q=340m/Hh=160m P=220KW V=380V Q=7.5m/h；H=34.5m P=3KW；V=380v；n=2900r/min Q=7.5m3/h；H=40m P=7.5KW；V=380v；n=2900r/min 3316MnR 1405 溶液贮槽 地下槽 冷凝水贮槽 ☆ 脱碳泵 电机 冷凝液泵 电机 1 1 1 2 2 Q235-A Q235-A Q235-A DK300-35*5 Y355M1-4 IH50-32-160 Y100L-2 3000 2000 金来工贸 金来工贸 金来工贸 博泵科技 博泵科技 自吸泵 靖江庆功泵业 4.14相关记录

4.14.1净化现场操作记录表 4.14.2中控操作记录表二 4.14.3净化岗位分析记录表

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