1 原因分析
1.1 水含量偏高主要原因
1.1.1 通过与化验中心进行结合, 发现丁烷原料中的水含量与以往并没有明显变化, 所以原料中水含量偏高不是主要因素。
1.1.2 通过对脱水塔前后进行取样, 结果显示脱水塔前的水含量在30ppm左右, 经过脱水后水含量降低不到5个ppm, 显然脱水塔分子筛已经接近饱和, 已经无法进行深度脱水。
1.2 二氧化碳含量偏高的原因
1.2.1我厂原料气脱硫装置在开机期间每小时注入的空气为30m3, 空气中二氧化碳含量约为0.03%, 这样一天下来注入脱硫装置二氧化碳约为30m3*24*0.03%=0.2m3, 三气原料气每天按照80万方计算, 相当于给原料气中二氧化碳含量增加了0.2/800000=0.125ppm, 这基本上可以忽略不计, 所以给脱硫装置注入空气不是异丁烷产品中二氧化碳含量偏高主要原因。
1.2.2 由于我厂没有深度脱除二氧化碳装置, 导致丁烷原料中的二氧化碳含量无法进行有效降低, 这是异丁烷产品中二氧化碳含量偏高的主要原因。
1.3 硫含量偏高的原因
1.3.1 通过对我厂大脱硫装置原料气取样结果进行分析, 发现原料气中的硫含量较以往并没有明显变化, 所以井场气中硫不是我厂产品中硫含量偏高的主要原因。
1.3.2 目前我厂脱水装置无法进行脱硫, 所以对产品中的微量硫无法有效脱除, 这是硫含量偏高的主要原因。
2 制定对策
2.1 针对原有分子筛使用时间过长导致产品中水含量偏高, 可以采取的措施是重新更换分子筛, 分子筛的性能要求脱水能力较强, 这个可以参考以往使用的分子筛即3A分子筛, 该分子筛具有性能单一, 脱水能力强特点, 是石油、化工行业中气液相深度干燥所常用的干燥剂。加上该种分子筛以往在我厂使用较多, 技术上较为成熟, 是理想的脱水分子筛。
2.2 针对CO2和硫含量超标的情况, 参考目前各种分子筛的性能特点, 可以采用13X分子筛, 13X分子筛的孔径10A, 吸附小于10A任何分子, 可用于催化剂协载体、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氢气体共吸附, 使用后可以有效减少我厂异丁烷产品中CO2和硫含量。
两种分子筛选定以后, 需要对我厂原有的脱水装置进行工艺改造, 以前的脱水装置因为功能单一, 只具备脱水功能, 故采用的是两塔并联装置。而现在要求脱水装置使用两种不同类型的分子筛, 原有的工艺肯定无法满足要求, 需要进行工艺改造。因为异丁烷产品需要依次经过3A分子筛进行脱水和经过13X分子筛进行脱CO2和硫, 故可以考虑使用两塔串联。同时进行相关工艺管线的更改
3 新装置运行情况
脱水装置进行改造后, 经过试运行, 发现装置运行平稳, 压降正常, 无异常现象发生, 通过对试运行期间经过脱水后的异丁烷进行取样分析, 发现产品达到了预期的效果, 各项指标满足客户的要求, 下表为试运行期间的取样检测结果。
通过上表可以看出, 新的脱水装置运行后, 异丁烷产品中的水含量降到了10ppm以下, CO2含量降到了5ppm以下, 同时硫含量也降到了5ppmv以下, 完全达到了客户的需求, 满足了我厂生产的需要。脱水装置改造达到了预期的效果。
摘要：天然气处理厂丁烷厂主要生产高纯异丁烷产品, 高纯异丁烷作为工业用高效制冷剂, 要求制冷温度低, 防腐蚀, 而CO2和水的存在容易导致制冷剂在使用过程中发生冻堵现象, 硫含量偏高容易导致管线设备发生腐蚀。目前异丁烷产品CO2含量小于5ppm, 水含量小于20ppm, 硫含量应小于5ppm才能满足市场需求, 所以对丁烷厂异丁烷产品质量有了新的要求。
关键词：异丁烷,脱水塔,工艺,质量