CN106362428A - 一种低温变换工艺凝液汽提方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到一种低温变换工艺凝液汽提方法，其特征在于包括下述步骤：来自界外低温变换工艺凝液进入闪蒸罐，分离出低温变换工艺凝液中的酸性气体和不凝性气体送至下游装置或火炬***，分离出的第一液相进入与塔顶换热器换热至90～100℃后从上部进入汽提塔；所述汽提塔的塔顶出口气相进入所述塔顶换热器与来自所述闪蒸罐的液相换热后冷凝为第二液相，第二液相分为两股，其中第一股从上部返回所述汽提塔，第二股为间歇性抽取送去污水处理装置；所述塔顶换热器的出口管箱中分离出的不凝性气体送至下游装置或火炬***，以维持整个汽提***压力稳定；低压蒸汽从下部进入所述汽提塔。
Description
技术领域
本发明涉及到一种低温变换工艺凝液汽提方法。
背景技术
煤化工装置CO变换单元汽提***主要作用为处理CO变换单元低温工艺冷凝液和酸性气体脱除单元的洗氨液，将冷凝液和洗氨液中的氨、硫化氢和二氧化碳等气体汽提出来，保证送往气化单元或其它装置的变换净化凝液中氨和硫化氢指标合格。
由于上游煤气化单元进料煤质的千差万别，导致CO变换低温工艺冷凝液成分比较复杂，冷凝液中含有NH3、H2S、CO2、Cl-、CN-等成分，这些成分都具有强烈腐蚀性。特别是在汽提工艺存在闭路循环回路中，这些腐蚀性组分会进一步得到了浓缩，加剧了材料腐蚀。对于劣质煤，低温工艺冷凝液中氨、氮和Cl-含量会进一步增加，加剧了***腐蚀；此外还有应力腐蚀。
CN101597092A公开了《一种单塔注碱加压汽提处理煤气化污水的方法》，煤气化污水分冷热两股从污水汽提塔上部和中上部进入单塔进行侧线抽氨。从侧线采出的气氨经三级分离器分离得出高浓度氨气和凝液，凝液返回原料罐。此方法的主要缺点是此流程中存在一个闭路循环回路，只通过注碱并不能有效杜绝腐蚀问题的产生。
CN103408084A公开了《一种内置石墨冷凝器的单塔全吹出工艺凝液汽提工艺》，在汽提塔内顶部设置石墨冷凝器，冷凝下来的液相依靠重力作用返回汽提塔，未冷凝的气相送入下游装置或火炬***。此方法的主要缺点是随着装置规模的大型化，内置石墨换热器与汽提塔之间的连接只能采用焊接，而不可能采用法兰连接，导致石墨换热器的安装与汽提塔内部的检修和内件更换极为不便。
CN103101988A公开了《一种煤气洗涤水汽提方法》，来自于气化煤气洗涤水采用20wt％的稀硝酸调节，汽提塔的板材采用碳钢复合镍基合金Alloy825，汽提冷却器的换热管采用碳钢浸铝换热管，浸铝层深度要求在0.1mm～0.2mm。此方法的主要缺点是一方面汽提塔或者气体冷却器选材昂贵，制造工艺严苛；另一方面通过已运行装置现场挂片实验证明此类价格昂贵的材料也同样会产生腐蚀问题，此方法并没有从根本上解决煤气洗涤水汽提工艺腐蚀问题；通过稀硝酸中和pH，这样会导致汽提***中带入新的杂质，提高下游装置的分离难度。
由于汽提***腐蚀性组分累积，对***中的汽提塔、换热器、分离器、泵、阀门和管线造成严重腐蚀，严重影响了汽提塔的汽提效果和长周期稳定运行；在汽提***中，泵和阀门腐蚀较严重，分离器的液位难以控制，汽提塔操作不稳定，汽提塔的操作波动会导致硫回收工况波动，容易造成硫回收尾气中二氧化硫超标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能有效避免设备腐蚀的低温变换工艺凝液汽提方法，从而保证设备运行安全性，提高经济效益。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该低温变换工艺凝液汽提方法，其特征在于包括下述步骤：
来自界外低温变换工艺凝液进入闪蒸罐，分离出低温变换工艺凝液中的酸性气体和不凝性气体送至下游装置或火炬***，分离出的第一液相进入与塔顶换热器换热至90～100℃后从上部进入汽提塔；
所述汽提塔的塔顶出口气相进入所述塔顶换热器与来自所述闪蒸罐的液相换热后冷凝为第二液相，第二液相分为两股，其中第一股从上部返回所述汽提塔，第二股为间歇性抽取送去污水处理装置；当所述第二液相中Cl-浓度或NH4 -浓度或H2S浓度大于50mg/L时，以0.4～0.6t/h的速率抽取第二股送去污水处理装置，直至第二液相中Cl-浓度小于50mg/L时停止抽取第二股；
所述塔顶换热器的出口管箱中分离出的不凝性气体送至下游装置或火炬***，以维持整个汽提***压力稳定；
温度为140～170℃、压力为0.5～0.6MPaG的低压蒸汽从下部进入所述汽提塔；控制所述汽提塔的反应条件为塔釜的操作温度为140～160℃，塔压控制在0.4～0.6MPaG。
在所述汽提塔的塔底出口得到净化凝液，净化凝液经由塔底冷却器回收热量后送至气化装置或其他装置。
优选所述塔顶换热器位于所述汽提塔的上方。能够使冷却后的工艺凝液通过重力自流至汽提塔，节能降耗效果好，且减少了回流泵和相关仪表阀门等，节省投资。
为保证气液分离效果，所述塔顶换热器的出口管箱的高度优选为1.5～3m。
与现有技术相比，本发明所提供的低温变换工艺凝液汽提方法在低温变换凝液进入汽提***之前进行预闪蒸处理，分离出腐蚀性气体，能够有效杜绝汽提***的腐蚀问题，并且将回流罐和换热器设计为一体式结构，减少了占地面积和投资；同时在回流罐和汽提塔之间的闭路循环管线中采出一股间断流股送至下游单元处理，从根本上解决了腐蚀组分的不断累积问题，保证了设备长周期使用安全，环境友好。
本发明CO变换凝液汽提方法除适用于CO变换单元外，还可用于其它类似温位的存在腐蚀问题的闭路循环回路中。
附图说明
图1为本发明实施例示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如附图1所示，将本实施例配套煤制180万吨/年甲醇装置使用来进一步说明本发明。
该低温变换工艺凝液汽提方法包括下述步骤：
来自界外的温度为40℃、压力为5.7MPaG的低温变换工艺凝液，其摩尔组成为CO：0.014％，H2：0.041％，CO2：0.514％，H2S：0.01％，NH3：0.365％，H2O：99.055％，进入闪蒸罐3，控制闪蒸罐3压力为0.7MPaG，分离出低温变换工艺凝液中含有的酸性气体和不凝性气体并一起送至下游装置或火炬***，分离出的第一液相进入与塔顶换热器2的壳程换热至94.3℃后从上部进入汽提塔1；
温度为156℃、压力为0.56MPaG的低压蒸汽从下部进入汽提塔1，控制汽提塔1内的反应条件为塔釜的操作温度为150℃，塔压力为0.5MPaG。
在汽提塔1的塔顶出口得到的气相从入口管箱22进入塔顶换热器2的管程，与来自闪蒸罐3的第一液相换热至140℃后冷凝为第二液相。
本实施例中，塔顶换热器2位于汽提塔1的上方。
第二液相分为两股，其中第一股在自身重力作用下自流，从上部返回汽提塔1，第二股送去污水处理装置；第二股的抽取量根据整个回流管线中腐蚀性组分的累积情况，例如当Cl-或NH4 -或H2S等组分的浓度超过50mg/L时，以0.5t/h的速率抽取第二股，直至第二股液相中Cl-或NH4 -或H2S等组分的浓度不大于50mg/L时停止抽取，以解决管线和设备的材质不受严重的腐蚀。此措施不仅可以监控汽提塔顶回流管线的腐蚀性组分累积情况，而且可以有效降低腐蚀性组分对设备及管线材质的腐蚀。
本实施例中，塔顶换热器2的出口管箱21高度为2m，出口管箱形成气液分离器，在出口管箱21的上部分离出不凝性气体，将该不凝性气体送至下游装置或火炬***，控制不凝气体的排放压力为0.5MPaG，以维持整个汽提***压力稳定。
汽提后，在汽提塔1的塔底出口得到净化凝液，净化凝液经由塔底冷却器4回收热量后送至气化装置。
表1示出了本实施例与常规单塔汽提工艺的比较。
表1
由表1可以看出：若采用常规单塔汽提工艺处理低温变换工艺凝液，进汽提塔的酸性组分含量较高；而本发明采用的预闪蒸汽提工艺进汽提塔的酸性组分含量较低。其中CO2流量从1453kg/h降至149kg/h，H2S流量从22kg/h降至10kg/h，NH3流量从399kg/h降至316kg/h。所需汽提蒸汽负荷降低达5％左右，可以降低整个汽提***的能耗，提高了装置经济效益和环境效益。此外可以有效降低汽提塔塔径和塔高，解决了酸性气体腐蚀缺陷，降低投资和操作费用，延长了整个装置的使用寿命。
从装置的长周期稳定操作方面考虑，本发明从闭路循环回路中抽出一股间断流量送至下游污水处理装置，减少腐蚀性组分在回路中不断累积的缺陷，可以从根本上杜绝了腐蚀问题，使装置达到“安、稳、长、满、优”运行。
Claims (3)
1.一种低温变换工艺凝液汽提方法，其特征在于包括下述步骤：
来自界外低温变换工艺凝液进入闪蒸罐(3)，分离出低温变换工艺凝液中的酸性气体和不凝性气体送至下游装置或火炬***，分离出的第一液相进入与塔顶换热器(2)换热至90～100℃后从上部进入汽提塔(1)；
所述汽提塔(1)的塔顶出口气相进入所述塔顶换热器(2)与来自所述闪蒸罐(3)的液相换热后冷凝为第二液相，第二液相分为两股，其中第一股从上部返回所述汽提塔(1)，第二股为间歇性抽取送去污水处理装置；当所述第二液相中Cl-浓度或NH4 -浓度或H2S浓度大于50mg/L时，以0.4～0.6t/h的速率抽取第二股送去污水处理装置，直至第二液相中Cl-浓度小于50mg/L时停止抽取第二股；
所述塔顶换热器(2)的出口管箱中分离出的不凝性气体送至下游装置或火炬***，以维持整个汽提***压力稳定；
温度为140～170℃、压力为0.5～0.6MPaG的低压蒸汽从下部进入所述汽提塔(1)；控制所述汽提塔(1)的反应条件为塔釜的操作温度为140～160℃，塔压控制在0.4～0.6MPaG；
在所述汽提塔(1)的塔底出口得到净化凝液，净化凝液经由塔底冷却器(4)回收热量后送至气化装置。
2.根据权利要求1所述的低温变换工艺凝液汽提方法，其特征在于所述塔顶换热器(2)位于所述汽提塔(1)的上方。
3.根据权利要求1或2所述的低温变换工艺凝液汽提方法，其特征在于所述塔顶换热器的出口管箱(21)的高度为1.5～3m。
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