公布日：2024.06.18
申请日：2022.12.15
分类号：C02F1/20(2023.01)I;C02F1/10(2023.01)I;B01D53/14(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明属于节能技术领域，涉及一种含H2S的酸性水及富胺液处理装置及方法。该装置包括酸性水汽提装置和富胺液溶剂再生装置，所述酸性水汽提装置包括原料水罐、原料水泵、酸性水汽提塔和净化水/原料水换热器；所述富胺液溶剂再生装置包括溶剂再生塔、溶剂再生塔再沸器、凝液罐、凝液泵、溶剂再生塔塔顶后冷器和溶剂再生塔塔顶回流罐；酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上均设置有蒸汽发生器和/或热媒水换热器；所述装置还设置有热量提升/转化装置，用于将回收的热量进行提升利用或转化利用。本发明的装置可以有效回收酸性水汽提塔侧线汽和富胺液溶剂再生塔塔顶气的余热，可操作弹性大。
权利要求书
1.一种含H2S的酸性水及富胺液处理装置，其特征在于，该装置包括酸性水汽提装置和富胺液溶剂再生装置，所述酸性水汽提装置包括原料水罐、原料水泵、酸性水汽提塔和净化水/原料水换热器；所述原料水罐设置有原料水进料管线，所述原料水进料管线依次连接原料水罐和原料水泵后分成两支，一支连接酸性水汽提塔塔顶，另一支连接净化水/原料水换热器后连接酸性水汽提塔中部；所述酸性水汽提塔设置有酸性水汽提塔塔顶出料管线、酸性水汽提塔塔底出料管线和酸性水汽提塔侧线汽出料管线；所述富胺液溶剂再生装置包括溶剂再生塔、溶剂再生塔再沸器、凝液罐、凝液泵、溶剂再生塔塔顶后冷器和溶剂再生塔塔顶回流罐；所述溶剂再生塔设置有富胺液进料管线、溶剂再生塔塔顶出料管线和溶剂再生塔塔底出料管线；其中，酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上均设置有蒸汽发生器和/或热媒水换热器；所述装置还设置有热量提升/转化装置，用于将蒸汽发生器和/或热媒水换热器回收的热量进行提升利用或转化利用，所述热量提升/转化装置为MVR压缩机、有机朗肯发电机组和吸收式热泵机组中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述溶剂再生塔塔顶出料管线依次连接溶剂再生塔塔顶后冷器和溶剂再生塔塔顶回流罐后分成两支，一支连接溶剂再生塔，另一支作为溶剂再生塔酸性气出料管线；溶剂再生塔塔底出料管线分成两支，一支作为贫胺液出料管线，另一支依次连接溶剂再生塔再沸器和溶剂再生塔下部；所述溶剂再生塔再沸器还设置有蒸汽进料管线和蒸汽凝液出料管线，所述蒸汽凝液出料管线依次连接凝液罐和凝液泵后，连接凝结水出料管线。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，酸性水汽提塔侧线汽出料管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上均设置有蒸汽发生器，所述热量提升/转化装置为MVR压缩机；所述蒸汽发生器设置有凝结水进料管线和蒸汽出料管线，所述蒸汽出料管线连接所述MVR压缩机，所述MVR压缩机设置有减温水进料管线和增压蒸汽出料管线，所述增压蒸汽出料管线连接溶剂再生塔蒸汽再沸器的蒸汽进料管线；所述MVR压缩机为一段或两段螺杆式MVR热泵压缩机；所述凝结水出料管线分为3支，一支作为凝结水排出管线，另外两支分别连接酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的蒸汽发生器；优选地，所述MVR压缩机包括两台一段螺杆式MVR热泵压缩机，酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的蒸汽发生器分别连接不同的一段螺杆式MVR热泵压缩机，所述一段螺杆式MVR热泵压缩机设置有减温水管线；或者，所述MVR压缩机为一台两段螺杆式MVR热泵压缩机，酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的蒸汽发生器均连接两段螺杆式MVR热泵压缩机，其中，所述溶剂再生塔塔顶出料管线的蒸汽发生器连接两段螺杆式MVR热泵压缩机一段入口，所述酸性水汽提塔侧线汽管线上的蒸汽发生器连接两段螺杆式MVR热泵压缩机二段入口，所述两段螺杆式MVR热泵压缩机的一段和二段均设置有减温水管线。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，酸性水汽提塔侧线汽出料管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上均设置有热媒水换热器，所述热量提升/转化装置为有机朗肯发电机组，所述装置还包括热媒水回流罐和热媒水泵；所述热媒水换热器设置有热媒水换热器出料管线，所述热媒水换热器出料管线连接有机朗肯发电机组后，再依次连接热媒水回流罐和热媒水泵，然后分成两支，分别连接酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的热媒水换热器，作为热媒水换热器进料管线。
5.根据权利要求2所述的装置，其中，酸性水汽提塔侧线汽出料管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上均设置有热媒水换热器，所述热量提升/转化装置为吸收式热泵机组，所述装置还包括热媒水回流罐和热媒水泵；所述热媒水换热器设置有热媒水换热器出料管线，所述热媒水换热器出料管线连接吸收式热泵机组后，再依次连接热媒水回流罐和热媒水泵，然后分成两支，分别连接酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的热媒水换热器，作为热媒水换热器进料管线；所述吸收式热泵机组设置有蒸汽出料管线，所述蒸汽出料管线连接溶剂再生塔蒸汽再沸器的蒸汽进料管线；所述凝结水出料管线分为两支，一支作为凝结水排出管线，另一支连接吸收式热泵机组。
6.根据权利要求2所述的装置，其中，净化水/原料水换热器为全焊板式换热器；所述酸性水汽提装置还包括酸性水汽提塔再沸器，所述酸性水汽提塔塔底出料管线分成两支，一支连接酸性水汽提塔再沸器，另一支连接净化水/原料水换热器。
7.一种含H2S的酸性水及胺液处理方法，其特征在于，该方法在权利要求1-6中任意一项所述的装置中进行，包括如下步骤：原料水送入原料水罐中，由原料水泵抽出后分成两股，一股直接进入酸性水汽提塔顶部，另一股通过原料水/净化水换热器与净化水换热，升温至140～160℃后进入酸性水汽提塔中部，进行汽提，塔顶流出酸性水汽提塔酸性气，塔底流出净化水，酸性水汽提塔侧线汽由酸性水汽提塔中部抽出；富胺液溶剂进入溶剂再生塔进行再生，塔顶得到溶剂再生塔塔顶酸性气，塔底得到贫胺液，塔顶酸性气经过溶剂再生塔塔顶后冷器冷却后，进入溶剂再生塔回流罐，一部分作为酸性气排出，另一部分回到溶剂再生塔；通过蒸汽发生器和/或热媒水换热器回收酸性水汽提塔侧线汽和溶剂再生塔塔顶气的热量；通过热量提升/转化装置将蒸汽发生器和/或热媒水换热器回收的热量进行提升利用或转化利用。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，酸性水汽提塔侧线汽包括80～95wt％的水蒸汽，5～15wt％的氨气，其压力为0.5～0.65MPaA，温度为140～160℃；溶剂再生塔塔顶气包括60～80wt％水蒸汽，20～40wt％H2S，其压力为0.16～0.18MPaA，温度为100～120℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过蒸汽发生器回收酸性水汽提塔侧线汽和溶剂再生塔塔顶气的热量，所述热量提升/转化装置为MVR压缩机；凝液罐出来的蒸汽凝液通过凝液泵增压后分为三股，一股作为凝结水排出，另外两股分别进入酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的蒸汽发生器中循环利用；通过蒸汽发生器，酸性水汽提塔侧线汽产生温度为90～110℃，饱和压力为0.07～0.14MPaA的饱和蒸汽，酸性水汽提塔侧线汽温度降低为80～120℃，溶剂再生塔塔顶气产生温度为80～100℃，饱和压力为0.06～0.1MPaA的饱和蒸汽，溶剂再生塔塔顶气降低为90～100℃；优选地，酸性水汽提塔侧线汽和溶剂再生塔塔顶气产生的饱和蒸汽分别送入不同的一段螺杆式MVR热泵压缩机，经压缩机内喷淋的减温水进行降温后，各自压缩得到0.35～0.45MPaA的饱和蒸汽，用于加热溶剂再生塔蒸汽再沸器；或者，溶剂再生塔塔顶气产生的饱和蒸汽进入两段螺杆式MVR热泵压缩机一段入口，经压缩机一段内喷淋的减温水进行降温，压缩至0.13～0.15MPaA，然后进入两段螺杆式MVR热泵压缩机二段，酸性水汽提塔侧线汽产生的饱和蒸汽进入两段螺杆式MVR热泵压缩机二段入口，两股饱和蒸汽经压缩机二段内喷淋的减温水进行降温，共同压缩得到0.43～0.45MPaA的饱和蒸汽，用于加热溶剂再生塔再沸器。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，通过热媒水换热器回收酸性水汽提塔侧线汽和溶剂再生塔塔顶气的热量，所述热量提升/转化装置为有机朗肯发电机组或吸收式热泵机组；所述有机朗肯发电机组和吸收式热泵机组还设置有热媒水回流罐和热媒水泵；回收热量后的热媒水经过热媒水回流罐和热媒水泵回到酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上的热媒水换热器循环使用；通过热媒水换热器，酸性水汽提塔侧线汽和溶剂再生塔塔顶气产生温度为105～115℃的热煤水，用于有机朗肯发电机组产生电，或者用于吸收式热泵机组产生0.43～0.45MPaA的饱和蒸汽，同时热媒水温度降为70～80℃；优选地，所述饱和蒸汽用于加热溶剂再生塔蒸汽再沸器，凝液罐出来的蒸汽凝液通过凝液泵增压后分为两股，一股作为凝结水排出，另一股作为吸收式热泵机组循环水。
发明内容
本发明的目的是提供一种含H2S的酸性水及富胺液处理装置及方法，通过本发明的装置，可充分利用酸性水汽提塔中净化水的余热和溶剂再生塔中塔顶气的余热，减少后续空冷和水冷导致热量的损失，同时可以将回收到余热用于溶剂再生塔再沸器，有效减少溶剂再生装置的蒸汽消耗。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种含H2S的酸性水及富胺液处理装置，该装置包括酸性水汽提装置和富胺液溶剂再生装置，所述酸性水汽提装置包括原料水罐、原料水泵、酸性水汽提塔和净化水/原料水换热器；所述原料水罐设置有原料水进料管线，所述原料水进料管线依次连接原料水罐和原料水泵后分成两支，一支连接酸性水汽提塔塔顶，另一支连接净化水/原料水换热器后连接酸性水汽提塔中部；所述酸性水汽提塔设置有酸性水汽提塔塔顶出料管线、酸性水汽提塔塔底出料管线和酸性水汽提塔侧线汽出料管线；
所述富胺液溶剂再生装置包括溶剂再生塔、溶剂再生塔再沸器、凝液罐、凝液泵、溶剂再生塔塔顶后冷器和溶剂再生塔塔顶回流罐；所述溶剂再生塔设置有富胺液进料管线、溶剂再生塔塔顶出料管线和溶剂再生塔塔底出料管线；
其中，酸性水汽提塔侧线汽管线和溶剂再生塔塔顶出料管线上均设置有蒸汽发生器和/或热媒水换热器；
所述装置还设置有热量提升/转化装置，用于将蒸汽发生器和/或热媒水换热器回收的热量进行提升利用或转化利用，所述热量提升/转化装置为MVR压缩机、有机朗肯发电机组和吸收式热泵机组中的至少一种。
本发明的第二方面提供一种含H2S的酸性水及胺液处理方法，该方法所述的装置中进行，包括如下步骤：
原料水送入原料水罐中，由原料水泵抽出后分成两股，一股直接进入酸性水汽提塔顶部，另一股通过原料水/净化水换热器与净化水换热，升温至140～160℃后进入酸性水汽提塔中部，进行汽提，塔顶流出酸性水汽提塔酸性气，塔底流出净化水，酸性水汽提塔侧线汽由酸性水汽提塔中部抽出；
富胺液溶剂进入溶剂再生塔进行再生，塔顶得到溶剂再生塔塔顶酸性气，塔底得到贫胺液，塔顶酸性气经过溶剂再生塔塔顶后冷器冷却后，进入溶剂再生塔回流罐，一部分作为酸性气排出，另一部分回到溶剂再生塔；
通过蒸汽发生器和/或热媒水换热器回收酸性水汽提塔侧线汽和溶剂再生塔塔顶气的热量；
通过热量提升/转化装置将蒸汽发生器和/或热媒水换热器回收的热量进行提升利用或转化利用。
本发明通过设置余热回收装置，回收酸性水汽提塔侧线汽及溶剂再生塔余热，提升余热品位产汽，用于溶剂再生装置重沸器，可有效减少溶剂再生装置的蒸汽消耗。具体地，
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明的装置采用全焊式板式换热器，能够充分利用净化水的热量，达到取消净化水空冷器和净化水后冷器的目的。
(2)本发明的装置可以有效回收酸性水汽提塔侧线汽和富胺液溶剂再生塔塔顶气的余热。
(3)通过采用MVR压缩机，牺牲一定的机械能，提升余热品位，用于加热溶剂再生塔再沸器，减少外来官网蒸汽消耗，对于减少二氧化碳的排放有重要的意义。
(4)本发明的装置可操作弹性大，可根据不同地区的电价和天然气价格，进行灵活调控。
（发明人：叶剑云;孙喜;郝军晓;蔡玉田;马建勋;徐祖伟;蔡世宇）