公布日：2024.06.18
申請日：2022.12.15
分類號：C02F1/20(2023.01)I;C02F1/10(2023.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于節(jié)能技術領域，涉及一種含H2S的酸性水及富胺液處理裝置及方法。該裝置包括酸性水汽提裝置和富胺液溶劑再生裝置，所述酸性水汽提裝置包括原料水罐、原料水泵、酸性水汽提塔和凈化水/原料水換熱器；所述富胺液溶劑再生裝置包括溶劑再生塔、溶劑再生塔再沸器、凝液罐、凝液泵、溶劑再生塔塔頂后冷器和溶劑再生塔塔頂回流罐；酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上均設置有蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器；所述裝置還設置有熱量提升/轉化裝置，用于將回收的熱量進行提升利用或轉化利用。本發(fā)明的裝置可以有效回收酸性水汽提塔側線汽和富胺液溶劑再生塔塔頂氣的余熱，可操作彈性大。
權利要求書
1.一種含H2S的酸性水及富胺液處理裝置，其特征在于，該裝置包括酸性水汽提裝置和富胺液溶劑再生裝置，所述酸性水汽提裝置包括原料水罐、原料水泵、酸性水汽提塔和凈化水/原料水換熱器；所述原料水罐設置有原料水進料管線，所述原料水進料管線依次連接原料水罐和原料水泵后分成兩支，一支連接酸性水汽提塔塔頂，另一支連接凈化水/原料水換熱器后連接酸性水汽提塔中部；所述酸性水汽提塔設置有酸性水汽提塔塔頂出料管線、酸性水汽提塔塔底出料管線和酸性水汽提塔側線汽出料管線；所述富胺液溶劑再生裝置包括溶劑再生塔、溶劑再生塔再沸器、凝液罐、凝液泵、溶劑再生塔塔頂后冷器和溶劑再生塔塔頂回流罐；所述溶劑再生塔設置有富胺液進料管線、溶劑再生塔塔頂出料管線和溶劑再生塔塔底出料管線；其中，酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上均設置有蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器；所述裝置還設置有熱量提升/轉化裝置，用于將蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器回收的熱量進行提升利用或轉化利用，所述熱量提升/轉化裝置為MVR壓縮機、有機朗肯發(fā)電機組和吸收式熱泵機組中的至少一種。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述溶劑再生塔塔頂出料管線依次連接溶劑再生塔塔頂后冷器和溶劑再生塔塔頂回流罐后分成兩支，一支連接溶劑再生塔，另一支作為溶劑再生塔酸性氣出料管線；溶劑再生塔塔底出料管線分成兩支，一支作為貧胺液出料管線，另一支依次連接溶劑再生塔再沸器和溶劑再生塔下部；所述溶劑再生塔再沸器還設置有蒸汽進料管線和蒸汽凝液出料管線，所述蒸汽凝液出料管線依次連接凝液罐和凝液泵后，連接凝結水出料管線。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中，酸性水汽提塔側線汽出料管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上均設置有蒸汽發(fā)生器，所述熱量提升/轉化裝置為MVR壓縮機；所述蒸汽發(fā)生器設置有凝結水進料管線和蒸汽出料管線，所述蒸汽出料管線連接所述MVR壓縮機，所述MVR壓縮機設置有減溫水進料管線和增壓蒸汽出料管線，所述增壓蒸汽出料管線連接溶劑再生塔蒸汽再沸器的蒸汽進料管線；所述MVR壓縮機為一段或兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機；所述凝結水出料管線分為3支，一支作為凝結水排出管線，另外兩支分別連接酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的蒸汽發(fā)生器；優(yōu)選地，所述MVR壓縮機包括兩臺一段螺桿式MVR熱泵壓縮機，酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的蒸汽發(fā)生器分別連接不同的一段螺桿式MVR熱泵壓縮機，所述一段螺桿式MVR熱泵壓縮機設置有減溫水管線；或者，所述MVR壓縮機為一臺兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機，酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的蒸汽發(fā)生器均連接兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機，其中，所述溶劑再生塔塔頂出料管線的蒸汽發(fā)生器連接兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機一段入口，所述酸性水汽提塔側線汽管線上的蒸汽發(fā)生器連接兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機二段入口，所述兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機的一段和二段均設置有減溫水管線。
4.根據權利要求2所述的裝置，其中，酸性水汽提塔側線汽出料管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上均設置有熱媒水換熱器，所述熱量提升/轉化裝置為有機朗肯發(fā)電機組，所述裝置還包括熱媒水回流罐和熱媒水泵；所述熱媒水換熱器設置有熱媒水換熱器出料管線，所述熱媒水換熱器出料管線連接有機朗肯發(fā)電機組后，再依次連接熱媒水回流罐和熱媒水泵，然后分成兩支，分別連接酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的熱媒水換熱器，作為熱媒水換熱器進料管線。
5.根據權利要求2所述的裝置，其中，酸性水汽提塔側線汽出料管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上均設置有熱媒水換熱器，所述熱量提升/轉化裝置為吸收式熱泵機組，所述裝置還包括熱媒水回流罐和熱媒水泵；所述熱媒水換熱器設置有熱媒水換熱器出料管線，所述熱媒水換熱器出料管線連接吸收式熱泵機組后，再依次連接熱媒水回流罐和熱媒水泵，然后分成兩支，分別連接酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的熱媒水換熱器，作為熱媒水換熱器進料管線；所述吸收式熱泵機組設置有蒸汽出料管線，所述蒸汽出料管線連接溶劑再生塔蒸汽再沸器的蒸汽進料管線；所述凝結水出料管線分為兩支，一支作為凝結水排出管線，另一支連接吸收式熱泵機組。
6.根據權利要求2所述的裝置，其中，凈化水/原料水換熱器為全焊板式換熱器；所述酸性水汽提裝置還包括酸性水汽提塔再沸器，所述酸性水汽提塔塔底出料管線分成兩支，一支連接酸性水汽提塔再沸器，另一支連接凈化水/原料水換熱器。
7.一種含H2S的酸性水及胺液處理方法，其特征在于，該方法在權利要求1-6中任意一項所述的裝置中進行，包括如下步驟：原料水送入原料水罐中，由原料水泵抽出后分成兩股，一股直接進入酸性水汽提塔頂部，另一股通過原料水/凈化水換熱器與凈化水換熱，升溫至140～160℃后進入酸性水汽提塔中部，進行汽提，塔頂流出酸性水汽提塔酸性氣，塔底流出凈化水，酸性水汽提塔側線汽由酸性水汽提塔中部抽出；富胺液溶劑進入溶劑再生塔進行再生，塔頂得到溶劑再生塔塔頂酸性氣，塔底得到貧胺液，塔頂酸性氣經過溶劑再生塔塔頂后冷器冷卻后，進入溶劑再生塔回流罐，一部分作為酸性氣排出，另一部分回到溶劑再生塔；通過蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器回收酸性水汽提塔側線汽和溶劑再生塔塔頂氣的熱量；通過熱量提升/轉化裝置將蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器回收的熱量進行提升利用或轉化利用。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，酸性水汽提塔側線汽包括80～95wt％的水蒸汽，5～15wt％的氨氣，其壓力為0.5～0.65MPaA，溫度為140～160℃；溶劑再生塔塔頂氣包括60～80wt％水蒸汽，20～40wt％H2S，其壓力為0.16～0.18MPaA，溫度為100～120℃。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，通過蒸汽發(fā)生器回收酸性水汽提塔側線汽和溶劑再生塔塔頂氣的熱量，所述熱量提升/轉化裝置為MVR壓縮機；凝液罐出來的蒸汽凝液通過凝液泵增壓后分為三股，一股作為凝結水排出，另外兩股分別進入酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的蒸汽發(fā)生器中循環(huán)利用；通過蒸汽發(fā)生器，酸性水汽提塔側線汽產生溫度為90～110℃，飽和壓力為0.07～0.14MPaA的飽和蒸汽，酸性水汽提塔側線汽溫度降低為80～120℃，溶劑再生塔塔頂氣產生溫度為80～100℃，飽和壓力為0.06～0.1MPaA的飽和蒸汽，溶劑再生塔塔頂氣降低為90～100℃；優(yōu)選地，酸性水汽提塔側線汽和溶劑再生塔塔頂氣產生的飽和蒸汽分別送入不同的一段螺桿式MVR熱泵壓縮機，經壓縮機內噴淋的減溫水進行降溫后，各自壓縮得到0.35～0.45MPaA的飽和蒸汽，用于加熱溶劑再生塔蒸汽再沸器；或者，溶劑再生塔塔頂氣產生的飽和蒸汽進入兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機一段入口，經壓縮機一段內噴淋的減溫水進行降溫，壓縮至0.13～0.15MPaA，然后進入兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機二段，酸性水汽提塔側線汽產生的飽和蒸汽進入兩段螺桿式MVR熱泵壓縮機二段入口，兩股飽和蒸汽經壓縮機二段內噴淋的減溫水進行降溫，共同壓縮得到0.43～0.45MPaA的飽和蒸汽，用于加熱溶劑再生塔再沸器。
10.根據權利要求8所述的方法，其中，通過熱媒水換熱器回收酸性水汽提塔側線汽和溶劑再生塔塔頂氣的熱量，所述熱量提升/轉化裝置為有機朗肯發(fā)電機組或吸收式熱泵機組；所述有機朗肯發(fā)電機組和吸收式熱泵機組還設置有熱媒水回流罐和熱媒水泵；回收熱量后的熱媒水經過熱媒水回流罐和熱媒水泵回到酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上的熱媒水換熱器循環(huán)使用；通過熱媒水換熱器，酸性水汽提塔側線汽和溶劑再生塔塔頂氣產生溫度為105～115℃的熱煤水，用于有機朗肯發(fā)電機組產生電，或者用于吸收式熱泵機組產生0.43～0.45MPaA的飽和蒸汽，同時熱媒水溫度降為70～80℃；優(yōu)選地，所述飽和蒸汽用于加熱溶劑再生塔蒸汽再沸器，凝液罐出來的蒸汽凝液通過凝液泵增壓后分為兩股，一股作為凝結水排出，另一股作為吸收式熱泵機組循環(huán)水。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種含H2S的酸性水及富胺液處理裝置及方法，通過本發(fā)明的裝置，可充分利用酸性水汽提塔中凈化水的余熱和溶劑再生塔中塔頂氣的余熱，減少后續(xù)空冷和水冷導致熱量的損失，同時可以將回收到余熱用于溶劑再生塔再沸器，有效減少溶劑再生裝置的蒸汽消耗。
為了實現上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種含H2S的酸性水及富胺液處理裝置，該裝置包括酸性水汽提裝置和富胺液溶劑再生裝置，所述酸性水汽提裝置包括原料水罐、原料水泵、酸性水汽提塔和凈化水/原料水換熱器；所述原料水罐設置有原料水進料管線，所述原料水進料管線依次連接原料水罐和原料水泵后分成兩支，一支連接酸性水汽提塔塔頂，另一支連接凈化水/原料水換熱器后連接酸性水汽提塔中部；所述酸性水汽提塔設置有酸性水汽提塔塔頂出料管線、酸性水汽提塔塔底出料管線和酸性水汽提塔側線汽出料管線；
所述富胺液溶劑再生裝置包括溶劑再生塔、溶劑再生塔再沸器、凝液罐、凝液泵、溶劑再生塔塔頂后冷器和溶劑再生塔塔頂回流罐；所述溶劑再生塔設置有富胺液進料管線、溶劑再生塔塔頂出料管線和溶劑再生塔塔底出料管線；
其中，酸性水汽提塔側線汽管線和溶劑再生塔塔頂出料管線上均設置有蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器；
所述裝置還設置有熱量提升/轉化裝置，用于將蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器回收的熱量進行提升利用或轉化利用，所述熱量提升/轉化裝置為MVR壓縮機、有機朗肯發(fā)電機組和吸收式熱泵機組中的至少一種。
本發(fā)明的第二方面提供一種含H2S的酸性水及胺液處理方法，該方法所述的裝置中進行，包括如下步驟：
原料水送入原料水罐中，由原料水泵抽出后分成兩股，一股直接進入酸性水汽提塔頂部，另一股通過原料水/凈化水換熱器與凈化水換熱，升溫至140～160℃后進入酸性水汽提塔中部，進行汽提，塔頂流出酸性水汽提塔酸性氣，塔底流出凈化水，酸性水汽提塔側線汽由酸性水汽提塔中部抽出；
富胺液溶劑進入溶劑再生塔進行再生，塔頂得到溶劑再生塔塔頂酸性氣，塔底得到貧胺液，塔頂酸性氣經過溶劑再生塔塔頂后冷器冷卻后，進入溶劑再生塔回流罐，一部分作為酸性氣排出，另一部分回到溶劑再生塔；
通過蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器回收酸性水汽提塔側線汽和溶劑再生塔塔頂氣的熱量；
通過熱量提升/轉化裝置將蒸汽發(fā)生器和/或熱媒水換熱器回收的熱量進行提升利用或轉化利用。
本發(fā)明通過設置余熱回收裝置，回收酸性水汽提塔側線汽及溶劑再生塔余熱，提升余熱品位產汽，用于溶劑再生裝置重沸器，可有效減少溶劑再生裝置的蒸汽消耗。具體地，
本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明的裝置采用全焊式板式換熱器，能夠充分利用凈化水的熱量，達到取消凈化水空冷器和凈化水后冷器的目的。
(2)本發(fā)明的裝置可以有效回收酸性水汽提塔側線汽和富胺液溶劑再生塔塔頂氣的余熱。
(3)通過采用MVR壓縮機，犧牲一定的機械能，提升余熱品位，用于加熱溶劑再生塔再沸器，減少外來官網蒸汽消耗，對于減少二氧化碳的排放有重要的意義。
(4)本發(fā)明的裝置可操作彈性大，可根據不同地區(qū)的電價和天然氣價格，進行靈活調控。
（發(fā)明人：葉劍云;孫喜;郝軍曉;蔡玉田;馬建勛;徐祖?zhèn)?/span>;蔡世宇）
