[发明专利]一种配套CO变换装置使用的冷凝液汽提方法

说明书

技术领域

本发明涉及到一种CO变换的低位余热回收和冷凝液汽提方法。

背景技术

CO变换反应是指水蒸气和CO反应生成二氧化碳和氢气的过程，且是等摩尔强放热反应。对于采用绝热变换炉的CO变换工艺流程，变换反应产生的高温变换气出变换炉后可通过废热锅炉生产中压蒸汽，或者直接对高温变换气进行喷水激冷，达到增加变换气湿度及降温目的，增湿降温后的变换气重新进入下一段绝热变换炉继续进行变换反应。

可以看出，对CO变换反应产生的高温余热在变换炉之间回收比较容易，但对于变换反应已完成，经过高位余热回收变换气温度低于170℃，此时，对低温余热的回收就比较困难，因为下游工序通常要求变换气温度不超过40℃。所以温度在40℃～170℃的低温变换气余热如何合理有效的回收，是各种变换工艺流程都必须妥善解决的重点和难点问题。

同时变换单元冷凝下来的凝液不能直接返回到前系统使用，因为变换工艺冷凝液中溶解有少量氨和二氧化碳等腐蚀性有害气体。因此，只有将这些腐蚀性气体通过一定的措施移除后，才能将净化后的变换净化工艺冷凝液循环补入到变换系统，以减少变换单元废水排污量，同时提高水的利用效率。现有技术通常使用155℃以上的低压蒸汽来完成对变换工艺冷凝液的汽提。

现有的变换技术对低温余热回收和变换工艺冷凝液汽提存在如下缺陷：

1)变换单元低温余热经过整个工艺系统平衡后仍然无法全部合理有效利用，工程设计中迫不得已采用空冷器来冷却，变换气的温度是降下来了，但空冷器需要持续消耗电能，变换装置能耗高；另外空冷器本身的投资也不菲；

2)采用155℃以上的低压蒸汽来汽提变换工艺冷凝液，其后果是将低位热量重新引入到了变换系统，汽提出的有害气体需要冷凝降温到50℃后，才能排入火炬系统，这时又需要消耗冷却水！也就是说，引入系统的低压蒸汽最终需要消耗部分冷却水使之再次冷凝；

3)目前对变换工艺冷凝液的汽提多为单塔混合进料汽提流程，变换工艺冷凝液中汽提出的二氧化碳和氨从塔顶混合排出，在后续的冷凝过程中，二氧化碳和氨极易生成铵盐结晶物，造成管道和冷凝器堵塞，严重影响变换单元的稳定运行；

4)汽提塔采用混合进料，将几股温度不同的冷凝液混合后，从汽提塔上部一次加入，没有充分利用不同温度的变换工艺冷凝液的温度梯度，也就是说对几股物流的温位和能量利用不够科学合理，其结果是出汽提塔的汽提气温度较高，增加了后系统对汽提气进行冷凝的冷却水用量，同时也增加了用于汽提的低压蒸汽用量。

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》，为了解决变换工艺冷凝液汽提系统发生铵盐结晶堵塞问题，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。但仍然存在如下问题：

1)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，冷凝需要消耗冷却水，能耗高；

2)汽提塔操作系统控制复杂且欠稳定，原因是两个汽提塔通过管道连接，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，因此，二次分配量和抽氨量参数控制比较困难且运行稳定性欠理想。

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冷凝液汽提方法，其通过有效利用不同物流的温差来充分回收变换低温余热，参数控制简单，运行稳定且能将汽提气中氨和二氧化碳分别回收，避免了铵盐结晶堵塞问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该配套CO变换装置使用的冷凝液汽提方法，其特征在于该方法中所使用的汽提塔的塔体包括相互连通且塔径依次减小的下段、中段和上段；其中，所述上段的塔体内填充有填料；所述汽提塔通过设置在塔底的再沸器提供热量，对进入塔内的变换工艺冷凝液进行汽提分离；所述汽提塔的塔顶设有供CO₂气体排出的第一汽提气出口，汽提塔的塔底设有净化工艺冷凝液出口，所述下段侧壁的上部分别设有供氨蒸汽排出的第二汽提气出口和第一冷凝液入口，所述中段侧壁的上部以及所述上段侧壁的上部分别设有第二冷凝液入口和第三冷凝液入口；所述汽提塔的塔底至所述的第二汽提气出口、所述第二汽提气出口至所述的第二冷凝液入口、所述第二冷凝液入口至塔顶三部分的塔径之比为1∶0.6～0.85∶0.15～0.35；

使用上述汽提塔的冷凝液汽提方法如下：