一種用於二硫化碳生產中揮發性有機物的處理設備的製作方法

2023-12-06 04:31:06 2

本發明屬於二硫化碳生產領域，具體涉及一種二硫化碳生產過程中揮發性有機物的處理設備。

背景技術：

二硫化碳生產過程中來自精製系統的酸性過程氣（主要組分為h2s、cs2、ch4、cos和n2等，其中硫化氫體積含量達到80～85%，其餘的主要就是二硫化碳），需要對其中的二硫化碳進行回收利用，其它的氣體進行處理，使其滿足排放標準。目前，大多是對其中的二硫化碳進行粗回收，再採用白油來吸收二硫化碳，進行進一步回收，同時對尾氣進行處理。

例如專利號為cn103331083a公開的一種粘膠纖維生產中二硫化碳的回收工藝，粘膠纖維生產中產生的二硫化碳廢氣經鹼噴淋去除廢氣中的硫化氫後，再通過以下工藝步驟回收二硫化碳：a）用白油作為吸收劑，吸收廢氣中的二硫化碳，將吸收飽和後的二硫化碳富液降溫至15~35℃；b）吸收飽和後的二硫化碳富液通過泵進入解吸塔，經液體分布器後，加熱至150℃~170℃，液體沸騰分離得到二硫化碳氣體與貧液；c）二硫化碳氣體經冷凝、氣液分離回收冷凝下來的二硫化碳。本發明的回收工藝吸收率高，投資及運行成本低。

上述回收工藝可以對二硫化碳進行高效回收，但是回收過程中，對各工藝步驟的熱量的利用差，導致能量利用率低，回收成本加大。

技術實現要素：

本發明提供一種二硫化碳生產過程中揮發性有機物的處理設備，從常壓的含有二硫化碳的酸性不凝氣中回收二硫化碳，並對其它氣體進行燃燒處理，以達到排放標準，回收率高，能量利用率高，大大降低了處理過程中能量的浪費，控制處理成本。

本發明採用如下的技術方案：一種二硫化碳生產過程中揮發性有機物的處理設備，包括吸收塔、解吸塔和白油儲罐以及酸氣燃燒爐，所述吸收塔包括粗製吸收塔和精製吸收塔，所述解吸塔分別與所述粗製吸收塔的下部、精製吸收塔的下部和所述白油儲罐相連通，所述白油儲罐分別與所述粗製吸收塔的上部、精製吸收塔的上部相連通，所述粗製吸收塔、精製吸收塔均連通有進氣管道，所述粗製吸收塔、精製吸收塔的塔頂均連接有酸氣燃燒爐，所述解吸塔的塔頂連接有二硫化碳回收段，並連接所述精製吸收塔的進氣管道；

所述粗製吸收塔的進氣管道通過氣氣換熱器進入粗製吸收塔，所述粗製吸收塔的塔頂通過所述氣氣換熱器與所述酸氣燃燒爐相連。含有二硫化碳的硫化氫酸性不凝氣經過氣氣換熱器的管程進入粗製吸收塔，粗製吸收塔塔頂排出的尾氣進入氣氣換熱器的殼程進入酸氣燃燒爐，兩者在氣氣換熱器內進行換熱。

採用白油來吸收天然氣硫磺反應精製後尾氣中的殘餘二硫化碳，避免了帶有揮發性有機質二硫化碳的尾氣灼燒帶來的環境汙染，同時減輕了硫回收加氫還原系統的處理負荷。工藝描述為：天然氣硫化反應的產物經冷凝器，粗脫和精脫等工藝脫硫後，將絕大部分的二硫化碳冷凝，而小部分沒冷凝的二硫化碳、硫化氫及未反應的甲烷等進入白油系統，利用白油對二硫化碳的選擇性吸收，而不吸收硫化氫等其他氣體，從而將二硫化碳分離出來。未被吸收的氣體，從塔頂餾出，去酸氣燃燒爐進行處理。吸收了二硫化碳的富油，在解吸塔中進一步將二硫化碳蒸出，冷凝下來的二硫化碳回收再返回至精製系統。解吸塔底的貧油，返回白油粗製吸收塔和精製吸收塔，完成工藝循環。

上述方案根據二硫化碳的反應精製崗位來的，反應精製有粗製脫硫塔和精製脫硫塔，粗脫塔塔釜溫度高達200℃，精脫塔塔釜的溫度只有52℃，不同的蒸餾溫度，致使兩個系統壓力等級不一樣,粗製系統是0.55mpa，精製系統只有0.025mpa，再逐級冷卻後只有4-5kpa。所以採用兩套吸收塔，接收不同壓力的過程氣。

作為優選，在所述氣氣換熱器與所述粗製吸收塔之間設置有第一冷凝系統。從氣氣換熱器的管程排出的酸性不凝氣經冷凝後進入粗製吸收塔，降低至一定溫度後，利於白油吸收二硫化碳，提高二硫化碳的吸收率。

作為優選，粗製和精製吸收塔塔底溫度控制在5～15℃。

作為優選，所述第一冷凝系統包括冷凝器一、冷凝器二和深冷冷凝器。

作為優選，還包括對進入精製吸收塔前的不凝氣進行處理的前處理裝置，所述前處理裝置包括混合氣緩衝罐、與所述混合氣緩衝罐相連的壓縮機、與所述壓縮機相連的第二冷凝系統，所述第二冷凝系統連接二硫化碳回收罐和精製吸收塔。

作為優選，所述壓縮機包括壓縮機a和壓縮機b。

作為優選，所述冷凝器包括一級冷凝器和二級冷凝器，通過一二級梯度式冷凝器將二硫化碳分級冷凝液化，有效的減輕了公用工程冷媒供應的能耗問題。其中一級冷凝器採用7℃水冷凝，二級冷凝器採用-35℃水冷凝。

作為優選，所述的混合氣緩衝罐設置有去安全火炬的旁路，在下遊工藝系統出現憋壓的緊急情況時，有效的幫助系統壓力的釋放達到保護設備的目的。

作為優選，所述的混合氣緩衝罐和壓縮機進出口管線形成一個迴路，壓縮機的出口管線設置有回混合氣緩衝罐的氣流支路，支路上配置有壓力調節閥，通過調節閥控制混合氣緩衝罐內的氣相壓力維持在4～5kpa，與二硫化碳精製系統保持均壓的狀態，起到穩壓的作用。

作為優選，所述的混合氣緩衝罐為微正壓罐體，配置有現場液位計，以觀測過程氣帶水在罐內積存的情況。

作為優選，所述的混合氣緩衝罐連接一路氮氣管線，0.3mpa的氮氣用作系統的置換吹掃。

作為優選，所述的壓縮機設置連接一路氮氣管線，用作壓縮機中間填料的氮氣隔離，防止螺杆式壓縮機因填料密封失效造成的硫化氫洩露，起到保護隔離的作用。

作為優選，所述的壓縮機出口管路設置有安全閥，設定壓力為0.6mpa，以保護系統憋壓時對壓縮機的損壞。

作為優選，在所述白油儲罐與所述粗製吸收塔和所述精製吸收塔之間設置有白油冷卻器。白油儲罐內的貧油經過白油冷卻器冷卻後進入粗製吸收塔和精製吸收塔。

作為優選，在吸收塔和解吸塔之間設置有貧富油換熱器，從粗製和精製吸收塔底部出來的吸收有二硫化碳的富油在貧富油換熱器與從解吸塔底部排出的貧油進行熱交換，進入解吸塔內進行解吸，轉化為貧油。從解吸塔底部排出的貧油在貧富油換熱器內與從吸收塔底部排出的富油進行熱交換，進入白油儲罐重複利用。

作為優選，在所述貧富液換熱器與所述解吸塔之間設置有蒸汽加熱器，熱交換後的富油經蒸汽加熱器59加熱後，進入解吸塔53內進行解吸，轉化為貧油。

作為優選，解吸塔塔頂溫度控制在85～100℃。

作為優選，在所述吸收塔和解吸塔內均設置有填料層，填料層能夠達到強化液體的湍流度，為氣、液兩相提供充分的接觸面，降低傳質阻力，提高吸收和解吸效果。

作為優選，粗製吸收塔、精製吸收塔液位控制在30～35%，白油儲罐的液位控制在25～50%。

作為優選，粗製吸收塔、精製吸收塔進塔白油流量控制在2～5m3/h。

作為優選，白油儲罐壓力控制在0.015～0.025mp，精製吸收塔頂部壓力控制在0.18～0.22mpa，解吸塔塔頂壓力控制在0.003～0.008mpa。

作為優選，所使用的白油40℃時運動粘度為24.5～27.5mm2/s，比重0.8～0.84，吸收效果顯著，而且解吸徹底。

通過實施上述技術方案，本發明具有如下的優點：從常壓的含有二硫化碳的酸性不凝氣中回收二硫化碳，並對其它氣體進行燃燒處理，以達到排放標準，回收率高，能量利用率高，大大降低了處理過程中能量的浪費，控制處理成本。

附圖說明

附圖1為本發明一實施例的結構流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，對本發明作進一步詳細說明。

實施例1：

一種二硫化碳生產過程中揮發性有機物的處理設備，如附圖1所示，包括吸收塔、解吸塔40、白油儲罐30和酸氣燃燒爐50。吸收塔包括粗製吸收塔10和精製吸收塔20，粗製脫硫塔經過冷凝器冷凝後的不凝氣送入粗製吸收塔10由白油洗滌吸收殘餘的二硫化碳；所述粗製吸收塔10的進氣管道通過氣氣換熱器60、第一冷凝系統後再進入粗製吸收塔10，所述粗製吸收塔10的塔頂通過所述氣氣換熱器60與所述酸氣燃燒爐50相連。含有二硫化碳的硫化氫酸性不凝氣經過氣氣換熱器60的管程與粗製吸收塔10頂部排出的過程氣進行熱交換後，經第一冷凝系統冷凝後大部分二硫化碳冷凝回收進入粗品二硫化碳緩衝罐160，含有少量二硫化碳的不凝氣進入粗製吸收塔10，採用白油吸收二硫化碳；粗製吸收塔10塔頂排出的過程氣進入氣氣換熱器60的殼程進行換熱後，進入酸氣燃燒爐50進行處理。第一冷凝系統包括冷凝器一121、冷凝器二122和深冷冷凝器123，逐級冷卻。

深冷冷凝器123的氣相管另接一路至安全火炬，當系統出現憋壓等意外情況時，放空至火炬燃燒掉。

精製脫硫系統深冷冷凝器的不凝氣以及解吸塔40塔頂的再生氣進入精製吸收塔20經白油吸收，在進入精製吸收塔20前，對這些不凝氣進行前處理，前處理裝置，包括混合氣緩衝罐70、與所述混合氣緩衝罐70相連的壓縮機80、與所述壓縮機80相連的第二冷凝系統100，所述第二冷凝系統100連接二硫化碳回收罐110和精製吸收塔20。壓縮機80出口管路設置有安全閥，混合氣緩衝罐70設置有去安全火炬的旁路，在下遊工藝系統出現憋壓的緊急情況時，有效的幫助系統壓力的釋放達到保護設備的目的。混合氣緩衝罐70和壓縮機80進出口管線形成一個迴路，壓縮機80的出口管線設置有回混合氣緩衝罐70的氣流支路，支路上配置有壓力調節閥，通過調節閥控制混合氣緩衝罐70內的氣相壓力維持在4～5kpa，與二硫化碳精製系統保持均壓的狀態，起到穩壓的作用。混合氣緩衝罐70連接一路氮氣管線，氮氣用作系統的置換吹掃。壓縮機80也設置連接一路氮氣管線，用作壓縮機中間填料的氮氣隔離，防止螺杆式壓縮機因填料密封失效造成的硫化氫洩露，起到保護隔離的作用。

壓縮機80包括壓縮機a和壓縮機b，第二冷凝系統100包括一級冷凝器和二級冷凝器，通過一二級梯度式冷凝器將二硫化碳分級冷凝液化，有效的減輕了公用工程冷媒供應的能耗問題。其中一級冷凝器採用7℃水冷凝，二級冷凝器採用-35℃水冷凝。

精製脫硫塔及成品塔深冷冷凝器冷凝後的不凝氣經混合氣緩衝罐70及壓縮機80壓縮至0.3mpa，再經第二冷凝系統的一級、二級冷凝器回收二硫化碳後尾氣送進精製吸收塔20由白油洗滌吸收殘餘的二硫化碳。粗製吸收塔10和精製吸收塔20塔底溫度控制在5～15℃。解吸塔40分別與所述粗製吸收塔10的下部、精製吸收塔20的下部和所述白油儲罐30相連通，所述白油儲罐30分別與所述粗製吸收塔10的上部、精製吸收塔20的上部相連通，所述粗製吸收塔10、精製吸收塔20均連通有進氣管道，所述粗製吸收塔10、精製吸收塔20的塔頂均連接有酸氣燃燒爐50，所述解吸塔40的塔頂連接有二硫化碳回收罐110，並連接所述精製吸收塔20的進氣管道。

在所述白油儲罐30與所述粗製吸收塔10和所述精製吸收塔20之間設置有白油冷卻器130。白油儲罐30內的貧油經過白油冷卻器130冷卻後進入粗製吸收塔10和精製吸收塔20。

在吸收塔和解吸塔40之間設置有貧富油換熱器140，從粗製和精製吸收塔20底部出來的吸收有二硫化碳的富油匯合在貧富油換熱器140與從解吸塔40底部排出的貧油進行熱交換，進入解吸塔40內進行解吸，轉化為貧油。從解吸塔40底部排出的貧油在貧富油換熱器140內與從吸收塔底部排出的富油進行熱交換，進入白油儲罐30重複利用。

在所述貧富液換熱器140與所述解吸塔40之間設置有蒸汽加熱器150，熱交換後的富油經蒸汽加熱器150加熱後，進入解吸塔40內進行解吸，轉化為貧油，解吸塔40塔頂溫度控制在85～100℃。

自上遊來的硫化氫分別進入粗製和精製吸收塔20脫除其中所含二硫化碳等雜質後送至酸氣燃燒爐50進行尾氣處理。吸收塔採用白油作為吸收劑，所使用的白油40℃時運動粘度為24.5-27.5mm2/s，比重0.83-0.84。新鮮白油（採用桶裝）被桶泵送入白油儲罐30，由泵加壓後送入粗製吸收塔10和精製吸收塔20。吸收塔底富吸收油合併進入貧富油換熱器140、蒸汽加熱器150升溫後進入解吸塔40，解吸出來的二硫化碳經解吸冷凝器170回收入二硫化碳回收罐110，塔底再生液與富吸收油進出料換熱後返回白油儲罐30循環使用。

具體工藝流程為：白油儲罐30裡的貧油通過白油泵經過白油冷卻器130將貧油溫度冷卻後，經調節閥控制其流量，流量控制在2～5m3/h，分別進入粗製吸收塔10和精製吸收塔20頂部，自上而下進行噴淋：

來自第二冷凝系統100出口含有二硫化碳的酸性氣進入粗製吸收塔10下部，酸性氣經過粗製吸收塔10塔裡填料層向上升，與粗製吸收塔10塔頂噴淋而下的白油充分接觸，酸性氣中的二硫化碳被白油所吸收，酸性氣從粗製吸收塔10塔頂出口至氣氣換熱器60殼程與氣氣換熱器60管程中粗製系統的酸性氣換熱後，經酸氣緩衝罐180進行穩壓後進入酸氣燃燒爐50進行尾氣處理；吸收二硫化碳的富油沉積於粗製吸收塔10塔釜。

來自壓縮機80回收深冷的不凝氣進入精製吸收塔20下部。不凝氣經精製吸收塔20裡填料層向上升，與精製吸收塔20塔頂噴淋而下的白油充分接觸，酸性氣中的二硫化碳被白油所吸收，剩餘不凝氣從精製吸收塔塔頂出，與氣氣換熱器60殼程出來的酸性氣混合後，進入酸氣燃燒爐50進行硫回收；吸收了二硫化碳的富油沉積於精製吸收塔20塔釜。

粗製吸收塔10塔釜中的富油通過壓差，經過調節閥減壓後與解吸泵送來的精製吸收塔20富油一起進入貧富油換熱器140，與來自解吸塔40底部的貧油進行換熱，經蒸汽加熱器150將富油溫度提升至～115℃，進入解吸塔40，在解吸塔40中將富油中的二硫化碳解吸出來，解吸出的二硫化碳氣體從解吸塔40塔頂出，經過冷凝後，回收的二硫化碳進入二硫化碳回收罐90，通過二硫化碳外送泵送至精脫塔回流罐190。

經過解吸後的貧油至貧富油換熱器140與粗製吸收塔10和精製吸收塔20來的富油進行換熱後，進入白油儲罐30。

實施例2：

一種二硫化碳生產過程中揮發性有機物的處理設備，包括吸收塔、解吸塔40和白油儲罐30以及酸氣燃燒爐50，其中，吸收塔包括粗製吸收塔10和精製吸收塔20，塔內均設置有填料層，粗脫塔經過一二級冷以及深冷冷凝器冷凝後的不凝氣送入粗製吸收塔10由白油洗滌吸收殘餘的二硫化碳；精脫塔及成品塔冷凝器冷凝後的不凝氣以及白油再生塔頂的再生氣送進精製吸收塔20由白油洗滌吸收殘餘的二硫化碳。解吸塔40分別與所述粗製吸收塔10的下部、精製吸收塔20的下部和所述白油儲罐30相連通，所述白油儲罐30分別與所述粗製吸收塔10的上部、精製吸收塔20的上部相連通，所述粗製吸收塔10、精製吸收塔20均連通有進氣管道，所述粗製吸收塔10、精製吸收塔20的塔頂均連接有酸氣燃燒爐50，所述解吸塔40的塔頂連接有二硫化碳回收段，並連接所述精製吸收塔20的進氣管道；

所述粗製吸收塔10的進氣管道通過氣氣換熱器60進入粗製吸收塔10，所述粗製吸收塔10的塔頂通過所述氣氣換熱器60與所述酸氣燃燒爐50相連。含有二硫化碳的硫化氫酸性不凝氣經過氣氣換熱器60的管程進入粗製吸收塔10，粗製吸收塔10塔頂排出的尾氣進入氣氣換熱器60的殼程進入酸氣燃燒爐50，兩者在氣氣換熱器60內進行換熱。

自上遊來的硫化氫分別進入粗製和精製吸收塔20脫除其中所含二硫化碳等雜質後送至尾氣處理單元（酸氣燃燒爐50）。吸收塔採用白油作為吸收劑，所使用的白油40℃時運動粘度為24.5～27.5mm2/s，比重0.8～0.84。新鮮白油（採用桶裝）被桶泵送入白油儲罐30，由泵加壓後送入粗製吸收塔10、精製吸收塔20。吸收塔底富吸收油合併進入解吸塔40，解吸出來的二硫化碳經冷凝回收，塔底再生液貧油返回貧油緩衝罐循環使用。