申请日2015.06.05
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F1/02; C02F101/16; C02F101/10
摘要
本发明公开了一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法，属于石油化工行业酸性污水净化技术领域。该净化系统包括：汽提塔(1)、酸性污水输入管线(22)、净化水输出管线(23)、供热装置(5);酸性气体输出管线(24);所述汽提塔(1)上还设置有：第一回用水出口(105)，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～20块塔板处;第二回用水出口(106)，所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～15块塔板处。本发明的净化系统根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，降低了净化系统运行能耗，节约能源，并且能够避免净化水作为回用水时，碱含量和钠离子含量过高，影响回用水质量。
摘要附图
权利要求书
1.一种石油化工酸性污水汽提净化系统，所述酸性污水中含有H2S和NH3，所述汽提净化系统包括：
汽提塔(1)，所述汽提塔(1)内设置40～60块塔板，用于对所述酸性污水进行汽提净化;所述汽提塔(1)上还设置有：酸性污水入口(101)，所述酸性污水入口(101)位于自塔顶向下第2～6块塔板处;净化水出口(102)，所述净化水出口(102)位于所述汽提塔(1)底部;气体出口(103)，所述气体出口(103)位于所述汽提塔(1)顶部;
酸性污水输入管线(22)，所述酸性污水输入管线(22)与所述酸性污水入口(101)连通，用于将初始酸性污水输送至汽提塔(1)内;
净化水输出管线(23)，所述净化水输出管线(23)与所述净化水出口(102)连通，用于将经过汽提净化后的净化水由所述汽提塔(1)输出;
供热装置(5)，所述供热装置(5)与所述汽提塔(1)下部连通，用于向所述汽提塔(1)提供热源;
酸性气体输出管线(24)，所述酸性气体输出管线(24)与所述气体出口(103)连通，用于将经过汽提得到的酸性气体由汽提塔(1)输出，
其特征在于，所述汽提塔(1)上还设置有：
第一回用水出口(105)，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～20块塔板处;
第二回用水出口(106)，所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～15块塔板处;
所述汽提净化系统还包括：
第一回用水输出管线(25)，所述第一回用水输出管线(25)与所述第一回用水出口(105)连通，用于将自所述第一回用水出口(105)侧线抽出的第一回用水输出;
第二回用水输出管线(26)，所述第二回用水输出管线(26)与所述第二回用水出口(106)连通，用于将自所述第二回用水出口(106)侧线抽出的第二回用水输出。
2.根据权利要求1所述的汽提净化系统，其特征在于，所述汽提塔(1)上还设置有：
碱液入口(107)，所述碱溶液入口(107)位于自塔底向上第4～8块塔板处;
所述汽提净化系统还包括：
碱液输入管线(27)，所述碱液输入管线(27)与所述碱液入口(107)连通，用于将碱液输入汽提塔(1)内;
所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第8～15块塔板处。
3.根据权利要求1所述的汽提净化系统，其特征在于，所述汽提塔(1)内设置40～45块塔板，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～13块塔板处;所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～7块塔板处。
4.根据权利要求2所述的汽提净化系统，其特征在于，所述汽提塔(1)内设置55～60块塔板，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第14～20块塔板处;所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第8～15块塔板处。
5.根据权利要求1所述的汽提净化系统，其特征在于，所述净化水输出管线(23)分别与所述第一回用水输出管线(25)以及第二回用水输出管线(26)连通。
6.根据权利要求2所述的汽提净化系统，其特征在于，所述供热装置(5)中的凝结水输出管线(29)分别与所述第一回用水输出管线(25)以及第二回用水输出管线(26)连通。
7.一种石油化工酸性污水汽提净化方法，所述酸性污水中含有H2S和NH3，其特征在于，所述汽提净化方法包括以下步骤：
将酸性污水(A)由汽提塔(1)的酸性污水入口(101)输送至汽提塔(1)内，所述酸性污水(A)经过汽提塔(1)内的塔板与供热装置(5)提供的蒸汽接触，进行汽提净化;
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第一回用水出口(105)时被侧线抽出，得到第一回用水(B);
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第二回用水出口(106)时被侧线抽出，得到第二回用水(C);
未被侧线抽出的净化水(D)由汽提塔(1)的净化水出口(102)输出;
经过汽提后所得酸性气体(E)由汽提塔(1)的气体出口(103)输出;
所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～20块塔板处;所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～15块塔板处;所述酸性污水入口(101)位于自塔顶向下第2～6块塔板处;所述净化水出口(102)位于所述汽提塔(1)底部;所述气体出口(103)位于所述汽提塔(1)顶部;
所述第一回用水(B)、第二回用水(C)以及净化水(D)中的NH3浓度以及H2S依次降低。
8.根据权利要求7所述的汽提净化方法，其特征在于，所述汽提净化方法还包括：
将碱液(F)自汽提塔(1)的碱液入口(107)输送至汽提塔(1)内部，与汽提塔(1)内的净化水混合;
所碱溶液入口(107)位于自塔底向上第4～8块塔板处;所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第14～20块塔板处;所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第8～15块塔板处。
9.根据权利要求7所述的汽提净化方法，其特征在于，将由所述净化水出口(102)输出的净化水(D)分别与第一回用水(B)和第二回用水(C)混合。
10.根据权利要求8所述的汽提净化方法，其特征在于，将所述供热装置(5)中的凝结水(G)分别与所述第一回用水(B)和第二回用水(C)混合。
11.根据权利要求7或8所述的汽提净化方法，其特征在于，所述第一回用水(B)中NH3的浓度为300mg/L以下、H2S浓度为25mg/L以下;所述第二回用水(C)中NH3的浓度为150mg/L以下、H2S浓度为20mg/L以下。
说明书
一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法
技术领域
本发明涉及石油化工行业酸性污水净化技术领域，特别涉及一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法。
背景技术
石油化工行业在原油一次和二次加工过程中(如常减压、催化裂化、加氢裂化、加氢精制、重整、延迟焦化、硫磺回收等)会产生H2S及NH3浓度较高的酸性污水。通常采用汽提工艺除去石油化工行业的酸性污水中的H2S和NH3，对酸性污水进行净化。
目前，酸性污水汽提工艺主要包括：双塔加压汽提、单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压全抽出汽提。其中，双塔加压汽提以及单塔加压侧线抽出汽提这两种工艺本质上是相同的，最终都对H2S和NH3分别进行回收。回收的H2S输送至硫磺回收装置进行硫磺回收。经过汽提净化的净化水由汽提塔塔底输出再输送回原油加工装置进行回用，或者输送至污水处理厂处理后排放。双塔加压汽提以及单塔加压侧线抽出汽提工艺流程复杂、投资及能耗较高，蒸汽单耗分别高达230～280kg/t(酸性水)以及150～200kg/t(酸性水)。
在上述的双塔加压汽提以及单塔加压侧线抽出汽提工艺之所以要对H2S和NH3分别进行回收是因为早期的硫磺回收装置烧嘴设计水平不高，NH3在酸性气反应炉内不能完全分解，造成未反应的NH3与H2S在后续管路中结盐腐蚀、堵塞管路。随着硫磺回收技术水平的大幅提高，已经可以将酸性气中的NH3在反应炉内完全分解，不再需要将酸性气中的NH3分离。而且由于回收的液氨质量差且运输储存过程中容易发生爆炸，已经没有必要将H2S和NH3分别进行回收。
因此单塔低压汽提工艺正被国内外越来越广泛地采用。单塔低压汽提工艺是在0.1MPa左右的压力下单塔处理酸性水，H2S和NH3同时在塔顶被汽提出来。即酸性气是H2S和NH3的混合气体。与双塔加压汽提工艺和单塔加压侧线抽出汽提工艺相比，单塔低压汽提工艺投资少、能耗低，蒸汽单耗为140～180kg/t(酸性水)。
目前，由于环保的需要，由经过汽提后的净化水中NH3≤50mg/L、H2S≤20mg/L。为了实现对水资源的循环利用，石油化工企业通常将汽提后的净化水输送回原油加工装置进行回用。但是，作为原油加工装置回用水的净化水中H2S以及NH3的含量并不需要达到环保的要求，例如对于加氢裂化装置来说，当净化回用水中NH3≤300mg/L时就基本不会对加氢注水效果造成影响。因此，将NH3≤50mg/L、H2S≤20mg/L的净化水作为原油加工装置的回用水，会使酸性污水被过度汽提，造成能源的浪费。
此外，在催化裂化、延迟焦化等原油加工装置产生的酸性污水中，除游离氨(NH3)外，还有一部分氨氮是以固定铵形式存在，即以强酸根如SO42-、S2O32-、HSO3-、Cl-等和NH4+结合形成的铵盐形式存在。所得净化水所含总氨中有50～80%是以固定铵形式存在的，即当净化水中的总氨含量为50～400mg/L时，其中的固定铵含量为30～300mmg/L。这部分固定铵采用常规汽提很难被脱除，如果直接输送至污水处理厂处理，则会增加后期处理难度。CN 1205983公开了一种向汽提塔内加氢氧化钠以去除固定铵的方法。但是该方法得到的净化水中会含有碱以及钠离子。如果净化水中碱浓度过高，当作为电脱盐设备回用水时，会使原油乳化严重;如果净化水中钠离子浓度过高，作为加氢装置的回用水则会引起加氢催化剂中毒。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的石油化工酸性污水汽提净化方法能耗较高，且对固定铵含量较高的酸性污水汽提时所得净化水中的碱浓度及钠离子浓度过高，不适合继续作为回用水使用。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种能耗低、回用水中碱浓度以及钠离子浓度较低的石油化工酸性污水汽提净化系统及方法。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明第一方面提供一种石油化工酸性污水汽提净化系统，所述酸性污水中含有H2S和NH3，所述汽提净化系统包括：
汽提塔，所述汽提塔内设置40～60块塔板，用于对所述酸性污水进行汽提净化;所述汽提塔上还设置有：酸性污水入口，所述酸性污水入口位于自塔顶向下第2～6块塔板处;净化水出口，所述净化水出口位于所述汽提塔底部;气体出口，所述气体出口位于所述汽提塔顶部;
酸性污水输入管线，所述酸性污水输入管线与所述酸性污水入口连通，用于将初始酸性污水输送至汽提塔内;
净化水输出管线，所述净化水输出管线与所述净化水出口连通，用于将经过汽提净化后的净化水由所述汽提塔输出;
供热装置，所述供热装置与所述汽提塔下部连通，用于向所述汽提塔提供热源;
酸性气体输出管线，所述酸性气体输出管线与所述气体出口连通，用于将经过汽提得到的酸性气体由汽提塔输出，
所述汽提塔上还设置有：第一回用水出口，所述第一回用水出口位于自塔底向上第9～20块塔板处;第二回用水出口，所述第二回用水出口位于自塔底向上第3～15块塔板处;
所述汽提净化系统还包括：第一回用水输出管线，所述第一回用水输出管线与所述第一回用水出口连通，用于将自所述第一回用水出口侧线抽出的第一回用水输出;第二回用水输出管线，所述第二回用水输出管线与所述第二回用水出口连通，用于将自所述第二回用水出口侧线抽出的第二回用水输出。
进一步地，所述汽提塔上还设置有：碱液入口，所碱溶液入口位于自塔底向上第4～8块塔板处;所述汽提净化系统还包括：碱液输入管线，所述碱液输入管线与所述碱液入口连通，用于将碱液输入汽提塔内;所述第二回用水出口位于自塔底向上第8～15块塔板处。
优选地，所述汽提塔内设置40～45块塔板，所述第一回用水出口位于自塔底向上第9～13块塔板处;所述第一回用水出口位于自塔底向上第14～20块塔板处;所述第二回用水出口位于自塔底向上第3～7块塔板处。
优选地，所述汽提塔内设置55～60块塔板，所述第一回用水出口位于自塔底向上第14～20块塔板处;所述第二回用水出口位于自塔底向上第8～15块塔板处。
进一步地，所述净化水输出管线分别与所述第一回用水输出管线以及第二回用水输出管线连通。
进一步地，所述供热装置中的凝结水输出管线分别与所述第一回用水输出管线以及第二回用水输出管线连通。
本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面的汽提净化系统的汽提净化方法，所述汽提净化方法包括以下步骤：
将酸性污水由汽提塔的酸性污水入口输送至汽提塔内，所述酸性污水经过汽提塔内的塔板与供热装置提供的蒸汽接触，进行汽提净化;
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第一回用水出口时被侧线抽出，得到第一回用水;
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第二回用水出口时被侧线抽出，得到第二回用水;
未被侧线抽出的净化水由汽提塔的净化水出口输出;
经过汽提后所得酸性气体由汽提塔的气体出口输出;
所述第一回用水出口位于自塔底向上第9～20块塔板处;所述第二回用水出口位于自塔底向上第3～15块塔板处;所述酸性污水入口位于自塔顶向下第2～6块塔板处;所述净化水出口位于所述汽提塔底部;所述气体出口位于所述汽提塔顶部;所述第一回用水、第二回用水以及净化水中的NH3浓度以及H2S依次降低。
进一步地，所述汽提净化方法还包括：将碱液自汽提塔的碱液入口输送至汽提塔内部，与汽提塔内的净化水混合;所碱溶液入口位于自塔底向上第4～8块塔板处;所述第二回用水出口位于自塔底向上第8～15块塔板处。
进一步地，将由所述净化水出口输出的净化水分别与第一回用水和第二回用水混合。
进一步地，将所述供热装置中的凝结水分别与所述第一回用水和第二回用水混合。
优选地，所述第一回用水中NH3的浓度为300mg/L以下、H2S浓度为25mg/L以下;所述第二回用水中NH3的浓度为150mg/L以下、H2S浓度为20mg/L以下。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
1、本发明实施例在汽提塔酸性污水入口以及汽提塔底部净化水出口之间设置第一回用水出口、第二回用水出口，将经过一部分塔板汽提净化的净化水分别在第一回用水出口和第二回用水出口处被侧线抽出，作为回用水。自第一回用水出口及第二回用水出口抽出的第一回用水以及第二回用水，由于在汽提净化过程中与汽提蒸汽接触时间较短，因此第一回用水以及第二回用水中的NH3浓度以及H2S浓度高于自汽提塔底部净化水出口输出的净化水。第一回用水及第二回用水虽然不能满足环保标准，但是能够满足加氢裂化、加氢精制、常减压等原油加工装置的用水需求，因此，可以将第一回用水及第二回用水输送至上述原油加工装置进行回用。本发明实施例提供的石油化工酸性污水汽提净化系统及方法根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，有效解决汽提净化水作为原油加工装置的回用水时被过度汽提的问题，降低了酸性污水汽提净化系统运行的能耗，节约能源。
(2)当酸性污水中固定铵含量较高，需要加碱除去固定铵时，在第二回用水出口的下方设置碱液入口，这样一方面除去了由汽提塔塔底净化水出口输出的净化水中的固定铵，减少环境污染;另一方面，碱液和固定铵反应生成的钠盐以及过量的碱液不会进入到侧线抽出的回用水中，不会影响回用水质量，避免由于钠离子含量以及碱含量过高引起的乳化、催化剂中毒等问题。