[发明专利]脱除中变气酸性凝液中CO

说明书

本发明属于石油化工制氢装置技术领域，涉及一种脱除中变气酸性凝液中CO₂和O₂的热集成精馏工艺。本发明将中变气凝液脱除CO₂和O₂的过程由蒸汽汽提过程或自闪蒸过程变为精馏过程，并对热流股进料和精馏塔再沸器进行热集成；工艺中使用的装置包括中变气第一分凝罐、中变气第二分凝罐、中变气第三分凝罐、除氧器、除氧水加热器、除盐水预热器、热媒水发生器、热媒水预热器、循环水冷却器、燃料气预热器、汽提塔、净化水泵和汽提塔再沸器。本发明较现有常规工艺，CO₂和O₂脱除彻底，达到锅炉给水标准，可以不经除氧器直接同除氧水混合，降低了除氧器的负荷；低温余热回收充分，节省冷热公用工程能耗，设备投资和操作费用均低。

技术领域

本发明属于石油化工制氢装置领域，涉及一种脱除中变气酸性凝液中CO₂和O₂的热集成精馏工艺。具体就是在中变气分水后产生的两股不同温位的酸性冷凝液，高温冷凝液为汽提塔塔底再沸器提供热源，随后同低温冷凝液分别进入汽提塔，通过蒸汽汽提或者自闪蒸脱除CO₂和O₂。

背景技术

氢气是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体，一般用作合成氨、合成甲醇、合成盐酸的原料，冶金用还原剂，石油炼制中加氢脱硫剂等。氢气在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。工业制氢的主要方法多为水煤气制氢或者干气制氢，本专利主要针对干气制氢装置的中温变换工段。传统的中温变换工段，中变气多级冷凝产生的冷凝液进入汽提塔，用水蒸汽汽提脱除CO₂和O₂，随后进入除氧槽进一步脱除O₂，用于产生蒸汽；也有工段不用蒸汽汽提，直接依靠冷凝液自身的热量闪蒸脱除CO₂和O₂。其中，蒸汽汽提的效率较低，能耗较大，而冷凝液自闪蒸脱除CO₂的效果不够彻底，容易造成后续设备尤其是除氧槽的腐蚀，出现泄漏事故。此外，传统的中温变换工段使用循环水冷却器和空冷器冷却中变气，造成了较大的低温热损失，增加了冷公用工程的能耗。

发明内容

本发明针对上述实际情况，本发明提供一种低能耗高效脱除中变气酸性冷凝液CO₂和O₂的工艺，将中变气凝液脱除CO₂和O₂的过程由蒸汽汽提过程或自闪蒸过程变为精馏过程，并对热流股进料和精馏塔再沸器进行热集成。包括中变气一级分凝罐、中变气二级分凝罐、中变气三级分凝罐、除氧器、除氧水加热器、除盐水预热器、热媒水发生器、热媒水预热器、循环水冷却器、两个备用水冷器、燃料气预热器，酸性水汽提塔，净化水泵。中变气进入热媒水发生器，随后进入中变气一级分凝罐。经气液分离后，气相进入除氧水加热器，再进入中变气第二分凝罐。经过气液分离后，产生的液相同中变气第一分凝罐产生的液相混合，经过燃料气预热器以及汽提塔塔底再沸器后从中部进入汽提塔；产生的气相经过热媒水预热器、除盐水预热器以及循环水冷却器后进入中变气第三分凝罐，气液分离后气相进入变压吸附部分，液相从塔顶进入汽提塔。预热后的除盐水进入除氧器。经过汽提后得到净化水，CO₂含量降至10ppb， O₂含量达到除氧水标准，因此，净化水可以直接同除氧后的除盐水混合进入后续的蒸汽发生装置，不需要进入除氧器，从而降低了除氧器的能耗。