CN106277111B - 一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法 - Google Patents
一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法，属于石油化工行业酸性污水净化技术领域。该净化系统包括：汽提塔(1)、酸性污水输入管线(22)、净化水输出管线(23)、供热装置(5)；酸性气体输出管线(24)；所述汽提塔(1)上还设置有：第一回用水出口(105)，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～20块塔板处；第二回用水出口(106)，所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～15块塔板处。本发明的净化系统根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，降低了净化系统运行能耗，节约能源，并且能够避免净化水作为回用水时，碱含量和钠离子含量过高，影响回用水质量。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工行业酸性污水净化技术领域，特别涉及一种石油化工酸性污水汽提净化系统及方法。
背景技术
石油化工行业在原油一次和二次加工过程中(如常减压、催化裂化、加氢裂化、加氢精制、重整、延迟焦化、硫磺回收等)会产生H2S及NH3浓度较高的酸性污水。通常采用汽提工艺除去石油化工行业的酸性污水中的H2S和NH3，对酸性污水进行净化。
目前，酸性污水汽提工艺主要包括：双塔加压汽提、单塔加压侧线抽出汽提、单塔低压全抽出汽提。其中，双塔加压汽提以及单塔加压侧线抽出汽提这两种工艺本质上是相同的，最终都对H2S和NH3分别进行回收。回收的H2S输送至硫磺回收装置进行硫磺回收。经过汽提净化的净化水由汽提塔塔底输出再输送回原油加工装置进行回用，或者输送至污水处理厂处理后排放。双塔加压汽提以及单塔加压侧线抽出汽提工艺流程复杂、投资及能耗较高，蒸汽单耗分别高达230～280kg/t(酸性水)以及150～200kg/t(酸性水)。
在上述的双塔加压汽提以及单塔加压侧线抽出汽提工艺之所以要对H2S和NH3分别进行回收是因为早期的硫磺回收装置烧嘴设计水平不高，NH3在酸性气反应炉内不能完全分解，造成未反应的NH3与H2S在后续管路中结盐腐蚀、堵塞管路。随着硫磺回收技术水平的大幅提高，已经可以将酸性气中的NH3在反应炉内完全分解，不再需要将酸性气中的NH3分离。而且由于回收的液氨质量差且运输储存过程中容易发生爆炸，已经没有必要将H2S和NH3分别进行回收。
因此单塔低压汽提工艺正被国内外越来越广泛地采用。单塔低压汽提工艺是在0.1MPa左右的压力下单塔处理酸性水，H2S和NH3同时在塔顶被汽提出来。即酸性气是H2S和NH3的混合气体。与双塔加压汽提工艺和单塔加压侧线抽出汽提工艺相比，单塔低压汽提工艺投资少、能耗低，蒸汽单耗为140～180kg/t(酸性水)。
目前，由于环保的需要，由经过汽提后的净化水中NH3≤50mg/L、H2S≤20mg/L。为了实现对水资源的循环利用，石油化工企业通常将汽提后的净化水输送回原油加工装置进行回用。但是，作为原油加工装置回用水的净化水中H2S以及NH3的含量并不需要达到环保的要求，例如对于加氢裂化装置来说，当净化回用水中NH3≤300mg/L时就基本不会对加氢注水效果造成影响。因此，将NH3≤50mg/L、H2S≤20mg/L的净化水作为原油加工装置的回用水，会使酸性污水被过度汽提，造成能源的浪费。
此外，在催化裂化、延迟焦化等原油加工装置产生的酸性污水中，除游离氨(NH3)外，还有一部分氨氮是以固定铵形式存在，即以强酸根如SO4 2-、S2O3 2-、HSO3 -、Cl-等和NH4 +结合形成的铵盐形式存在。所得净化水所含总氨中有50～80％是以固定铵形式存在的，即当净化水中的总氨含量为50～400mg/L时，其中的固定铵含量为30～300mmg/L。这部分固定铵采用常规汽提很难被脱除，如果直接输送至污水处理厂处理，则会增加后期处理难度。CN1205983公开了一种向汽提塔内加氢氧化钠以去除固定铵的方法。但是该方法得到的净化水中会含有碱以及钠离子。如果净化水中碱浓度过高，当作为电脱盐设备回用水时，会使原油乳化严重；如果净化水中钠离子浓度过高，作为加氢装置的回用水则会引起加氢催化剂中毒。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：现有的石油化工酸性污水汽提净化方法能耗较高，且对固定铵含量较高的酸性污水汽提时所得净化水中的碱浓度及钠离子浓度过高，不适合继续作为回用水使用。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种能耗低、回用水中碱浓度以及钠离子浓度较低的石油化工酸性污水汽提净化系统及方法。
具体而言，包括以下的技术方案：
本发明第一方面提供一种石油化工酸性污水汽提净化系统，所述酸性污水中含有H2S和NH3，所述汽提净化系统包括：
汽提塔，所述汽提塔内设置40～60块塔板，用于对所述酸性污水进行汽提净化；所述汽提塔上还设置有：酸性污水入口，所述酸性污水入口位于自塔顶向下第2～6块塔板处；净化水出口，所述净化水出口位于所述汽提塔底部；气体出口，所述气体出口位于所述汽提塔顶部；
酸性污水输入管线，所述酸性污水输入管线与所述酸性污水入口连通，用于将初始酸性污水输送至汽提塔内；
净化水输出管线，所述净化水输出管线与所述净化水出口连通，用于将经过汽提净化后的净化水由所述汽提塔输出；
供热装置，所述供热装置与所述汽提塔下部连通，用于向所述汽提塔提供热源；
酸性气体输出管线，所述酸性气体输出管线与所述气体出口连通，用于将经过汽提得到的酸性气体由汽提塔输出，
所述汽提塔上还设置有：第一回用水出口，所述第一回用水出口位于自塔底向上第9～20块塔板处；第二回用水出口，所述第二回用水出口位于自塔底向上第3～15块塔板处；
所述汽提净化系统还包括：第一回用水输出管线，所述第一回用水输出管线与所述第一回用水出口连通，用于将自所述第一回用水出口侧线抽出的第一回用水输出；第二回用水输出管线，所述第二回用水输出管线与所述第二回用水出口连通，用于将自所述第二回用水出口侧线抽出的第二回用水输出。
进一步地，所述汽提塔上还设置有：碱液入口，所碱溶液入口位于自塔底向上第4～8块塔板处；所述汽提净化系统还包括：碱液输入管线，所述碱液输入管线与所述碱液入口连通，用于将碱液输入汽提塔内；所述第二回用水出口位于自塔底向上第8～15块塔板处。
优选地，所述汽提塔内设置40～45块塔板，所述第一回用水出口位于自塔底向上第9～13块塔板处；所述第一回用水出口位于自塔底向上第14～20块塔板处；所述第二回用水出口位于自塔底向上第3～7块塔板处。
优选地，所述汽提塔内设置55～60块塔板，所述第一回用水出口位于自塔底向上第14～20块塔板处；所述第二回用水出口位于自塔底向上第8～15块塔板处。
进一步地，所述净化水输出管线分别与所述第一回用水输出管线以及第二回用水输出管线连通。
进一步地，所述供热装置中的凝结水输出管线分别与所述第一回用水输出管线以及第二回用水输出管线连通。
本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面的汽提净化系统的汽提净化方法，所述汽提净化方法包括以下步骤：
将酸性污水由汽提塔的酸性污水入口输送至汽提塔内，所述酸性污水经过汽提塔内的塔板与供热装置提供的蒸汽接触，进行汽提净化；
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第一回用水出口时被侧线抽出，得到第一回用水；
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第二回用水出口时被侧线抽出，得到第二回用水；
未被侧线抽出的净化水由汽提塔的净化水出口输出；
经过汽提后所得酸性气体由汽提塔的气体出口输出；
所述第一回用水出口位于自塔底向上第9～20块塔板处；所述第二回用水出口位于自塔底向上第3～15块塔板处；所述酸性污水入口位于自塔顶向下第2～6块塔板处；所述净化水出口位于所述汽提塔底部；所述气体出口位于所述汽提塔顶部；所述第一回用水、第二回用水以及净化水中的NH3浓度以及H2S依次降低。
进一步地，所述汽提净化方法还包括：将碱液自汽提塔的碱液入口输送至汽提塔内部，与汽提塔内的净化水混合；所碱溶液入口位于自塔底向上第4～8块塔板处；所述第二回用水出口位于自塔底向上第8～15块塔板处。
进一步地，将由所述净化水出口输出的净化水分别与第一回用水和第二回用水混合。
进一步地，将所述供热装置中的凝结水分别与所述第一回用水和第二回用水混合。
优选地，所述第一回用水中NH3的浓度为300mg/L以下、H2S浓度为25mg/L以下；所述第二回用水中NH3的浓度为150mg/L以下、H2S浓度为20mg/L以下。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果：
1、本发明实施例在汽提塔酸性污水入口以及汽提塔底部净化水出口之间设置第一回用水出口、第二回用水出口，将经过一部分塔板汽提净化的净化水分别在第一回用水出口和第二回用水出口处被侧线抽出，作为回用水。自第一回用水出口及第二回用水出口抽出的第一回用水以及第二回用水，由于在汽提净化过程中与汽提蒸汽接触时间较短，因此第一回用水以及第二回用水中的NH3浓度以及H2S浓度高于自汽提塔底部净化水出口输出的净化水。第一回用水及第二回用水虽然不能满足环保标准，但是能够满足加氢裂化、加氢精制、常减压等原油加工装置的用水需求，因此，可以将第一回用水及第二回用水输送至上述原油加工装置进行回用。本发明实施例提供的石油化工酸性污水汽提净化系统及方法根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，有效解决汽提净化水作为原油加工装置的回用水时被过度汽提的问题，降低了酸性污水汽提净化系统运行的能耗，节约能源。
(2)当酸性污水中固定铵含量较高，需要加碱除去固定铵时，在第二回用水出口的下方设置碱液入口，这样一方面除去了由汽提塔塔底净化水出口输出的净化水中的固定铵，减少环境污染；另一方面，碱液和固定铵反应生成的钠盐以及过量的碱液不会进入到侧线抽出的回用水中，不会影响回用水质量，避免由于钠离子含量以及碱含量过高引起的乳化、催化剂中毒等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中不需要加入碱液的石油化工酸性污水汽提净化系统结构示意图；
图2为本发明实施例中需要加入碱液的石油化工酸性污水汽提净化系统结构示意图；
图3为图1所示的汽提净化系统中的汽提塔的结构示意图；
图4为图2所示的汽提净化系统中的汽提塔的结构示意图。
图中的附图标记分别表示：
1、汽提塔；
101、酸性污水入口；102、净化水出口；103、气体出口；
105、第一回用水出口；106、第二回用水出口；107、碱液入口；
104、自塔顶向下第4块塔板；1031、自塔顶向下第31块塔板；
1033、自塔顶向下第33块塔板；1035、自塔顶向下第35块塔板；
1037、自塔顶向下第37块塔板；1039、自塔顶向下第39块塔板；
1041、自塔顶向下第41块塔板；1043、自塔顶向下第43块塔板；
1045、自塔顶向下第45块塔板；1047、自塔顶向下第47块塔板；
1049、自塔顶向下第49块塔板；1051、自塔顶向下第51块塔板；
1056、自塔顶向下第56块塔板；
2、第一冷凝器；3、气液分离器；4、第一升压泵；5、供热装置；
6、第一水泵；7、第一换热器；8、第一冷却器；9、第一阀门组；
10、第二升压泵；11、第二冷却器；12、第二阀门组；13、第三升压泵；
14、第三冷却器；15、碱液注入泵；16、第一流量调节阀；
17、第二流量调节阀；18、第三流量调节阀；19、第四流量调节阀；
20、第五流量调节阀、21、第六流量调节阀；22、酸性污水输入管线；
23、净化水输出管线；24、酸性气体输出管线；25、第一回用水输出管线；
26、第二回用水输出管线；27、碱液输入管线；28、热源蒸汽输入管线；
29、凝结水输出管线；
A、酸性污水；B、第一回用水；C、第二回用水；D、净化水；
E、酸性气体；F、碱液；G、凝结水；H、汽提蒸汽。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明第一方面提供一种石油化工酸性污水汽提净化系统，所述酸性污水为原油一次和二次加工过程中产生的含有H2S及NH3的酸性污水，参见图1和图3，所述汽提净化系统包括：
汽提塔1，所述汽提塔1内设置40～60块塔板，用于对所述酸性污水进行汽提净化；所述汽提塔1上还设置有：酸性污水入口101，所述酸性污水入口101位于自塔顶向下第2～6块塔板处；净化水出口102，所述净化水出口102位于所述汽提塔1底部；气体出口103，所述气体出口103位于所述汽提塔1顶部；
酸性污水输入管线22，所述酸性污水输入管线22与所述酸性污水入口101连通，用于将初始酸性污水输送至汽提塔1内；
净化水输出管线23，所述净化水输出管线23与所述净化水出口102连通，用于将经过汽提净化后的净化水由所述汽提塔1输出；
供热装置5，所述供热装置5与所述汽提塔1下部连通，用于向所述汽提塔1提供热源；
酸性气体输出管线24，所述酸性气体输出管线24与所述气体出口103连通，用于将经过汽提得到的酸性气体由汽提塔1输出；
所述汽提塔1上还设置有：
第一回用水出口105，所述第一回用水出口105位于自塔底向上第9～20块塔板处；
第二回用水出口106，所述第二回用水出口106位于自塔底向上第3～15块塔板处；
所述汽提净化系统还包括：
第一回用水输出管线25，所述第一回用水输出管线25与所述第一回用水出口105连通，用于将自所述第一回用水出口105侧线抽出的第一回用水输出；
第二回用水输出管线26，所述第二回用水输出管线26与所述第二回用水出口106连通，用于将自所述第二回用水出口106侧线抽出的第二回用水输出。
本发明实施例提供的汽提净化系统与现有的单塔低压汽提系统相比，具有明显的优势，其工作原理为：酸性污水A经过酸性污水输入管线22由酸性污水入口101进入汽提塔进行汽提净化。酸性污水A与来自供热装置5的蒸汽H接触，溶解在酸性污水A中的NH3以及H2S扩散到汽提蒸汽H中，并随着汽提蒸汽H由气体出口103输出，从而使酸性污水A中的NH3以及H2S含量降低，使酸性污水A得到净化。当净化后的水在汽提塔内自上而下依次经过第一回用水出口105以及第二回用水出口106时，会有部分的净化水分别从第一回用水出口105以及第二回用水出口106被侧线抽出，作为第一回用水B以及第二回用水C由第一回用水输送管线25以及第二回用水输送管线26输送至相应的原油加工装置。未被侧线抽出的净化水D由汽提塔1塔底的净化水出口102输出后由净化水输送管线23输送至污水处理厂进行后续处理。第一回用水B以及第二回用水C由于在汽提净化过程中与汽提蒸汽H接触时间较短，因此第一回用水B以及第二回用水C中的NH3浓度以及H2S浓度高于自汽提塔底部净化水出口102输出的净化水D。第一回用水B及第二回用水C虽然不能满足环保标准，但是能够满足加氢裂化、加氢精制、常减压等原油加工装置的用水需求，因此，可以将第一回用水B及第二回用水C输送至上述原油加工装置进行回用。
因此，本发明实施例提供的石油化工酸性污水汽提净化系统能够根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，有效解决汽提净化水作为原油加工装置的回用水时被过度汽提的问题，降低了酸性污水汽提净化系统运行的能耗，节约能源。
当酸性污水A中的固定铵含量较高时，则需要加碱来除去固定铵。因此，参见图2以及图4，在设置第一回用水出口105以及第二回用水出口106的基础上，汽提塔1上还设置有：碱液入口107，所碱溶液入口107位于自塔底向上第4～8块塔板处；所述汽提净化系统还包括：碱液输入管线27，所述碱液输入管线27与所述碱液入口107连通，用于将碱液F输入汽提塔1内。碱液F自碱液入口107进入汽提塔1后，与汽提塔1内的含有固定铵的净化水混合，与其中的NH4 +反应，将NH4 +转化为NH3，NH3随汽提蒸汽H由气体出口103输出，从而将固定铵除去。为了防止侧线采出的回用水中含有碱，因此，第二回用水出口016应该位于碱液入口107上方，即位于自塔底向上第8～15块塔板处。采用上述汽提净化系统，一方面除去了由汽提塔塔底净化水出口输出的净化水中的固定铵，减少环境污染；另一方面，碱液和固定铵反应生成的钠盐以及过量的碱液不会进入到侧线抽出的回用水中，不会影响回用水质量，避免由于钠离子含量以及碱含量过高引起的乳化、催化剂中毒等问题。
在上述的汽提净化系统中，碱液入口107在汽提塔1上的位置非常重要，如果碱液入口107位置过高，净化水中的H2S含量仍然较高，碱液F注入后，会与H2S反应造成塔底硫含量超标；如果碱液入口107位置过低，铵离子解离出的NH3得不到充分的汽提。因此，本发明实施例中的碱液入口107位于自塔底向上第4～8块塔板处，优选位于自塔底向上第6块塔板处。以塔板数为56块为例，碱液入口107可以位于自塔底向上第6块塔板处，即自塔顶向下第51块塔板1051处。
在上述的汽提净化系统中，对于没有设置碱液入口107的汽提塔1来说，其内部塔板的数量优选为40～45块，则第一回用水出口105优选位于自塔底向上第9～13块塔板处，第二回用水出口106优选位于自塔底向上第3～7块塔板处。对于设置了碱液入口107的汽提塔1来说，其内部塔板的数量优选为55～60块，则第一回用水出口105优选位于自塔底向上第14～20块塔板处，第二回用水出口106优选位于自塔底向上第8～15块塔板处。
在上述的汽提净化系统中，第一回用水出口105以及第二回用水出口106的位置可以根据原油加工装置对于回用水中NH3以及H2S浓度的要求设定。为了便于操作，可以如图1以及图2所示，设置多个第一回用水出口105以及第二回用水出口106，通过第一阀门组9以及第二阀门组12来控制第一回用水出口105以及第二回用水出口106的具体位置。
在上述的汽提净化系统中，酸性气体输出管线24上设置有第一冷凝器2、气液分离器3以及第一升压泵4。由气体出口103输出的酸性气体E经过第一冷凝器2冷凝后得到气液混合物，然后进入气液分离器3进行气液分离。其中，气相部分为含NH3的H2S的混合气体，该混合气体输送至硫磺回收装置进行硫磺回收；液相部分由第一升压泵4升压后输送回汽提塔1。
在上述的汽提净化系统中，第一回用水输出管线25上还设置有第二升压泵10、第二冷却器11。自第一回用水出口105侧线抽出的第一回用水B经第二升压泵11升压到界区所需压力并经第二冷却器11冷却后输送至相应的原油加工装置。第二回用水输出管线26上还设置有第三升压泵13、第三冷却器14。自第二回用水出口106侧线抽出的第二回用水C经第三升压泵13升压到界区所需压力并经第三冷却器14冷却后输送至相应的原油加工装置。如果作为电脱盐等操作温度较高的设备的回用水，可以不经过冷却直接使用。
在上述的汽提净化系统中，净化水输出管线23上还设置有第一水泵6、第一换热器7以及第一冷却器8，净化水D由第一水泵6抽出后，经过第一换热器7与酸性污水A换热后，再经过第一冷却器8进一步降温后输送至污水处理厂。
在上述的汽提净化系统中，由于净化水D中NH3以及H2S含量较少，可以将净化水输出管线23分别与所述第一回用水输出管线25以及第二回用水输出管线26连通，将净化水D分别与第一回用水B与第二回用水C混合，以调节第一回用水B以及第二回用水C中NH3以及H2S的含量。对于设置碱液入口107的汽提净化系统来说，由于净化水D中含有大量钠离子和碱，因此，可以将加热装置5的凝结水输出管线29与第一回用水输出管线25以及第二回用水输出管线26连通，利用汽提蒸汽H冷凝后的凝结水G来调节第一回用水B以及第二回用水C中NH3以及H2S的含量。还可以分别在第一回用水输出管线25、第二回用水输出管线26、第一回用水输出管线25与净化水输出管线23连通的管线、第二回用水输出管线26与净化水输出管线23连通的管线、第一回用水输出管线25与凝结水输出管线29连通的管线、第二回用水输出管线26与凝结水输出管线29连通的管线上设置第一流量调节阀门16、第二流量调节阀17、第三流量调节阀18、第四流量调节阀19、第五流量调节阀20以及第六流量调节阀21，通过流量调节阀门调节流量，实现第一回用水B、第二回用水C与净化水D或者凝结水G混合的比例。
在上述的汽提净化系统中，可以根据石油炼制企业实际需要，在汽提塔1上只设置第一回用水出口105或者只设置第二回用水出口106，同时取消第一回用水输出管线25或者第二回用水输出管线26以及其他相关部件。同时还可以适当的减少塔板的数目。例如，当仅用做加氢裂化或催化裂化等装置注水时，取消第二回用水出口106以及第二回用水输出管线26，同时取消第二回用水出口106对应的塔板；当仅用做常减压或加氢精制等装置注水时，取消第一回用水出口105以及第一回用水输出管线25，同时取消第一回用水出口105对应的塔板。
根据上述对汽提净化系统工作原理的解释，本发明第二方面提供一种利用本发明第一方面的汽提净化系统对酸性污水进行汽提净化的方法。所述汽提净化方法包括以下步骤：
将酸性污水A由汽提塔1的酸性污水入口101输送至汽提塔1内，所述酸性污水A经过汽提塔1内的塔板与供热装置5提供的蒸汽接触，进行汽提净化；
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第一回用水出口105时被侧线抽出，得到第一回用水B；
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第二回用水出口106时被侧线抽出，得到第二回用水C；
未被侧线抽出的净化水D由汽提塔1的净化水出口102输出；
经过汽提后所得酸性气体E由汽提塔1的气体出口103输出；
所述第一回用水出口105位于自塔底向上第9～20块塔板处；所述第二回用水出口106位于自塔底向上第3～15块塔板处；所述酸性污水入口101位于自塔顶向下第2～6块塔板处；所述净化水出口102位于所述汽提塔1底部；所述气体出口103位于所述汽提塔1顶部；
所述第一回用水B、第二回用水C以及净化水D中的NH3浓度以及H2S依次降低。
本发明实施例提供的石油化工酸性污水汽提净化方法能够根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，有效解决汽提净化水作为原油加工装置的回用水时被过度汽提的问题，降低了酸性污水汽提净化系统运行的能耗，节约能源。
在上述的汽提净化方法中，如果酸性污水A中固定铵含量较高，则在上述步骤的基础上，还包括以下步骤：将碱液F自汽提塔1的碱液入口107输送至汽提塔1内部，与汽提塔1内的净化水混合。碱液入口107位于第二回用水出口106下方。一方面除去了由汽提塔塔底净化水出口输出的净化水中的固定铵，减少环境污染；另一方面，碱液和固定铵反应生成的钠盐以及过量的碱液不会进入到侧线抽出的回用水中，不会影响回用水质量，避免由于钠离子含量以及碱含量过高引起的乳化、催化剂中毒等问题。
在上述的汽提净化方法中，可以通过将净化水D与第一回用水B和第二回用水C混合或者凝结水G与第一回用水B和第二回用水C混合的方法来调节第一回用水B和第二回用水C中NH3以及H2S的含量。
在上述的汽提净化方法中，酸性污水A在进入酸性污水入口101之前，还可以先利用本领域常规技术手段进行前处理，即酸性污水A首先进入酸性水脱气罐脱除溶在其中的轻烃组份，然后在液位控制下自压进入酸性水原料罐，经罐内除油设施除油及沉降脱油后，由酸性污水加压泵升压，然后经过第一换热器7与来自净化水输出管线23的净化水D换热后进入汽提塔1。
在上述的汽提净化系统中，各物料的温度、压力本领域技术人员可以根据实际情况自行设置，本发明实施例不做特殊限定。第一回用水B、第二回用水C以及净化水D中的NH3以及H2S的含量也由本领域技术人员根据实际情况调整，本发明实施例同样不做特殊限定。值得一提的是，净化水D满足污水处理场所要求的指标越苛刻，净化水作为回用水被过度汽提的程度也越大，采用本发明实施例提供的净化系统及方法所获得的节能效果也越明显。
实施例1
本实施例提供一种不需要加碱除去固定铵的酸性污水汽提净化装置及方法。
如图1和图3所示，本实施例中的汽提塔1中内设置43块塔板，酸性污水入口101位于自塔顶向下第4块塔板104处；分别在自塔顶向下第31块塔板1031、第33块塔板1033及第35块塔板1035处设置第一回用水出口105(即自塔底向上第9、11、13块塔板)，利用第一阀门组9控制第一回用水B输出的具体位置。分别在自塔顶向下第37块塔板1037、第39块塔板1039及第41块塔板1041处设置第二回用水出口106(即自塔底向上第3、5、7块塔板)，利用第二阀门组12控制第二回用水C输出的具体位置。
汽提塔1的塔顶温度为110～120℃、塔底温度为125～136℃、塔顶压力为0.12～0.16MPa(g)、塔底压力为0.17～0.20MPa(g)。酸性污水A首先进入酸性水脱气罐，再进入两级酸性水原料罐进一步除油。然后酸性污水A经过换热器7与来自汽提塔1塔底净化水出口的净化水D换热到80～85℃，由酸性污水入口101进入汽提塔1进行汽提净化。汽提后酸性气体E经第一冷凝器2冷凝冷却至85～90℃后进入气液分离器3，分出的酸性水由第一升压泵4升压送回汽提塔1上部作为回流；气相部分输送至硫磺回收装置。供热装置5(塔底重沸器)为汽提塔1提供热源，汽提蒸汽H为0.6～1.0MPa(g)蒸汽，由热源蒸汽输入管线28输入。第一回用水B由第一回用水出口105被侧线抽出，第一回用水B的温度为118～131℃、压力为0.15～0.18MPa(g)；第二回用水C由第二回用水出口106被侧线抽出，第二回用水C的温度为120～133℃、压力为0.16～0.19MPa(g)。未被侧线抽出的净化水D由第一水泵6抽出，再经第一换热器7与酸性污水A换热至60～65℃，最后经第一冷却器8冷却至40℃后送至污水处理场。
其中，第一回用水B中NH3含量≤300mg/L、H2S含量≤25mg/L，满足加氢裂化或催化裂化等装置的回用水指标要求，因此，第一回用水B由第二升压泵10升压到界区所需要的压力并经第二冷却器11冷却到40℃后输送至加氢裂化或催化裂化等装置；第二回用水C中NH3含量≤150mg/L、H2S含量≤20mg/L，满足常减压电脱盐或加氢精制等装置回用水要求，因此，第二回用水C由第三升压泵13升压到界区所需要的压力并经第三冷却器14冷却到40℃后输送至加氢精制装置；由于常减压电脱盐的操作温度一般在100～140℃之间，因此第二回用水C可以不经过冷却直接与原油混合。净化水D中NH3含量≤50mg/L、H2S含量≤25mg/L。
可以利用净化水D对第一回用水B、第二回用水C中的NH3含量以及H2S含量进行调节。例如，第一回用水B的抽出量为40t/h，其中H2S含量16mg/L、NH3含量120mg/L；净化水D流量为60t/h，其中H2S含量8mg/L、NH3含量40mg/L，现需要将第一回用水B作为常减压装置电脱盐注水，要求NH3含量为80mg/L，因此，需要将第一回用水B和净化水D按照质量比1:1混合,可以通过调节第一流量调节阀16以及第二流量调节阀17将第一回用水B和净化水D的流量均调节为20t/h将二者混合。
实施例2
本实施例提供一种需要加碱除去固定铵的酸性污水汽提净化装置及方法。
如图2和图4所示，本实施例中的汽提塔1中内设置56块塔板，酸性污水入口101位于自塔顶向下第4块塔板104处；分别在自塔顶向下第39块塔板1039、第41块塔板1041及第43块塔板1043处设置第一回用水出口105(即自塔底向上第14、16、18块塔板)，利用第一阀门组9控制第一回用水B输出的具体位置。分别在自塔顶向下第45块塔板1045、第47块塔板1047及第49块塔板1049处设置第二回用水出口106(即自塔底向上第8、10、12块塔板)，利用第二阀门组12控制第二回用水C输出的具体位置；在自塔顶向下第51块塔板处(即自塔底向上第6块塔板)设置碱液入口107。碱液F(质量浓度10％的氢氧化钠溶液)通过碱液输入管线27由碱液注入泵15输送至碱液入口107进而进入汽提塔1，钠离子取代铵离子与强酸根离子结合，形成稳定的盐，铵离子得以解离以氨的形式从水中分离。由于注入碱液F后，所得净化水D中钠离子和碱含量较高，因此，利用凝结水G来调节第一回用水B以及第二回用水C中NH3以及H2S的含量。
除以上所述外，其余工艺流程、操作条件等与实施例1相同。
本实施例中所用酸性污水A及第一回用水B、第二回用水C、净化水D以及酸性气体E的性质如表1所示。其中，污水处理场净化水为净化水D，加氢裂化回用水为第一回用水B，常减压装置回用水为第二回用水C，硫磺回收酸性气为酸性气体E。
表1 实施例2中酸性污水和净化后各产品性质
对比例
本对比例采用现有的单塔低压汽提工艺对酸性污水进行汽提净化。
其中，汽提塔内设置36块塔板，在自塔顶向下第31块塔板处设置碱液入口，10％的氢氧化钠溶液自碱液入口进入汽提塔。全部净化水由塔底净化水出口输出，然后在塔底液位控制下部分送至常减压装置、部分送至加氢裂化装置回用，剩余部分送到污水处理场。
其余同实施例2。
本对比例中，酸性污水和经处理后的产品性质见表2。
表2 对比例中酸性污水和净化后各产品性质
从上述表1和表2的数据可以看出，实施例2和对比例的酸性污水的用量和性质完全相同。但是最终产品中，对比例至加氢装置回用水和至常减压装置回用水中Na+浓度均为115mg/L，而实施例中至加氢装置回用水和至常减压装置回用水中Na+浓度均为0。而实施例和对比例中输送至污水处理厂的净化水的性质没有明显的差别。由此可见。采用本发明实施例提供的方法，一方面除去了由汽提塔塔底净化水出口输出的净化水中的固定铵，减少环境污染；另一方面，碱液和固定铵反应生成的钠盐以及过量的碱液不会进入到侧线抽出的回用水中，不会影响回用水质量，避免由于钠离子含量以及碱含量过高引起的乳化、催化剂中毒等问题。
表3中对比了实施例2和对比例采用的汽提净化系统及方法的能耗、所需设备情况及投资等数据。
表3 实施例2和对比例的能耗所需设备情况及投资对比
| 序号 | 项目 | 比较例 | 实施例 |
| 一 | 能量消耗对比 | ||
| 1 | 汽提塔顶冷凝器负荷/kW | 4120 | 1896 |
| 2 | 汽提塔底净化水冷却负荷/kW | 2011 | 1451 |
| 3 | 第一回用水冷却器负荷/kW | 0 | 1035 |
| 4 | 汽提塔底重沸器负荷/kW | 9603 | 7841 |
| 5 | 用电负荷/kW | 134.8 | 135.2 |
| 6 | 消耗1.0MPa蒸汽量/kg.h<sup>-1</sup> | 16853 | 13761 |
| 7 | 消耗循环水量/t.h<sup>-1</sup> | 527.21 | 377.23 |
| 8 | 处理每吨酸性水能耗/MJ.t<sup>-1</sup> | 460.72 | 367.97 |
| 二 | 所需设备情况对比 | ||
| 1 | 酸性水汽提塔塔板数 | 36 | 56 |
| 2 | 酸性水汽提塔直径/m | 1.8 | 1.6 |
| 3 | 第一回用水升压泵 | 无 | 有 |
| 4 | 第一回用水冷却器 | 无 | 有 |
| 5 | 第二回用水升压泵 | 无 | 有 |
| 6 | 汽提塔底重沸器 | 尺寸较大 | 尺寸较小 |
| 7 | 汽提塔顶冷凝器 | 尺寸较大 | 尺寸较小 |
| 8 | 汽提塔顶回流罐 | 尺寸较大 | 尺寸较小 |
| 9 | 汽提塔顶回流泵 | 尺寸较大 | 尺寸较小 |
| 10 | 酸性水-净化水换热器 | 尺寸较大 | 尺寸较小 |
| 11 | 净化水冷却器 | 尺寸较大 | 尺寸较小 |
| 三 | 投资对比 | ||
| 1 | 相对投资 | 98.76 | 100.00 |
从表3可以看出，实施例2中汽提塔塔板数多余对比例，但塔直径较小；与对比例相比，实施例新增的设备有第一回用水升压泵、第一回用水冷却器、第二回用水升压泵，但汽提塔底重沸器(供热装置5)、汽提塔顶冷凝器(第一冷凝器2)、汽提塔顶回流罐(气液分离器3)、汽提塔顶回流泵(第一升压泵4)、酸性水-净化水换热器(第一换热器7)等设备尺寸较小。总体来讲，虽然实施例设备投资略高，但与对比例相比差别不大；对于公用工程消耗来说，实施例和对比例蒸汽单耗分别为13.761kg/t(酸性水)和16.853kg/t(酸性水)，循环水单耗分别为3.77t/t(酸性水)和5.27t/t(酸性水)，实施例的蒸汽单耗和循环水单耗明显低于对比例；在总能耗上，实施例与对比例相比降低了28.45％，节能效果明显。
综上，本发明实施例提供的石油化工酸性污水汽提净化系统及方法根据净化水不同的回用质量要求，采用不同的汽提深度，避免不必要的汽提蒸汽浪费，有效解决汽提净化水作为原油加工装置的回用水时被过度汽提的问题，降低了酸性污水汽提净化系统运行的能耗，节约能源，并且能够避免净化水作为回用水时碱含量和钠离子含量过高，影响回用水质量。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种石油化工酸性污水汽提净化系统，所述酸性污水中含有H2S和NH3，所述汽提净化系统包括：
汽提塔(1)，所述汽提塔(1)内设置40～60块塔板，用于对所述酸性污水进行汽提净化；所述汽提塔(1)上还设置有：酸性污水入口(101)，所述酸性污水入口(101)位于自塔顶向下第2～6块塔板处；净化水出口(102)，所述净化水出口(102)位于所述汽提塔(1)底部；气体出口(103)，所述气体出口(103)位于所述汽提塔(1)顶部；
酸性污水输入管线(22)，所述酸性污水输入管线(22)与所述酸性污水入口(101)连通，用于将初始酸性污水输送至汽提塔(1)内；
净化水输出管线(23)，所述净化水输出管线(23)与所述净化水出口(102)连通，用于将经过汽提净化后的净化水由所述汽提塔(1)输出；
供热装置(5)，所述供热装置(5)与所述汽提塔(1)下部连通，用于向所述汽提塔(1)提供热源；
酸性气体输出管线(24)，所述酸性气体输出管线(24)与所述气体出口(103)连通，用于将经过汽提得到的酸性气体由汽提塔(1)输出，
其特征在于，所述汽提塔(1)上还设置有：
第一回用水出口(105)，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～20块塔板处；
第二回用水出口(106)，所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～15块塔板处；
所述汽提净化系统还包括：
第一回用水输出管线(25)，所述第一回用水输出管线(25)与所述第一回用水出口(105)连通，用于将自所述第一回用水出口(105)侧线抽出的第一回用水输出；
第二回用水输出管线(26)，所述第二回用水输出管线(26)与所述第二回用水出口(106)连通，用于将自所述第二回用水出口(106)侧线抽出的第二回用水输出。
2.根据权利要求1所述的汽提净化系统，其特征在于，所述汽提塔(1)上还设置有：
碱液入口(107)，所述碱液入口(107)位于自塔底向上第4～8块塔板处；
所述汽提净化系统还包括：
碱液输入管线(27)，所述碱液输入管线(27)与所述碱液入口(107)连通，用于将碱液输入汽提塔(1)内；
所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第8～15块塔板处。
3.根据权利要求1所述的汽提净化系统，其特征在于，所述汽提塔(1)内设置40～45块塔板，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～13块塔板处；所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～7块塔板处。
4.根据权利要求2所述的汽提净化系统，其特征在于，所述汽提塔(1)内设置55～60块塔板，所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第14～20块塔板处；所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第8～15块塔板处。
5.根据权利要求1所述的汽提净化系统，其特征在于，所述净化水输出管线(23)分别与所述第一回用水输出管线(25)以及第二回用水输出管线(26)连通。
6.根据权利要求2所述的汽提净化系统，其特征在于，所述供热装置(5)中的凝结水输出管线(29)分别与所述第一回用水输出管线(25)以及第二回用水输出管线(26)连通。
7.一种汽提净化系统对酸性污水进行汽提净化的方法，所述酸性污水中含有H2S和NH3，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将酸性污水(A)由汽提塔(1)的酸性污水入口(101)输送至汽提塔(1)内，所述酸性污水(A)经过汽提塔(1)内的塔板与供热装置(5)提供的蒸汽接触，进行汽提净化；
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第一回用水出口(105)时被侧线抽出，得到第一回用水(B)；
一部分经过净化的净化水自上而下流动至第二回用水出口(106)时被侧线抽出，得到第二回用水(C)；
未被侧线抽出的净化水(D)由汽提塔(1)的净化水出口(102)输出；
经过汽提后所得酸性气体(E)由汽提塔(1)的气体出口(103)输出；
所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第9～20块塔板处；所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第3～15块塔板处；所述酸性污水入口(101)位于自塔顶向下第2～6块塔板处；所述净化水出口(102)位于所述汽提塔(1)底部；所述气体出口(103)位于所述汽提塔(1)顶部；
所述第一回用水(B)、第二回用水(C)以及净化水(D)中的NH3浓度以及H2S依次降低。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将碱液(F)自汽提塔(1)的碱液入口(107)输送至汽提塔(1)内部，与汽提塔(1)内的净化水混合；
所碱溶液入口(107)位于自塔底向上第4～8块塔板处；所述第一回用水出口(105)位于自塔底向上第14～20块塔板处；所述第二回用水出口(106)位于自塔底向上第8～15块塔板处。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将由所述净化水出口(102)输出的净化水(D)分别与第一回用水(B)和第二回用水(C)混合。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述供热装置(5)中的凝结水(G)分别与所述第一回用水(B)和第二回用水(C)混合。
11.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第一回用水(B)中NH3的浓度为300mg/L以下、H2S浓度为25mg/L以下；所述第二回用水(C)中NH3的浓度为150mg/L以下、H2S浓度为20mg/L以下。
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