[發(fā)明專利]一種利用低溫?zé)岬腗DEA半貧循環(huán)脫硫裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211333074.8
• 申請(qǐng)日: 2022-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN115634566A
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董宏光;葉昊天;徐永上;常文暢;劉宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B01D53/78
• 分類號(hào): B01D53/78;B01D53/96;B01D53/52;B01D53/48
• 代理公司: 大連理工大學(xué)專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪

本發(fā)明屬于石化化工領(lǐng)域，提供一種利用低溫?zé)岬腗DEA半貧循環(huán)脫硫裝置及方法，裝置包括吸收塔、閃蒸罐、半貧液/富液換熱器、貧液/富液換熱器、預(yù)解吸塔、預(yù)解吸塔塔底再沸器、預(yù)解吸塔塔頂冷凝器、次級(jí)解吸塔、次級(jí)解吸塔塔底再沸器、次級(jí)解吸塔塔頂冷凝器、半貧液水冷器、貧液水冷器，半貧液循環(huán)泵、貧液循環(huán)泵。本發(fā)明將解吸塔拆分為預(yù)解吸塔和次級(jí)解吸塔兩個(gè)，將預(yù)解吸塔得到的未經(jīng)完全純化的半貧液一部分用于吸收酸性氣，降低解吸過程的能耗，減小次級(jí)解吸塔的處理量及貧液的循環(huán)量，從而降低解吸塔的汽提量和再沸器負(fù)荷。使用價(jià)格低廉的低品位熱源代替蒸汽，減輕了次級(jí)解吸塔的蒸汽消耗量，達(dá)到了節(jié)約成本的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石化化工領(lǐng)域，尤其涉及一種利用低溫?zé)岬腗DEA半貧循環(huán)脫硫裝置及方法。

背景技術(shù)

煉化裝置所產(chǎn)生的干氣，主要來自于原油一次加工和二次加工，如常減壓蒸餾裝置、蠟油加氫裝置、連續(xù)重整裝置、催化裂化裝置、延遲焦化裝置等，其成分主要為C1～C3氣態(tài)烴，同時(shí)含有一定量的硫化物，主要為硫化氫(H₂S)和有機(jī)硫化物，如二硫化碳(CS₂)。干氣的主要用途有兩種，一種是作為化工產(chǎn)品的原料氣、另一種是作為燃料氣。在作為化工產(chǎn)品原料氣時(shí)，若含硫干氣未經(jīng)過脫硫處理直接作為原料氣使用，不僅會(huì)使化工設(shè)備遭到腐蝕，而且會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)裝置中的催化劑失活；在作為燃料氣燃燒時(shí)，若干氣不經(jīng)脫硫處理，則會(huì)將其中的硫化物轉(zhuǎn)化為硫氧化物，排放到大氣中會(huì)影響生態(tài)環(huán)境。故干氣不管是作為燃料氣或原料氣之前，都要經(jīng)過脫硫凈化處理方可進(jìn)行后續(xù)操作。

目前，干氣脫硫技術(shù)采用化學(xué)吸收為主，其中比較成熟為胺液吸收再生技術(shù)，常用的吸收劑為MEA、DEA、DIPA及MDEA等堿性水溶液。其中MDEA(甲基二乙醇胺)相比于其他溶劑，它對(duì)H₂S選擇性較好，對(duì)設(shè)備腐蝕性較低，同時(shí)MDEA的蒸汽壓較低，蒸發(fā)損失更小，發(fā)泡傾向低，穩(wěn)定性好。

對(duì)于高含碳原料氣的處理方式大多采用活化MDEA工藝。活化溶劑是在MDEA溶劑中加入活化劑，如PZ、咪唑等，從而提高CO₂在MDEA溶液中的溶解度及MDEA和CO₂的反應(yīng)速度。活化MDEA工藝采用傳統(tǒng)的一段吸收－一段再生的全貧液工藝時(shí)，這需要較大程度提高胺液循環(huán)量以保證凈化效果，導(dǎo)致脫碳裝置能耗增大，而經(jīng)案發(fā)脫碳傳統(tǒng)工藝改進(jìn)后的二段吸收－二段再生的半貧液工藝得到廣泛關(guān)注。

CN108096996A公開了一種MDEA選擇性脫硫工藝和系統(tǒng)。該方法利用傳統(tǒng)脫硫工藝，在吸收劑MDEA水溶液中添加一定的水溶性共沸有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)了溶劑中水分的部分分離。該裝置使用一個(gè)吸收塔，一個(gè)解吸塔的傳統(tǒng)脫硫工藝，雖然達(dá)到了一定的節(jié)能效果，但解吸過程所需能耗全部由高品位蒸汽提供。

CN106000009A公開了一種雙塔式MDEA處理填埋氣系統(tǒng)。該方法使用活化MDEA溶劑對(duì)填埋氣體中的CO₂和H₂S進(jìn)行處理，工藝上采用在再生塔中段抽出半貧液，再生塔塔底抽出貧液，經(jīng)換熱后兩條線進(jìn)入吸收塔，減少半貧液經(jīng)再沸器重新再沸過程的能耗。該裝置再生塔再沸器熱源由全部為蒸汽，裝置能耗還有待考慮。

CN202808740U公開了一種基于IGCC的燃燒前CO₂高效捕集裝置。該方法將解吸塔拆分為預(yù)解吸塔和解吸塔，預(yù)解吸塔只含冷凝器，酸性氣從其塔頂采出，塔底半貧液一部分作為半貧液返回吸收塔中段，另一部分進(jìn)入解吸塔再生貧液返回吸收塔頂部，解吸塔只含再沸器，塔頂氣相進(jìn)入預(yù)解吸塔塔底作為熱源。該裝置中預(yù)解吸塔為常壓操作，對(duì)塔底氣相熱品位的高低會(huì)影響酸性氣的純度，MDEA溶劑對(duì)CO₂的溶解度較小，需要較高的回流比及熱量才能實(shí)現(xiàn)硫碳共脫，同時(shí)兩個(gè)解吸塔熱量全部由解吸塔塔底熱源供熱，塔底熱源為低壓蒸汽，能耗和經(jīng)濟(jì)效益還有待考慮。

發(fā)明內(nèi)容

為減少M(fèi)DEA吸收再生裝置中的能耗，降低過程中的熱源的能耗品級(jí)，盡可能利用低品位熱源代替蒸汽，減少蒸汽消耗量，本發(fā)明提供一種利用低溫?zé)岬腗DEA半貧循環(huán)脫硫裝置及方法。