一种优化换热的变换气冷却系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种优化换热的变换气冷却系统，属于煤化工领域。该装置包括尾气吸收塔、第三级变换气凝液分离器、变换气/尾气换热器、变换气水冷器。本实用新型专利技术通过在变换工艺流程中增设变换气/尾气换热器，优化了流程配置，降低了循环水的消耗量，保证了尾气管道的运行效果。

A Transfer Gas Cooling System for Optimizing Heat Transfer

【技术实现步骤摘要】
一种优化换热的变换气冷却系统
本技术涉及一种优化换热的变换气冷却系统，属于煤化工

技术介绍
目前，在水煤浆加压气化技术制取合成气合成甲醇的工艺中，净化工序采用变换工艺和低温甲醇洗工艺。变换工艺流程中，变换气经过变换炉完成CO变换反应并回收热量副产蒸汽后，经过三级降温并分离冷凝液。出第三级凝液分离器的变换气温度在60℃左右，为满足下游低温甲醇洗的工艺要求，此股变换气需将温度降至40℃左右，然后送至变换气氨洗塔洗涤后进入下游低温甲醇洗工序，根据现有的变换工艺流程配置下，采用循环水将这股变换气进行降温，由于变换气量较大，循环水消耗量较大。低温甲醇洗流程中，来自H2S浓缩塔的入塔尾气主要由CO2和N2组成，温度约为20-30℃，这股尾气在尾气洗涤塔中洗涤后高点放空。由于尾气中水蒸汽的分压极低，在洗涤过程中，有相当一部分水蒸发进入尾气中，由于蒸发吸热，导致出塔尾气的温度较低，大约10℃，按照现有技术的低温甲醇洗的流程配置，这股尾气的冷量未经回收直接放空。可见，现有工艺虽然洗涤了尾气中的残留甲醇，未实现冷量的充分利用，导致大量冷量的浪费；而且，由于出塔尾气中含有少量的H2S，出塔尾气温度低就会导致水蒸气冷凝形成酸性冷凝液，就会腐蚀管道。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种优化换热的变换气冷却系统，用以解决上述现有技术的不足。本技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种优化换热的变换气冷却系统，该装置包括尾气吸收塔、第三级变换气凝液分离器、变换气/尾气换热器、变换气水冷器；所述的第三级变换气凝液分离器中部与来自上游经过两级冷凝的变换气的输出管道相连，所述的第三级变换气凝液分离器顶部输出端与变换气/尾气换热器的热介质入口相连；所述尾气吸收塔的上部与洗涤液输出管道相连，下部与来自上游的尾气输出管道相连；所述尾气吸收塔的顶端与变换气/尾气换热器的冷介质入口相连，底端的输出端与下游工艺设备相连；所述变换气/尾气换热器的热介质出口通过变换气水冷器与变换气氨洗塔相连，所述的变换气/尾气换热器的冷介质出口管道高点放空。本技术技术方案中：所述第三级变换气凝液分离器底部的输出端通过液位控制器与下游工艺设备相连。本技术技术方案中：尾气吸收塔的的底端通过液位控制器与下游工艺设备相连。本技术技术方案中：所述洗涤液可以是脱盐水，也可以是脱盐水和含甲醇废水的混合液。本技术技术方案中：所述尾气吸收塔顶部装有除沫器。本技术技术方案中：所述尾气吸收塔的型式可以是填料塔也可是板式塔。本技术技术方案中：所述第三级变换气凝液分离器顶部装有除沫器。本技术技术方案中：所述变换气/尾气换热器管程走变换气，壳程走洗涤后的尾气。本技术技术方案中：所述变换气水冷器管程走变换气，壳程走循环水。本技术的有益效果：本技术在现有变换工艺流程中增设变换气/尾气换热器，将来自第三级变换气凝液分离器顶部的变换气和来自尾气洗涤塔塔顶的洗涤后的低温尾气进行换热以回收冷量，降温后的变换气再由循环水进行一步冷却降至工艺要求的温度，此流程配置可以减小循环水的消耗量，从而节约了资源消耗，减低了企业生产成本；另一方面，还可以充分回收低温甲醇洗出塔尾气的冷量，由于换热后的尾气处于过热状态，可有效防止由于尾气中水蒸气冷凝形成的酸性冷凝液对管道的腐蚀。附图说明图1是本技术的一种实施例的结构示意图。图中，1-尾气洗涤塔；2-第三级变换气凝液分离器；3-变换气/尾气换热器；4-变换气水冷器。具体实施方式下面结合实施例对本技术做进一步说明，但本技术的保护范围不限于此：一种优化换热的变换气冷却系统，该系统包括尾气吸收塔(1)、第三级变换气凝液分离器(2)、变换气/尾气换热器(3)、变换气水冷器(4)；所述的第三级变换气凝液分离器(2)中部与来自上游经过两级冷凝的变换气的输出管道相连，所述的第三级变换气凝液分离器(2)顶部输出端与变换气/尾气换热器(3)的热介质入口相连；所述尾气吸收塔(1)的上部与洗涤液输出管道相连，下部与来自上游的尾气输出管道相连；所述尾气吸收塔(1)的顶端与变换气/尾气换热器(3)的冷介质入口相连，底端的输出端与下游工艺设备相连；所述变换气/尾气换热器(3)的热介质出口通过变换气水冷器(4)与变换气氨洗塔相连，所述的变换气/尾气换热器(3)的冷介质出口管道高点放空。所述第三级变换气凝液分离器(2)底部的输出端通过液位控制器与下游工艺设备相连。尾气吸收塔(1)的的底端通过液位控制器与下游工艺设备相连。所述尾气吸收塔(1)顶部装有除沫器。所述尾气吸收塔(1)的型式可以是填料塔也可是板式塔。实施例一种具体应用实例的运作过程如下：在经过前两级降温分离凝液后，来自上游的变换气压力3.10MPaG，温度60℃，流量208645kg/h，流体状态为气液两相，该股变换气由中部进入第三级变换气凝液分离器，底部液相流量为31890kg/h，经过除沫器出去液滴后，离开第三级变换气凝液分离器顶部的气相流量为176755kg/h，温度60℃，该股变换气送至变换气/尾气换热器和洗涤后的尾气进行换热后温度降低至54℃左右，然后该流股进入变换气水冷器温度降至工艺要求值40℃，此时符合温度要求的变换气被送至下游的变换气氨洗塔。来自上游单元的脱盐水和含甲醇废水混合后的洗涤液温度28℃，压力0.295MPaG，流量8485kg/h，该洗涤液由上部管口进入尾气洗涤塔，来自上游H2S浓缩塔的尾气流量132150kg/h，温度27.3℃，压力0.040MPaG，尾气由尾气洗涤塔塔底管口进入，该尾气洗涤塔装有规整填料、液体分布器、气体分布器和除沫器，经洗涤后，含甲醇工艺废水在液位控制下送至下游的甲醇水分离塔，经洗涤后的尾气(温度10.2℃，流量133336kg/h)由塔顶离开被送至变换气/尾气换热器，经换热回收冷量后，尾气温度升至50℃后送高点放空烟囱。经物料衡算，按照循环水入口33℃，出口43℃考虑，该流程需要的循环水流量为293m3/h。若该流程未设置有变换气/尾气换热器，则需要上述规格的循环水流量为418.6m3/h。综上，通过对变换气冷却系统换热网络的优化，可节省循环水消耗125.6m3/h。本技术提供的种回收低温甲醇洗尾气冷量的系统具有以下优点：本技术在现有变换工艺流程中增设变换气/尾气换热器，将来自第三级变换气凝液分离器顶部的变换气和来自尾气洗涤塔塔顶的洗涤后的低温尾气进行换热以回收冷量，此流程配置可以减小循环水的消耗量125.6m3/h，从而节约了资源消耗，减低了企业生产成本；另一方面，还可以充分回收低温甲醇洗出塔尾气的冷量，由于换热后的尾气处于过热状态，可有效防止由于尾气中水蒸气冷凝形成的酸性冷凝液对管道的腐蚀。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点。本领域的普通技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本技术的保护范围，凡采用等同替换等方式所获得的技术方案，均落于本技术的保护范围内。本技术未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种优化换热的变换气冷却系统，其特征在于：该系统包括尾气吸收塔(1)、第三级变换气凝液分离器(2)、变换气/尾气换热器(3)、变换气水冷器(4)；所述的第三级变换气凝液分离器(2)中部与来自上游经过两级冷凝的变换气的输出管道相连，所述的第三级变换气凝液分离器(2)顶部输出端与变换气/尾气换热器(3)的热介质入口相连；所述尾气吸收塔(1)的上部与洗涤液输出管道相连，下部与来自上游的尾气输出管道相连；所述尾气吸收塔(1)的顶端与变换气/尾气换热器(3)的冷介质入口相连，底端的输出端与下游工艺设备相连；所述变换气/尾气换热器(3)的热介质出口通过变换气水冷器(4)与变换气氨洗塔相连，所述的变换气/尾气换热器(3)的冷介质出口管道高点放空。

【技术特征摘要】
1.一种优化换热的变换气冷却系统，其特征在于：该系统包括尾气吸收塔(1)、第三级变换气凝液分离器(2)、变换气/尾气换热器(3)、变换气水冷器(4)；所述的第三级变换气凝液分离器(2)中部与来自上游经过两级冷凝的变换气的输出管道相连，所述的第三级变换气凝液分离器(2)顶部输出端与变换气/尾气换热器(3)的热介质入口相连；所述尾气吸收塔(1)的上部与洗涤液输出管道相连，下部与来自上游的尾气输出管道相连；所述尾气吸收塔(1)的顶端与变换气/尾气换热器(3)的冷介质入口相连，底端的输出端与下游工艺设备相连；所述变换气/尾气换热器(3)的热介质出口通过变换气...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙涛，蒋燕，谢东升，马炯，汪根宝，李蒙，
申请(专利权)人：中石化南京工程有限公司，中石化炼化工程集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32