[发明专利]含氨酸性冷凝液的汽提系统及尾气的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种冷凝液汽提工艺，具体的说是一种含氨酸性冷凝液的汽提系统及尾气的处理方法。

背景技术

含氨酸性冷凝液一般来自于工艺气的冷凝，如现代大型煤化工工业中，一氧化碳变换工序通常产生大量的冷凝液，由于余热分级回收，因此，通常会产生不同温度等级的工艺冷凝液。这部分冷凝液通常含有NH₃、CO₂、H₂S、HCN、HCl和COS等腐蚀性组分，需要通过冷凝液汽提装置处理，将上述腐蚀性组分从冷凝液中汽提出来，洁净的工艺冷凝液送往其他装置回用。目前比较常见的冷凝液汽提装置包括两种，一种是采用单塔流程，单独设置塔顶冷凝器和回流系统，NH₃和CO₂等介质均从塔顶部出来，降温后气相送出界外，液相回流返回塔内，换热器形式包括卧式和立式；另外一种是双塔流程，根据溶解度的不同，将NH₃和CO₂分别汽提，并分别设置汽提气冷凝器和回流系统，换热器形式均采用立式。如发明专利CN102642881A《水煤气变换工艺冷凝液汽提装置及方法》提出了采用单塔汽提处理水煤气变换工艺产生的冷凝液，塔顶设置立式换热器，产生的闪蒸气送往火炬装置处理，产生的不凝气则送往硫回收装置处理。该发明提出通过设置不同等级的闪蒸系统以减少铵盐结晶的可能性，着重解决了系统管道堵塞以及系统超压放空引起的环保问题，但是存在汽提蒸汽消耗高、两股尾气需要分开处理，流程相对复杂的问题，且其根本上并未解决NH₃、CO₂、H₂S在一起形成的高浓度酸性气体低温凝液对设备和管道的腐蚀问题，同时由于闪蒸罐底部存在高浓度的含有NH₃、CO₂、H₂S等物质的液体，根据现在工程实际经验，会对闪蒸罐底部，以及塔顶冷凝器的换热管造成严重的腐蚀，且发明中闪蒸汽直接去火炬总管，仍存在少量的NH₄HS、NH₄HCO₃长时间累积在管道中，从而堵塞火炬管，造成安全事故。发明专利CN101570350A《一种CO变换中工艺冷凝液的汽提方法》提出了采用双塔汽提分别对CO₂和NH₃进行汽提，着重解决汽提系统发生的铵盐结晶堵塞问题，但是存在两段汽提系统耦合较大，控制和调节措施较少，运行不稳定的问题，且在此专利的酸性气中仍然存在大量的H₂O、NH₃、CO₂、H₂S，酸性气在经过二氧化碳汽提塔冷凝器后，由于温度较低，会有冷凝液冷凝出来，此处化学腐蚀非常严重。

根据工厂调研发现，在已经运行的工业装置中，上述两种流程配置的冷凝液汽提装置均出现不同程度的腐蚀，尤其是塔顶冷凝器走汽提尾气的管侧（工艺介质）换热管下段以及下管板腐蚀较为严重。一般1-2个月就必须停车进行维修，严重影响了全厂的连续运行。

因此，如何在提高含氨酸性冷凝液汽提系统的稳定性、节能降耗、降低设备投资的同时，彻底解决汽提塔及相关装置中管道及管板的严重腐蚀问题仍是技术人员急需解决的目标。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺简单、操作控制灵活、系统稳定性好、节能降耗、最大程度减少汽提系统的腐蚀性问题发生，延长设备使用寿命的含氨酸性冷凝液的汽提系统及尾气的处理方法。

技术方案包括所述冷凝液包括高温冷凝液、中温冷凝液和低温冷凝液，所述汽提塔由下至上包括三段，分别为高温冷凝液汽提段、中温冷凝液汽提段和低温冷凝液汽提段，所述高温冷凝液、中温冷凝液和低温冷凝液分别对应送入汽提塔的高温冷凝液汽提段、中温冷凝液汽提段和低温冷凝液汽提段，塔顶的汽提气经塔顶冷凝器降温至85℃-90℃后送入焚烧炉；所述高温冷凝液汽提段设再沸器，并以低压蒸汽作为热源对冷凝液进行汽提，中温汽提段和低温汽提段以高温冷凝液汽提段产生的高温闪蒸气作为热源，并通入低压氮气进行汽提；其中，所述塔顶冷凝器为设于汽提塔顶部的立式冷凝器，所述塔顶冷凝器包括上管箱及换热段，所述换热段被中间管板分隔成上、下两段，下段为保温段，通入保温水使冷凝器下管板的温度保持在85-95℃，上段为冷却段，通入冷却水使汽提气温度降至80-100℃，所述下段保温段的换热管下端伸出下管板平面30-50mm，换热管内产生的冷凝液直接向下流入汽提塔内。