[發明專利]脫除中變氣酸性凝液中CO

有效

• 申請號: 201711262168.X
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN107998689B
• 公開（公告）日: 2019-12-17
• 發明（設計）人: 韓志忠;張鳳岐;李翔宇;王耀圩;董宏光;李洪雷;朱煒玄;崔憲峰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B01D19/00
• 分類號: B01D19/00
• 代理公司: 21200 大連理工大學專利中心
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本發明屬于石油化工制氫裝置技術領域，涉及一種脫除中變氣酸性凝液中CO₂和O₂的熱集成精餾工藝。本發明將中變氣凝液脫除CO₂和O₂的過程由蒸汽汽提過程或自閃蒸過程變為精餾過程，并對熱流股進料和精餾塔再沸器進行熱集成；工藝中使用的裝置包括中變氣第一分凝罐、中變氣第二分凝罐、中變氣第三分凝罐、除氧器、除氧水加熱器、除鹽水預熱器、熱媒水發生器、熱媒水預熱器、循環水冷卻器、燃料氣預熱器、汽提塔、凈化水泵和汽提塔再沸器。本發明較現有常規工藝，CO₂和O₂脫除徹底，達到鍋爐給水標準，可以不經除氧器直接同除氧水混合，降低了除氧器的負荷；低溫余熱回收充分，節省冷熱公用工程能耗，設備投資和操作費用均低。

技術領域

本發明屬于石油化工制氫裝置領域，涉及一種脫除中變氣酸性凝液中CO₂和O₂的熱集成精餾工藝。具體就是在中變氣分水后產生的兩股不同溫位的酸性冷凝液，高溫冷凝液為汽提塔塔底再沸器提供熱源，隨后同低溫冷凝液分別進入汽提塔，通過蒸汽汽提或者自閃蒸脫除CO₂和O₂。

背景技術

氫氣是主要的工業原料，也是最重要的工業氣體和特種氣體，一般用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料，冶金用還原劑，石油煉制中加氫脫硫劑等。氫氣在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。工業制氫的主要方法多為水煤氣制氫或者干氣制氫，本專利主要針對干氣制氫裝置的中溫變換工段。傳統的中溫變換工段，中變氣多級冷凝產生的冷凝液進入汽提塔，用水蒸汽汽提脫除CO₂和O₂，隨后進入除氧槽進一步脫除O₂，用于產生蒸汽；也有工段不用蒸汽汽提，直接依靠冷凝液自身的熱量閃蒸脫除CO₂和O₂。其中，蒸汽汽提的效率較低，能耗較大，而冷凝液自閃蒸脫除CO₂的效果不夠徹底，容易造成后續設備尤其是除氧槽的腐蝕，出現泄漏事故。此外，傳統的中溫變換工段使用循環水冷卻器和空冷器冷卻中變氣，造成了較大的低溫熱損失，增加了冷公用工程的能耗。

發明內容

本發明針對上述實際情況，本發明提供一種低能耗高效脫除中變氣酸性冷凝液CO₂和O₂的工藝，將中變氣凝液脫除CO₂和O₂的過程由蒸汽汽提過程或自閃蒸過程變為精餾過程，并對熱流股進料和精餾塔再沸器進行熱集成。包括中變氣一級分凝罐、中變氣二級分凝罐、中變氣三級分凝罐、除氧器、除氧水加熱器、除鹽水預熱器、熱媒水發生器、熱媒水預熱器、循環水冷卻器、兩個備用水冷器、燃料氣預熱器，酸性水汽提塔，凈化水泵。中變氣進入熱媒水發生器，隨后進入中變氣一級分凝罐。經氣液分離后，氣相進入除氧水加熱器，再進入中變氣第二分凝罐。經過氣液分離后，產生的液相同中變氣第一分凝罐產生的液相混合，經過燃料氣預熱器以及汽提塔塔底再沸器后從中部進入汽提塔；產生的氣相經過熱媒水預熱器、除鹽水預熱器以及循環水冷卻器后進入中變氣第三分凝罐，氣液分離后氣相進入變壓吸附部分，液相從塔頂進入汽提塔。預熱后的除鹽水進入除氧器。經過汽提后得到凈化水，CO₂含量降至10ppb， O₂含量達到除氧水標準，因此，凈化水可以直接同除氧后的除鹽水混合進入后續的蒸汽發生裝置，不需要進入除氧器，從而降低了除氧器的能耗。