CN107345736B - 一种h2s的低温分离装置 - Google Patents

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Abstract

一种H2S的低温分离装置，主要包括原料气压缩单元和分离装置冷箱单元两部分，所述的原料气压缩单元入口管道连通低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体，所述的原料气压缩单元将上述气体压缩到一定压力后，经管道连接并送入分离装置冷箱单元；所述的分离装置冷箱单元包括主换热器、第一重烃分离罐、轻组分精馏塔、H2S高压精馏塔以及H2S低压精馏塔；所述的管道连接分离装置冷箱单元中的主换热器以及第一重烃分离罐,所述第一重烃分离罐上端部的气相出口回接主换热器，并在该主换热器的出口与轻组分精馏塔进料管道连通；所述的轻组分轻组分精馏塔塔顶气为粗二氧化碳气体，通过管道经主换热器复热回收冷量，然后通过管道出界区；它具有相对工艺简单、操作方便、运行平稳、安全可靠等特点。

Description

一种H2S的低温分离装置
技术领域
本发明涉及的是一种H2S的低温精馏分离装置，尤其是用于浓缩和提纯低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体中H2S的低温精馏分离装置，属于H2S与丙烷的共沸低温精馏技术领域。
背景技术
低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体一般是去硫回收装置，采用适当的工艺方法回收硫磺，实现清洁生产，达到化害为利，变废为宝，降低污染，保护环境的目的，并同时满足产品质量要求，降低腐蚀，实现装置长周期安全生产等诸多方面要求。但是，由于市场需求的变化，硫回收装置副产硫酸销售困难，附加值低，而且H2S作为DMDS及DMSO的原料气具有非常高的经济价值，因此采用一定的工艺手段来回收H2S成为一种非常有价值的选择。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种相对工艺简单、操作方便、运行平稳、安全可靠的H2S的低温精馏分离装置。
本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种H2S的低温分离装置，主要包括原料气压缩单元和分离装置冷箱单元两部分，所述的原料气压缩单元入口管道连通低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体，所述的原料气压缩单元将上述气体压缩到一定压力后，经管道连接并送入分离装置冷箱单元；
所述的分离装置冷箱单元包括主换热器、第一重烃分离罐、轻组分精馏塔、H2S高压精馏塔以及H2S低压精馏塔；所述的管道连接分离装置冷箱单元中的主换热器以及第一重烃分离罐,所述第一重烃分离罐上端部的气相出口回接主换热器，并在该主换热器的出口与轻组分精馏塔进料管道连通；
所述的轻组分精馏塔塔顶气为粗二氧化碳气体，通过管道经主换热器复热回收冷量，然后通过管道出界区；轻组分精馏塔塔底液相通过管道与H2S液体泵连通，出口物料通过管道与H2S高压精馏塔连通；
所述的H2S高压精馏塔为全凝精馏塔，H2S高压精馏塔塔顶管道分离出的液相经节流阀、管道与H2S低压精馏塔连通；H2S高压精馏塔塔底液相通过管道、节流阀、管道与第二重烃分离罐连通；
所述的H2S低压精馏塔为全凝精馏塔，H2S低压精馏塔塔顶管道分离出的液相经H2S液体泵、节流阀、管道与H2S高压精馏塔连通；H2S低压精馏塔塔底液相经管道、H2S产品泵、阀门、管道与主换热器连通，经主换热器回收冷量后，通过管道出界区。
作为优选：所述的轻组分精馏塔设置有塔顶冷凝器和塔底再沸器，塔顶冷凝器热流流股管道与轻组分精馏塔顶部气相管道、塔顶回流管道连通，冷流管道与液氨制冷系统连通，此塔顶冷凝器采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器置于轻组分精馏塔内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与蒸汽凝液通过管道连通，由蒸汽凝液为塔底再沸器提供热量；
所述的H2S高压精馏塔设置有塔顶冷凝器和塔底再沸器，塔顶冷凝器热流流股管道与H2S高压精馏塔顶部气相管道、管道连通，冷流管道与循环冷却水管道连通；塔底再沸器置于H2S高压精馏塔内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与水蒸气管道连通，由水蒸气为塔底再沸器提供热量；
所述的第二重烃分离罐为气液分离罐，第二重烃分离罐罐顶气相经管道出界区去硫回收；第二重烃分离罐罐底液相经管道出界区去重烃储罐；
所述的H2S低压精馏塔设置有塔顶冷凝器和塔底再沸器，塔顶冷凝器热流流股管道与H2S低压精馏塔顶部气相管道、管道连通，冷流管道与液氨制冷系统连通，塔顶冷凝器采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器置于H2S低压精馏塔内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与冷冻水管道连通，由冷冻水回水为塔底再沸器提供热量。
作为优选：所述的氨压缩机、氨压缩机将经塔顶冷凝器、塔顶冷凝器蒸发后的气氨压缩到氨制冷系统需要的最低压力，返回氨制冷系统；
所述的主换热器、轻组分精馏塔塔顶冷凝器、H2S高压精馏塔塔顶冷凝器、H2S低压精馏塔塔底再沸器、H2S低压精馏塔塔顶冷凝器均为铝制板翅式换热器；
所述的轻组分精馏塔、H2S高压精馏塔、H2S低压精馏塔均为填料精馏塔。
本发明具有相对工艺简单、操作方便、运行平稳、安全可靠等特点。
附图说明
图1是本发明的连接结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的一种H2S的低温分离装置，主要包括原料气压缩单元Ⅰ和分离装置冷箱单元Ⅱ两部分，所述的原料气压缩单元Ⅰ入口管道01连通低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体，所述的原料气压缩单元Ⅰ将上述气体压缩到一定压力后，经管道02连接并送入分离装置冷箱单元Ⅱ；
所述的分离装置冷箱单元Ⅱ包括主换热器E101、重烃分离罐D101、轻组分精馏塔T101、H2S高压精馏塔T102以及H2S低压精馏塔T103；所述的管道02连接分离装置冷箱单元Ⅱ中的主换热器E101以及重烃分离罐D101,所述重烃分离罐D101上端部的气相出口回接主换热器E101，并在该主换热器E101的出口与轻组分精馏塔T101进料管道06连通；
所述的轻组分精馏塔T101塔顶气为粗二氧化碳气体，通过管道22经主换热器E101复热回收冷量，然后通过管道23出界区；轻组分精馏塔T101塔底液相通过管道07与H2S液体泵P101连通，出口物料通过管道08与H2S高压精馏塔T102连通；
所述的H2S高压精馏塔T102为全凝精馏塔，H2S高压精馏塔T102塔顶管道13分离出的液相经节流阀V05、管道14与H2S低压精馏塔T103连通；H2S高压精馏塔T102塔底液相通过管道27、节流阀V04、管道28与第二重烃分离罐D103连通；
所述的H2S低压精馏塔T103为全凝精馏塔，H2S低压精馏塔T103塔顶管道18分离出的液相经H2S液体泵P102、节流阀V07、管道19、09与H2S高压精馏塔T102连通；H2S低压精馏塔T103塔底液相经管道20、H2S产品泵P103、阀门V06、管道21与主换热器E101连通，经主换热器E101回收冷量后，通过管道22出界区。
图中所示，所述的轻组分精馏塔T101设置有塔顶冷凝器E102和塔底再沸器E103，塔顶冷凝器E102热流流股管道与轻组分精馏塔T101顶部气相管道24、塔顶回流管道23连通，冷流管道与液氨制冷系统（氨压缩机AK102、D102，33～38）连通，此塔顶冷凝器E102采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器E103置于轻组分精馏塔T101内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与蒸汽凝液通过管道31、32连通，由蒸汽凝液为塔底再沸器E103提供热量；
所述的H2S高压精馏塔T102设置有塔顶冷凝器E105和塔底再沸器E104，塔顶冷凝器E105热流流股管道与H2S高压精馏塔T102顶部气相管道10、管道11、12、13连通，冷流管道与循环冷却水管道41、42连通；塔底再沸器E104置于H2S高压精馏塔T102内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与水蒸气管道39、40连通，由水蒸气为塔底再沸器E104提供热量；
所述的第二重烃分离罐 D103为气液分离罐，第二重烃分离罐D103罐顶气相经管道29出界区去硫回收；第二重烃分离罐D103罐底液相经管道30出界区去重烃储罐；
所述的H2S低压精馏塔T103设置有塔顶冷凝器E107和塔底再沸器E106，塔顶冷凝器E107热流流股管道与H2S低压精馏塔T103顶部气相管道15、管道16、17、18连通，冷流管道与液氨制冷系统（氨压缩机BK103、D104，45～50）连通，此塔顶冷凝器E107采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器E106置于H2S低压精馏塔T103内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与冷冻水管道43、44连通，由冷冻水回水为塔底再沸器E106提供热量。
本发明所述的氨压缩机AK102、氨压缩机K103B 将经塔顶冷凝器E102、塔顶冷凝器E107蒸发后的气氨压缩到氨制冷系统需要的最低压力，返回氨制冷系统；
所述的主换热器E101、轻组分精馏塔T101塔顶冷凝器E102、H2S高压精馏塔T102塔顶冷凝器E105、H2S低压精馏塔T103塔底再沸器E106、H2S低压精馏塔T103塔顶冷凝器E107均为铝制板翅式换热器；
所述的轻组分精馏塔T101、H2S高压精馏塔T102、H2S低压精馏塔T103均为填料精馏塔。
实施例：如图1所示，本发明为一种浓缩和提纯低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体中H2S的低温精馏分离装置，主要包括原料气压缩单元Ⅰ和分离装置冷箱单元Ⅱ两部分，所述的分离装置冷箱单元Ⅱ主要包括主换热器E101、轻组分精馏塔T101及其所设置再沸器E103和冷凝器E102、H2S高压精馏塔T102及其所设置再沸器E104和冷凝器E105、H2S低压精馏塔T103及其所设置再沸器E1064和冷凝器E107、第一重烃分离罐D101、第二重烃分离罐D103。含有含H2S的常压酸性原料气经原料气压缩单元Ⅰ压缩到1.0MPaG~2.0MPaG后，经管道02进入分离装置冷箱单元Ⅱ。
经原料气压缩单元Ⅰ压缩后的原料气通过管道02经主换热器E101冷却到一定温度，通过管道03送入重烃分离罐1D101，在第一重烃分离罐D101内进行气液分离，第一重烃分离罐D101的液相为重烃，经管道05后，出界区，去下一工段；重烃分离罐V101的气相通过管道04经主换热器E101继续冷却至约-10℃（可视原料气组成的变化适当调整）通过管道06送入轻组分精馏塔T101进料口。
轻组分精馏塔T101塔顶气为粗二氧化碳气体，通过管道22经主换热器E101复热回收冷量，然后通过管道23出界区；轻组分精馏塔T101塔底液相通过管道07经H2S液体泵P101打压至2.5MPaG ~4.0MPaG，通过管道08送到H2S高压精馏塔T102进料口。轻组分精馏塔T101设置了塔顶冷凝器E102和塔底再沸器E103，塔顶冷凝器E102冷量由液氨蒸发制冷系统（氨压缩机AK102、D102，33～38）提供，采用的是液氨热虹吸冷凝器，氨蒸发压力约0.02MPaG（可根据需求调节）；塔底再沸器E103置于轻组分精馏塔T101内，为内部热虹吸再沸器，由150℃左右的蒸汽凝液为塔底再沸器E103提供热量。
H2S高压精馏塔T102为全凝精馏塔，塔顶得到H2S与丙烷的高压共沸液体，经节流阀V05节流到约0.26MPaG、通过管道14送到H2S低压精馏塔T103的入口；H2S高压精馏塔T102塔底液相通过管道27、节流阀V04节流送入第二重烃分离罐 D103，第二重烃分离罐D103为气液分离罐，罐顶气相经管道29出界区去硫回收；罐底液相经管道30出界区去重烃储罐；H2S高压精馏塔T102设置了塔顶冷凝器E105和塔底再沸器E104，塔顶冷凝器E105冷量由循环冷却水提供；塔底再沸器E104置于H2S高压精馏塔T102内，为内部热虹吸再沸器，由水蒸气为塔底再沸器E104提供热量。
H2S低压精馏塔T103为全凝精馏塔，塔顶得到H2S与丙烷的低压共沸液体，经H2S液体泵P102打至2.5MPaG~4.0MPaG、通过阀V07、管道19、09送入H2S高压精馏塔T102入口；H2S低压精馏塔T103塔底得到高纯的H2S液体，通过H2S产品泵P103打至需要的压力后，经主换热器E101回收冷量，通过管道22出界区。H2S低压精馏塔T103设置了塔顶冷凝器E107和塔底再沸器E106，塔顶冷凝器E107冷量由液氨蒸发制冷系统（氨压缩机BK103、D104，45～50）提供，此塔顶冷凝器E107采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器E106置于H2S低压精馏塔T103内，为内部热虹吸再沸器，由冷冻水回水为塔底再沸器E106提供热量。
上述实施例是本发明的具体实施方式。对于浓缩和提纯低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体中H2S的分离装置及方法可以做出多种等同的组合或变化，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种H2S的低温分离装置，主要包括原料气压缩单元（Ⅰ）和分离装置冷箱单元（Ⅱ）两部分，其特征在于所述的原料气压缩单元（Ⅰ）入口管道（01）连通低温甲醇洗来的含H2S酸性气及石油化工、煤化工中的其它相似气体，所述的原料气压缩单元（Ⅰ）将上述气体压缩到一定压力后，经管道（02）连接并送入分离装置冷箱单元（Ⅱ）；
所述的分离装置冷箱单元（Ⅱ）包括主换热器（E101）、第一重烃分离罐（D101）、轻组分精馏塔（T101）、H2S高压精馏塔（T102）以及H2S低压精馏塔（T103）；所述的管道（02）连接分离装置冷箱单元（Ⅱ）中的主换热器（E101）以及第一重烃分离罐（D101）,所述第一重烃分离罐（D101）上端部的气相出口回接主换热器（E101），并在该主换热器（E101）的出口与轻组分精馏塔（T101）进料管道（06）连通；
所述的轻组分精馏塔（T101）塔顶气为粗二氧化碳气体，通过管道（22）经主换热器（E101）复热回收冷量，然后通过管道（23）出界区；轻组分精馏塔（T101）塔底液相通过管道（07）与H2S液体泵（P101）连通，出口物料通过管道（08）与H2S高压精馏塔（T102）连通；
所述的H2S高压精馏塔（T102）为全凝精馏塔，H2S高压精馏塔（T102）塔顶管道（13）分离出的液相经节流阀（V05）、管道（14）与H2S低压精馏塔（T103）连通；H2S高压精馏塔（T102）塔底液相通过管道（27）、节流阀（V04）、管道（28）与第二重烃分离罐（D103）连通；
所述的H2S低压精馏塔（T103）为全凝精馏塔，H2S低压精馏塔（T103）塔顶管道（18）分离出的液相经H2S液体泵（P102）、节流阀（V07）、管道（19、09）与H2S高压精馏塔（T102）连通；H2S低压精馏塔（T103）塔底液相经管道（20）、H2S产品泵（P103）、阀门（V06）、管道（21）与主换热器（E101）连通，经主换热器（E101）回收冷量后，通过管道（22）出界区。
2.根据权利要求1所述的H2S的低温分离装置，其特征在于所述的轻组分精馏塔（T101）设置有塔顶冷凝器（E102）和塔底再沸器（E103），塔顶冷凝器（E102）热流流股管道与轻组分精馏塔（T101）顶部气相管道（24）、塔顶回流管道（23）连通，冷流管道与液氨制冷系统连通，此塔顶冷凝器（E102）采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器（E103）置于轻组分精馏塔（T101）内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与蒸汽凝液通过管道（31、32）连通，由蒸汽凝液为塔底再沸器（E103）提供热量；
所述的H2S高压精馏塔（T102）设置有塔顶冷凝器（E105）和塔底再沸器（E104），塔顶冷凝器（E105）热流流股管道与H2S高压精馏塔（T102）顶部气相管道（10）、管道（11、12、13）连通，冷流管道与循环冷却水管道（41、42）连通；塔底再沸器（E104）置于H2S高压精馏塔（T102）内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与水蒸气管道（39、40）连通，由水蒸气为塔底再沸器（E104）提供热量；
所述的第二重烃分离罐（D103）为气液分离罐，第二重烃分离罐（D103）罐顶气相经管道（29）出界区去硫回收；第二重烃分离罐（D103）罐底液相经管道（30）出界区去重烃储罐；
所述的H2S低压精馏塔（T103）设置有塔顶冷凝器（E107）和塔底再沸器（E106），塔顶冷凝器（E107）热流流股管道与H2S低压精馏塔（T103）顶部气相管道（15）、管道（16、17、18）连通，冷流管道与液氨制冷系统连通，此塔顶冷凝器（E107）采用的是液氨热虹吸冷凝器；塔底再沸器（E106）置于H2S低压精馏塔（T103）内，为内部热虹吸再沸器，热流流股与冷冻水管道（43、44）连通，由冷冻水回水为塔底再沸器（E106）提供热量。
3.根据权利要求2所述的H2S的低温分离装置，其特征在于所述的氨压缩机（AK102）、氨压缩机（K103B）将经塔顶冷凝器（E102）、塔顶冷凝器（E107）蒸发后的气氨压缩到氨制冷系统需要的最低压力，返回氨制冷系统；
所述的主换热器（E101）、轻组分精馏塔（T101）塔顶冷凝器（E102）、H2S高压精馏塔（T102）塔顶冷凝器（E105）、H2S低压精馏塔（T103）塔底再沸器（E106）、H2S低压精馏塔（T103）塔顶冷凝器（E107）均为铝制板翅式换热器；
所述的轻组分精馏塔（T101）、H2S高压精馏塔（T102）、H2S低压精馏塔（T103）均为填料精馏塔。
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