[发明专利]一种CO变换冷凝液汽提塔

说明书

技术领域

本发明涉及到一种CO变换冷凝液汽提塔。

背景技术

煤气化或渣油气化产生的合成气中含有较高浓度的CO气体，合成气用于生产甲醇或尿素等产品时均需配置CO变换单元，通过与水蒸汽反应将合成气中的部分或绝大部分CO除去，生成与CO等摩尔的氢气。变换反应为了提高转化率和控制床层温度，一般要求加入过量的水蒸汽，变换反应剩余的水蒸汽在余热回收系统降温变成凝液，称之为变换冷凝液。通常变换冷凝液溶解有少量氨和二氧化碳等气体，需送到变换冷凝液汽提塔用蒸汽进行汽提，汽提出氨和二氧化碳等有害气体后，再将变换汽提冷凝液循环补入到变换系统，以减少废水排污总量，提高变换单元水的利用率。

通常CO变换冷凝液的汽提仅设置单台汽提塔，塔体的顶部设有汽提气出口，塔体的底部设有变换汽提冷凝液出口，塔体侧壁的上部设有变换冷凝液入口，塔体侧壁的下部设有汽提蒸汽入口。其工艺流程为：从界区来的低压蒸汽首先进入冷凝液汽提塔的下部，从上游来的变换冷凝液由塔的上部通过喷头均匀喷出，塔的中部装有填料，向下流动的变换冷凝液和向上流动的低压蒸汽在填料层逆流接触，从变换冷凝液中汽提出的含有氨和二氧化碳等有害气体的汽提气从塔顶排出，经过换热降温分液后送火炬系统焚烧，汽提后的变换汽提冷凝液从塔底流出，重新循环补入到变换系统。

设置单台汽提塔主要存在如下缺点：首先是CO变换冷凝液汽提塔从塔顶汽提出的汽提气中同时含有二氧化碳和氨，这样，在后续的冷凝过程中，二氧化碳和氨极易生成铵盐结晶物，堵塞管道和冷凝器；其次是进入冷凝液汽提塔的变换冷凝液来自上游不同设备，且温度也不尽相同的几股流体的混合物流，同时从冷凝液汽提塔侧壁的上部一次性加入，没有充分利用好不同物流的温度梯度，也就是说对几股物流的温位和能量利用不够科学合理，其结果是出冷凝液汽提塔的汽提气温度较高，增加了后序程序中汽提气的冷凝循环用水量以及用于汽提的低压蒸汽用量。

又如专利号为ZL 200910098944.6的中国发明专利所公开的《一种CO变换中工艺冷凝液的汽提方法》，为了解决变换冷凝液汽提系统发生铵盐结晶堵塞的问题，其采用两个汽提塔分别对二氧化碳和氨进行汽提，避免了二氧化碳和氨在冷凝系统中同时存在的可能性，延长了变换装置稳定运行的周期。但仍然存在出二氧化碳汽提塔的汽提气温度较高，后序工序必须对汽提气进行冷凝，冷凝循环用水量高，能耗高；其次是汽提塔操作系统控制复杂且欠稳定，原因是两个汽提塔是通过管道连接，需要分别控制上塔和下塔的操作压力来控制汽提蒸汽的二次分配量和抽氨量，任何一个汽提塔在运行时发生压力波动，均会波及另外一个塔的压力稳定，进而影响汽提蒸汽的二次分配量和抽氨量，所以说控制比较复杂且稳定性不太理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能有效利用不同物流的温差、控制简单、操作稳定且能将汽提气中氨和二氧化碳分离的CO变换冷凝液汽提塔。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该CO变换冷凝液汽提塔，包括塔体，塔体的顶部设有第一汽提气出口，塔体的底部设有供变换汽提冷凝液排出的液体出口，塔体侧壁的下部设有低压蒸汽进口，塔体侧壁的中上部设有供冷凝液进入塔体的冷凝液进口；其特征在于所述的冷凝液进口有多个，并且这些冷凝液进口并排间隔设置；同时，所述塔体侧壁的中部还设有供氨蒸汽抽出的第二汽提气出口。

各所述冷凝液进口所在位置对应塔体部分的直径不相同，且塔体从上到下直径依次增大。由于塔底的气相负荷最大，塔的中部将氨蒸汽抽出后，塔的气相负荷相应变小，另外液相负荷是由塔顶到塔底逐级增加，所以采用变径塔体，使塔的气液相负荷的匹配始终处于最佳状态，进而使塔操作稳定且汽提分离效果好，同时可节省塔体的设备材料投资约20％。

较好的，所述的冷凝液进口有2-3个。

对应于各所述的冷凝液进口所述塔体内还设有将变换冷凝液向下均匀喷出的多个凝液分布器，各所述凝液分布器对应连接各所述的冷凝液进口。

所述的凝液分布器包括与所述的冷凝液进口相连通的直液管和间隔设置在该直液管上的多个弧形的支管，各所述支管的两端分别连通所述的直液管；并且所述的直液管和各所述的支管朝向所述塔体底部一侧的管壁均设有多个出液孔，并且各出液孔的截面积之和大于等于1.5倍的所述变换冷凝液进口的截面积。

各所述的支管大致呈同心圆设置。

所述塔体内还设有能将低压蒸汽在塔体内均匀喷出的低压蒸汽分布器，该低压蒸汽分布器连通所述的低压蒸汽进口。