脱硫装置贫富液换热流程的改造

俞 欢

（南京金凌石化工程设计有限公司，江苏南京 210042）

脱硫装置贫富液换热流程的改造

俞 欢

（南京金凌石化工程设计有限公司，江苏南京 210042）

通过对比现有同类脱硫装置再生单元的贫富液换热流程，发现采用二级换热流程的富液入塔温度比一级换热后的富液入塔温度高10℃，而蒸汽耗量下降了1.01t/h，循环水耗量减少了73t/h。经过工艺改造实施后，采用二级换热流程对降低脱硫装置能耗和提高酸性气收率都是十分有意义的。

脱硫装置；贫富液；二级换热流程

某脱硫装置再生单元现有的贫富液（MDEA）换热器采用的是一级换热工艺流程。吸收塔底45℃的富液与再生塔底125℃的贫液进行换热，将富液温度升至95℃经闪蒸罐进入再生塔（T403），现有的贫富液换热器（H401/1，2）与（H402/1，2）互为备用。改造前采用一级换热流程，见图1。

图1 改造前贫富液一级换热流程

通过对比同类装置生产数据发现，二级换热流程的能耗低于一级换热。对比数据如下表1：

表1 同类脱硫装置贫富液换热流程对比数据

通过以上对比发现：二级换热后的富液入塔温度比一级换热后的富液入塔温度高10℃，而蒸汽耗量下降了1.01t/h，循环水耗量减少了73t/h。若能将脱硫装置再生单元贫富液换热改为二级换热，对降低脱硫装置能耗和提高酸性气收率都是十分有意义的。高酸气负荷不仅会严重腐蚀生产设备和输送管线，同时还会导致胺液在酸气吸收过程中迅速降解，使得溶液品质急剧恶化[1]。

1 工艺改造方案

本项目拟利用现有的贫富液换热器（H402/1，2）移至溶剂闪蒸罐（R412）后作为一级换热，现在运行的贫富液换热器（H401/1，2）作为二级换热。改造后的流程为：富液自干气脱硫塔（T401/T402）底来首先进入贫富液换热器（H401/1，2）的管程，富液温度由45℃升至75℃，然后进入溶剂闪蒸罐R412），闪蒸后再进入贫富液换热器（H402/1，2）的管程，换热后温度升至105℃左右，最终进入再生塔；贫液自液位调节阀LV-407后，首先进入贫富液换热器（H402/1，2）的壳程，贫液温度由125℃降至95℃，接着进入贫富液换热器（H401/1，2）的壳程，换热后温度约为65℃，分两股分别进入溶剂冷却器（L401/1，2）和溶剂冷却器（L402/1，2）的壳程。改造后采用二级换热流程，见图2。

图2 改造后贫富液二级换热流程

2 设计内容

通过工艺模拟软件PROII核算换热器，为了方便计算，取贫富液的组成相同，且均为30%（w）MDEA溶液[2]。一般来说，在决定换热终温时，都不希望出现温度交叉现象，即不希望冷流的出口温度高于热流的出口温度，否则会出现反传热现象。解决逆向传热的方法之一是采用多台换热器串联[3]。本次采用二级换热流程，以及H401/1与H401/2叠放串联，H402/1与H402/2叠放串联实现了贫富液换热的终温交叉现象。本次流程改造无需新增设备，可以利旧原有的贫富液换热器，见表2。

表2 利旧换热器参数

因此，仅需拆除改造管线，更新和新增温度变送和温度计即可实现二级换热流程的改造，具体设计内容如下：

（1）拆除富液自干气脱硫塔（T401/T402）底来至贫富液换热器（H402/1，2）管程的管线，改由溶剂闪蒸罐液位调节阀后管线接至贫富液换热器（H402/1，2）管程入口，并断开调节阀后进再生塔（T403）的管线。

（2）拆除富液自贫富液换热器（H402/1，2）管程出口至溶剂闪蒸罐（R412）的管线，改至再生塔（T403），并增加贫富液换热器（H402/1，2）管程进出口的跨线。

（3）拆除贫液自再生塔（T403）底来至富液换热器（H401/1，2）壳程入口的管线，改由富液换热器（H402/1，2）壳程出口来，接至富液换热器（H401/1，2）壳程入口，并增加贫富液换热器（H401/1，2）壳程进出口的跨线。

（4）拆除贫液自富液换热器（H402/1，2）壳程出口至溶剂冷却器（L402/1，2）壳程入口的管线，改由富液换热器（H401/1，2）壳程出口至溶剂冷却器（L401/1，2）壳程入口的管线上引一根DN200的管线至L402/1，2，并增加贫富液换热器（H402/1，2）壳程进出口的跨线。

（5）更新贫富液换热器（H402/1）管程入口现场温度计各1个和贫富液换热器（H402/2）管程出口温度变送计1个，溶剂冷却器（L401/2）和溶剂冷却器（L402/2）壳程入口新增现场温度计1台。

3 总结

工艺流程改进实施后，一是能够减少蒸汽、循环水耗量；二是将进入溶剂闪蒸罐富液的温度由95℃降低至75℃，使得闪蒸汽中的H2S含量减少，这样不仅减少了闪蒸汽中含有的H2S排入瓦斯管线带来的腐蚀，而且提高了酸性气的收率。

[1] 范峥，李稳宏，刘艳军，等.天然气脱硫系统关键设备的优化[J].化学工程，2011，39（5）：19-22.

[2] 张庭洲.贫富液换热器K值的确定[J].天然气与石油，2000，18（2）：41-43.

[3] 罗明辉，陆恩锡.逆向传热[J].化学工程，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

俞欢（1982—），女，江苏南京人，工程师，主要从事石化设计工作。