脫硫裝置貧富液換熱流程的改造

俞 歡

（南京金凌石化工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇南京 210042）

脫硫裝置貧富液換熱流程的改造

俞 歡

（南京金凌石化工程設(shè)計(jì)有限公司，江蘇南京 210042）

通過對(duì)比現(xiàn)有同類脫硫裝置再生單元的貧富液換熱流程，發(fā)現(xiàn)采用二級(jí)換熱流程的富液入塔溫度比一級(jí)換熱后的富液入塔溫度高10℃，而蒸汽耗量下降了1.01t/h，循環(huán)水耗量減少了73t/h。經(jīng)過工藝改造實(shí)施后，采用二級(jí)換熱流程對(duì)降低脫硫裝置能耗和提高酸性氣收率都是十分有意義的。

脫硫裝置；貧富液；二級(jí)換熱流程

某脫硫裝置再生單元現(xiàn)有的貧富液（MDEA）換熱器采用的是一級(jí)換熱工藝流程。吸收塔底45℃的富液與再生塔底125℃的貧液進(jìn)行換熱，將富液溫度升至95℃經(jīng)閃蒸罐進(jìn)入再生塔（T403），現(xiàn)有的貧富液換熱器（H401/1，2）與（H402/1，2）互為備用。改造前采用一級(jí)換熱流程，見圖1。

圖1 改造前貧富液一級(jí)換熱流程

通過對(duì)比同類裝置生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，二級(jí)換熱流程的能耗低于一級(jí)換熱。對(duì)比數(shù)據(jù)如下表1：

表1 同類脫硫裝置貧富液換熱流程對(duì)比數(shù)據(jù)

通過以上對(duì)比發(fā)現(xiàn)：二級(jí)換熱后的富液入塔溫度比一級(jí)換熱后的富液入塔溫度高10℃，而蒸汽耗量下降了1.01t/h，循環(huán)水耗量減少了73t/h。若能將脫硫裝置再生單元貧富液換熱改為二級(jí)換熱，對(duì)降低脫硫裝置能耗和提高酸性氣收率都是十分有意義的。高酸氣負(fù)荷不僅會(huì)嚴(yán)重腐蝕生產(chǎn)設(shè)備和輸送管線，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致胺液在酸氣吸收過程中迅速降解，使得溶液品質(zhì)急劇惡化[1]。

1 工藝改造方案

本項(xiàng)目擬利用現(xiàn)有的貧富液換熱器（H402/1，2）移至溶劑閃蒸罐（R412）后作為一級(jí)換熱，現(xiàn)在運(yùn)行的貧富液換熱器（H401/1，2）作為二級(jí)換熱。改造后的流程為：富液自干氣脫硫塔（T401/T402）底來首先進(jìn)入貧富液換熱器（H401/1，2）的管程，富液溫度由45℃升至75℃，然后進(jìn)入溶劑閃蒸罐R412），閃蒸后再進(jìn)入貧富液換熱器（H402/1，2）的管程，換熱后溫度升至105℃左右，最終進(jìn)入再生塔；貧液自液位調(diào)節(jié)閥LV-407后，首先進(jìn)入貧富液換熱器（H402/1，2）的殼程，貧液溫度由125℃降至95℃，接著進(jìn)入貧富液換熱器（H401/1，2）的殼程，換熱后溫度約為65℃，分兩股分別進(jìn)入溶劑冷卻器（L401/1，2）和溶劑冷卻器（L402/1，2）的殼程。改造后采用二級(jí)換熱流程，見圖2。

圖2 改造后貧富液二級(jí)換熱流程

2 設(shè)計(jì)內(nèi)容

通過工藝模擬軟件PROII核算換熱器，為了方便計(jì)算，取貧富液的組成相同，且均為30%（w）MDEA溶液[2]。一般來說，在決定換熱終溫時(shí)，都不希望出現(xiàn)溫度交叉現(xiàn)象，即不希望冷流的出口溫度高于熱流的出口溫度，否則會(huì)出現(xiàn)反傳熱現(xiàn)象。解決逆向傳熱的方法之一是采用多臺(tái)換熱器串聯(lián)[3]。本次采用二級(jí)換熱流程，以及H401/1與H401/2疊放串聯(lián)，H402/1與H402/2疊放串聯(lián)實(shí)現(xiàn)了貧富液換熱的終溫交叉現(xiàn)象。本次流程改造無需新增設(shè)備，可以利舊原有的貧富液換熱器，見表2。

表2 利舊換熱器參數(shù)

因此，僅需拆除改造管線，更新和新增溫度變送和溫度計(jì)即可實(shí)現(xiàn)二級(jí)換熱流程的改造，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：

（1）拆除富液自干氣脫硫塔（T401/T402）底來至貧富液換熱器（H402/1，2）管程的管線，改由溶劑閃蒸罐液位調(diào)節(jié)閥后管線接至貧富液換熱器（H402/1，2）管程入口，并斷開調(diào)節(jié)閥后進(jìn)再生塔（T403）的管線。

（2）拆除富液自貧富液換熱器（H402/1，2）管程出口至溶劑閃蒸罐（R412）的管線，改至再生塔（T403），并增加貧富液換熱器（H402/1，2）管程進(jìn)出口的跨線。

（3）拆除貧液自再生塔（T403）底來至富液換熱器（H401/1，2）殼程入口的管線，改由富液換熱器（H402/1，2）殼程出口來，接至富液換熱器（H401/1，2）殼程入口，并增加貧富液換熱器（H401/1，2）殼程進(jìn)出口的跨線。

（4）拆除貧液自富液換熱器（H402/1，2）殼程出口至溶劑冷卻器（L402/1，2）殼程入口的管線，改由富液換熱器（H401/1，2）殼程出口至溶劑冷卻器（L401/1，2）殼程入口的管線上引一根DN200的管線至L402/1，2，并增加貧富液換熱器（H402/1，2）殼程進(jìn)出口的跨線。

（5）更新貧富液換熱器（H402/1）管程入口現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)各1個(gè)和貧富液換熱器（H402/2）管程出口溫度變送計(jì)1個(gè)，溶劑冷卻器（L401/2）和溶劑冷卻器（L402/2）殼程入口新增現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)1臺(tái)。

3 總結(jié)

工藝流程改進(jìn)實(shí)施后，一是能夠減少蒸汽、循環(huán)水耗量；二是將進(jìn)入溶劑閃蒸罐富液的溫度由95℃降低至75℃，使得閃蒸汽中的H2S含量減少，這樣不僅減少了閃蒸汽中含有的H2S排入瓦斯管線帶來的腐蝕，而且提高了酸性氣的收率。

[1] 范崢，李穩(wěn)宏，劉艷軍，等.天然氣脫硫系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備的優(yōu)化[J].化學(xué)工程，2011，39（5）：19-22.

[2] 張庭洲.貧富液換熱器K值的確定[J].天然氣與石油，2000，18（2）：41-43.

[3] 羅明輝，陸恩錫.逆向傳熱[J].化學(xué)工程，2010，38（5）：98-102.

Transformation of Heat Transfer Process of Rich and Poor Liquid in Desulfurization Unit

Yu Huan

Through the solution compared with the existing similar desulfurization regeneration unit heat exchange process，found that the use of rich liquid two heat exchange flow into the tower temperature than the first heat after the rich liquid into the tower high temperature of 10 DEG C，and the steam consumption is decreased by 1.01t/h，water consumption is reduced by 73t/h.After the implementation of the process reform，the use of two stage heat transfer process is of great significance to reduce the energy consumption of the desulfurization unit and increase the yield of acid gas.

desulfurization unit；rich and poor liquid；two stage heat exchange process

TE96；TP18

B

1003-6490（2017）12-0104-02

2017-10-12

俞歡（1982—），女，江蘇南京人，工程師，主要從事石化設(shè)計(jì)工作。