CN117663158A - 可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法和系统。本申请提供了一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理。本申请还提供了可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理系统。
Description
技术领域
本申请涉及可再生燃料生产工艺中的废物,包括酸气和酸水,的集成处理方法和系统。
背景技术
随着全球对柴油和航空煤油需求的增加,人们对石油以外的原料来源的兴趣日益增加。一种来源是所谓的"可再生"和"生物"原料。这些可再生生物原料包括但不限于植物油例如玉米油、麻风油、亚麻油、油菜籽油、芥花油和大豆油、藻油和动物脂肪例如牛油和鱼油。生物油和脂肪中的甘油酯和游离脂肪酸的侧链可以通过许多不同的过程(例如加氢脱氧和加氢异构化过程)转化为柴油或航空煤油。
可再生生物燃料的使用减少了对化石燃料的提取和使用的需求。对于柴油和航空煤油等燃料尤其如此。除了使用生物燃料的生态效益外,这种燃料还存在市场需求。某些政府政策可能要求或奖励使用生物燃料。
当前的可再生燃料生产过程会产生各种必须处理和处置的废物,包括酸气和酸水。目前常用的废物处理方法是将废物分开处理,酸气送至酸气处理装置,酸水进行预处理例如使用蒸汽进行汽提处理并然后送至废水处理装置或直排外部环境;请见例如图1。这些废物的处理需要消耗化学品以及需要额外的投资及操作费用。在某些情况下,酸气的循环可能会造成装置腐蚀。此外,随着环保法规日趋严格,这些传统的处理方式可能无法完全满足废弃物达标排放的标准。
为了解决这一问题,提出了一种可再生生物燃料生产工艺的酸水及酸气的集成处理方法,其中将可再生生物燃料生产工艺的酸气及酸水送往热氧化焚烧装置进行焚烧,并对经热氧化焚烧之后的烟气进行热量回收及其它的后续处理,以满足达标排放的要求(参见图2)。该方法将酸水与酸气一并送往热氧化焚烧装置进行焚烧,这样做虽可以降低酸水汽提塔及后续的废水处理装置的投资费用,但却需要大量额外的天然气或其他燃料将酸水汽化。
因此,需要一种高效、集成的废物处理方法与系统,其能以较低的投资费用及操作费用对废物进行处理,同时减少能源消耗和降低碳排放,并且实现废物的达标排放。
发明内容
本申请提供了可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法。
在一个方面中,本申请提供了一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,所述胺酸气在热氧化单元进行热氧化焚烧处理之前未在硫回收单元中进行处理。
在一些实施方案中,将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的剩余部分送入酸水汽提塔进行汽提处理以得到酸气和废水,并且将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理并将汽提后得到的废水送至废水处理装置进行废水处理。
在一些实施方案中,将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的全部酸水送入酸水汽提塔进行汽提处理以得到酸气和废水;将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将汽提后得到的废水分成第一废水料流和第二废水料流,将第二废水料流送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理,并且将第一废水料流送至废水处理装置进行废水处理。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理方法中,在将酸水送入酸水汽提塔进行处理之前,将全部酸水分成第一酸水料流和第二酸水料流;将所述第一酸水料流送至酸水汽提塔进行汽提处理以获得酸气和废水;将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将汽提后得到的废水分成第三废水料流和第四废水料流,将第四废水料流送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理,并且将第三废水料流送至废水处理装置进行废水处理;和将第二酸水料流送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,所述酸水包括来自所述冷分离和分馏段中的冷分离器的冷分离器酸水、来自所述冷分离和分馏段中的脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水、和来自所述冷分离和分馏段中的汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水中的至少一种。
在一些实施方案中,所述胺酸气包括来自共用胺再生器塔顶冷凝器和回流罐的再生器胺酸气。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法还包括:将可再生原料引入保护床以从可再生原料除去包括碱金属、氧化合物、硫化合物和氮化合物中的一种或多种的污染物;处理可再生原料以从可再生原料除去额外的氧化合物;在加氢异构化和加氢裂化段中在加氢异构化和加氢裂化条件下在氢气存在下使可再生原料与加氢异构化催化剂、加氢裂化催化剂或这两者接触以形成反应流出物;和在冷分离和分馏段中分离和分馏所述反应流出物以形成至少一种可再生燃料。
在一些实施方案中,分离和分馏所述反应流出物包括:在冷分离器中将反应流出物分离成液态烃流、冷分离器再循环酸气流和冷分离器酸水流;将所述液态烃流汽提成汽提塔塔顶流和汽提塔塔底流;在汽提塔接收器中将汽提塔塔顶流分离成汽提塔接收器液体流、汽提塔接收器废气流和汽提塔接收器酸水流;使汽提塔接收器废气流与海绵吸收塔接触,形成海绵吸收塔液体流和贫酸气流;在脱丁烷塔中的将汽提塔接收器液体流和任选地海绵吸收塔液体流分离成脱丁烷塔塔顶流、脱丁烷塔塔底流;在脱丁烷塔接收器中将脱丁烷塔塔顶流分离成酸性液化石油气(LPG)流、脱丁烷塔接收器酸水流和回流物流;和将汽提塔底流分馏成可再生航空煤油流、可再生柴油燃料流和石脑油流中的至少一种。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法进一步包括以下中的至少之一:
使贫胺流的第一部分与冷分离器酸再循环气流在再循环气胺接触器中接触以形成富胺流的第一部分,或在变压吸附(PSA)单元中将来自在冷分离和分馏段中的分离器的酸再循环气流的清洗流分离成再循环氢气流和PSA尾气流,将再循环氢气流与酸再循环气流合并,并且将PSA尾气流作为燃料引入进入热氧化系统中;
使贫胺流的第二部分与来自脱丁烷塔接收器的酸性LPG流在脱丁烷塔接收器胺接触器中接触以形成富胺流的第二部分;和
在海绵吸收塔塔顶胺接触器中使贫胺流的第三部分与来自海绵吸收塔的贫酸气流接触以形成富胺流的第三部分;
在共用胺再生器中再生富胺流的第一、第二和第三部分中的至少一个以形成贫胺流和塔顶胺酸气流;
在胺再生器塔顶冷凝器中将塔顶胺酸气流分离成胺酸气流和回流液体流;和
将回流液体流回流到共用胺再生器。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法进一步包括将附加燃料例如天然气用于所述热氧化焚烧处理中。将有机废液作为燃料用于所述热氧化焚烧处理中。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法包括将来自其他工艺或装置的有机废液作为燃料用于所述热氧化焚烧处理中。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法还包括将天然气作为燃料用于所述热氧化焚烧处理中。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法还包括将热氧化焚烧处理得到的尾气通过以下中的一种或多种进行处理:脱酸;急冷;热回收;除尘;脱硫;脱硝。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法包括使用干法工艺对热氧化焚烧处理得到的烟气进行脱酸;优选地,在所述干法脱酸工艺中,使用碳酸氢钠作为中和剂来与酸进行反应。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法包括将来自其他工艺或单元的废气和/或废液送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,所述酸气还可包含其它工艺或单元的酸气,和/或所述酸水还可包含其它工艺或单元的酸水。
在另一个方面中,本申请提供了用于可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理的系统。本申请的所述集成处理系统可以用于实施本申请的酸气和酸水的集成处理方法。
本申请提供了用于可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理的系统,其包括:酸水汽提塔,其与可再生燃料生产工艺的装置流体连接以接收冷分离和分馏段的酸水的至少一部分并进行汽提处理以得到酸气和废水;和热氧化装置,其与可再生燃料生产工艺的装置和酸水汽提塔流体连接以接收以下物流并进行热氧化焚烧处理:来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气;来自所述酸水汽提塔的酸气;和来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和/或来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水经酸水汽提塔处理以后产生的废水的一部分。
在一些实施方案中,本申请的集成处理系统还包括废水处理装置,其与酸水汽提塔流体连接以接收来自酸水汽提塔的废水的至少一部分。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,所述酸水汽提塔接收来自冷分离和分馏段的第一酸水料流并进行汽提处理以获得酸气和废水;汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理并且汽提后得到的废水被送至废水处理装置进行废水处理;和来自冷分离和分馏段的第二酸水料流被送入所述热氧化装置并进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,所述酸水汽提塔接收来自冷分离和分馏段的全部酸水并进行汽提处理以获得酸气和废水,汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,汽提后得到的废水被分成第一废水料流和第二废水料流,第二废水料流被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,并且第一废水料流被送至废水处理装置进行废水处理。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,在酸水被送入酸水汽提塔进行处理之前,来自冷分离和分馏段的全部酸水被分成第一酸水料流和第二酸水料流;所述第一酸水料流被送至酸水汽提塔进行汽提处理以获得酸气和废水;汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,汽提后得到的废水被分成第三废水料流和第四废水料流,第四废水料被流送入热氧化装置进行热氧化焚烧处理,并且第三废水料流送被至废水处理装置进行废水处理;和第二酸水料流被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,本申请的集成处理系统还包括焚烧尾气处理单元。在一些实施方案中,所述焚烧尾气处理单元包括以下中的一个或多个:热回收装置;急冷装置;脱酸装置;脱硫装置;脱硝装置;和除尘装置。
在一些实施方案中,所述脱酸装置是干法脱酸装置。在一些实施方案中,在所述干法脱酸装置中,使用碳酸氢钠作为中和剂来与酸进行反应。
本申请的集成废物处理方法通过将酸水的一部分和废气进行集中热氧化焚烧处理,另一部分的酸水在汽提后送至废水处理装置进行处理,可以尽可能减少附加燃料例如天然气消耗量从而降低整个废物处理运行成本并减少碳排放,同时优化焚烧装置规模、降低整个废物处理系统的投资费用。本申请的集成废物处理方法可以同时处理酸气和酸水。
附图说明
图1示意性地显示现有技术中可再生燃料生产工艺的一种常规废物处理过程。
图2示意性地显示现有技术中可再生燃料生产工艺的一种废物集成热氧化处理过程。
图3示意性地显示根据本申请的一个实施方案的废物处理方法的流程,其中送至热氧化装置的酸水经过汽提处理。
图4示意性地显示根据本申请的一个实施方案的废物处理方法的流程,其中送至热氧化装置的酸水未进行汽提处理。
具体实施方式
本申请涉及可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法和系统。
生产可再生燃料的工艺是本领域中已知的。本申请的可再生燃料生产工艺包括本领域中已知的这些工艺。
在生产可再生燃料的工艺中,可以将可再生原料和任选的石油原料引入用于生产可再生燃料的可再生燃料生产单元中。如本领域中已知那样的,可再生燃料生产工艺可以是单阶段或两阶段工艺。
所述可再生原料可以包括但不限于甘油酯、脂肪酸烷基酯(FAAE)和游离脂肪酸(FFA)。大多数甘油酯是甘油三酯,但也可存在甘油单酯和甘油二酯。可再生原料的例子可以包括植物和动物油脂,例如包括但不限于菜籽油、玉米油、大豆油、妥尔油、葵花油、大麻籽油、橄榄油、亚麻籽油、椰子油、蓖麻油、花生油、棕榈油、芥子油、棉籽油、麻风树油、牛油、猪油、鱼油等等,或任何来自天然来源或通过微生物作用产生的油。典型的植物油或动物脂肪的甘油酯、FAAE和FFA在其结构中含有具有8至24个碳原子的脂肪族烃链,其中大多数脂肪和油含有高浓度的具有16和18个碳原子的脂肪酸。
在一些情况下,可再生原料可能富含氮,这意味着具有大于100ppm的氮,或在一些实施方案中大于60ppm的氮。可再生原料可能含有多种杂质。例如,妥尔油除FFA外还含有酯和松香酸。松香酸是环状羧酸。可再生原料也可含有污染物,例如碱金属例如钠和钾,碱土金属例如钙和镁,磷,蛋白质,氮和硫,以及固体、水和洗涤剂。希望尽可能多地去除这些污染物。
在生产可再生燃料的工艺中,可再生原料和任选的原始石油原料可被送至平衡筒。来自平衡筒的可再生原料可与再循环氢气流合并并送至一个或多个保护床和/或处理单元以除去污染物。如果同时存在保护床和处理单元,则来自保护床的流出物被送到处理单元。
使用保护床从可再生原料中除去金属污染物在本领域中是已知的。这些可以包括带有或不带有脱金属催化剂(例如镍或钴)的氧化铝保护床。过滤和溶剂萃取技术是可以采用的其他选择。
可能的处理单元包括但不限于用于甘油三酯分子脱氧、烯烃饱和、氮去除、硫去除、金属去除和卤化物去除的那些。甘油三酯分子脱氧涉及脱羧和/或脱羰和/或加氢脱氧以从可再生原料去除氧。烯烃饱和涉及烃链中的烯属或不饱和部分用氢进行饱和。烯烃的饱和是放热反应并消耗氢气。烯烃的量随原料来源而变化。氮去除涉及将原料中的有机氮(例如从痕量氨基酸)转化为氨。由于氮是异构化催化剂的毒物,所以来自处理单元的流出物的氮含量应低于50ppb。硫去除涉及将原料中的天然硫转化为H2S。因为催化剂的活性状态是硫化形式,所以将额外的硫(通常是二甲基二硫化物(DMDS))添加到进料中,其也转化为H2S,进而防止活性保护物的氧化和还原。对于金属去除,磷和其他金属通过吸附和化学反应的组合保留在催化剂上。催化剂对保留金属有一定的最大耐受性。保护和处理催化剂的使用寿命在很大程度上取决于操作过程中积累在其上的金属的量。金属(Na、Ca、K、Mg、Al和Fe)来源于可再生原料,在此它们是天然存在的并且与可再生原料中存在的磷脂化合物有关。硅可能是来自原料油加工过程中的污染物,而铁也可能来自酸性原料的加工和储存过程。
保护床和处理单元可以在分开的容器中,或者在单个容器中可以有一个以上的床。
在单阶段工艺中,处理后的物流被送到加氢异构化和加氢裂化反应段。再循环氢气流也被引入加氢异构化和加氢裂化反应段。来自加氢异构化和加氢裂化反应段的流出物流可通过在蒸汽发生器中除去热能而冷却。冷却的物流被送到分离段。分离段包括异构化/裂化流出物分离器。来自分离段的流出物流被送到冷分离和分馏段。
在两阶段工艺中,处理后的物流通过在蒸汽发生器中除去热能而冷却。冷却的物流被送至分离段的热分离器,随后被送至增强热分离器。分离段还包括异构化/裂化流出物分离器。来自分离段的增强热分离器的液体流被送到加氢异构化和加氢裂化反应段。流出物流被送到分离段中的异构化/裂化流出物分离器。来自异构化/裂化流出物分离器的液体被送到热分离器,并且气态流出物被送到增强热分离器。来自热分离器和增强热分离器的蒸气流形成来自分离段的流出物流,其被送到冷分离和分馏段。
加氢异构化和加氢裂化反应段可包括一个或多个反应器,每个反应器可包含一个或多个包含至少一种加氢异构化催化剂、至少一种加氢裂化催化剂或两者的床。一些实施方案可能需要外部热量输入。预期所有反应在一个反应器或一个床中同时发生。然而,典型的操作很可能使用多个床,并且可能使用多个反应器,从而不同的反应发生在不同的床和/或反应器中。
可以以本领域已知的任何方式或通过使用本领域已知的任何合适的催化剂来完成烷属产物的加氢异构化和选择性加氢裂化。可以使用一个或多个催化剂床。优选异构化以并流操作模式进行。固定床、滴流床向下流动或固定床液体填充向上流动模式都是合适的。
主要的异构化产物通常是单支链烃。伴随着异构化,将发生烃的加氢裂化。加氢异构化和加氢裂化反应段的条件越苛刻,烃的加氢裂化量越大。提高的加氢裂化水平在燃料沸程中产生更高的烃产率。
在加氢异构化和加氢裂化反应段中烷属烃的加氢异构化和加氢裂化可以以本领域已知的任何方式或通过使用本领域已知的任何合适的催化剂来完成。合适的催化剂包括元素周期表第VIII族(IUPAC8-10)的金属和载体材料。合适的第VIII族金属包括铂和钯,它们中的每一种都可以单独或组合使用。载体材料可以是无定形的或结晶的。合适的载体材料包括氧化铝、无定形氧化铝、无定形二氧化硅-氧化铝等。异构化催化剂还可包含选自镧、铈、镨、钕、钐、钆、铽及其混合物的改性剂。
通常,加氢异构化和加氢裂化反应段的异构化条件包括150℃至450℃或300℃至400℃或300℃至360℃的温度。典型的异构化压力可以为2760至6890kPa,或在一些实施方案中为2760至4820kPa。异构化区的其他操作条件在本领域中是已知的,并且所使用的具体操作条件是预先确定的并且取决于所需的产物规格和产物相对产率。
加氢异构化和加氢裂化段中的工艺苛刻度控制产品的潜在产率、不可用于柴油燃料或航空燃料的轻质产物的量以及航空和柴油范围燃料两者的异构化/正构比率。通过催化剂选择和反应条件来控制加氢裂化,以试图限制加氢裂化程度。理想情况下,每个烷属烃分子将仅经历单个加氢裂化事件,并且理想情况下,该单个加氢裂化事件将产生至少一个C9至C15碳数范围内的烷属烃。在加氢异构化和加氢裂化反应段中仔细选择催化剂和控制工艺条件可以使航空燃料范围内的烷属烃产物最大化,同时使轻质烷属烃即碳链为3或更少的烷属烃的产生最小化,其不适用于柴油燃料或航空燃料应用。
流出物流被送到冷分离和分馏段。在冷分离和分馏段中,流出物流被分离成酸性循环气流、酸性液化石油气(LPG)流、贫酸气流、酸水流、石脑油流、可再生航空煤油流和可再生柴油流。冷分离和分馏段将在下文更详细地描述。
将包含氢气、一氧化碳、硫化氢、二氧化碳和丙烷的酸再循环气流送至再循环气胺接触器以除去一氧化碳、硫化氢和一些二氧化碳和丙烷。再循环氢气流可以与可再生原料合并,送至处理单元,或送至加氢异构化和加氢裂化反应段。
在冷分离和分馏段中,将包含来自热分离器的蒸气、来自增强热分离器的蒸气和来自异构化/裂化流出物分离器的液体中的一种或多种的组合的流出物流送到在冷分离和分馏段中的冷凝器中。冷凝的物流被送到冷分离器,在那里其被分离成液态烃流、冷分离器酸水流和酸再循环气流。热分离段和冷分离和分馏段的细节配置是本领域技术人员已知的。
来自冷分离器的液态烃流被送至蒸汽汽提塔。酸再循环气流被送至再循环气胺接触器以除去CO2和H2S。
液态烃物流在蒸汽汽提塔中分离成汽提塔塔顶物流和汽提塔塔底物流。汽提塔塔顶物流被送到汽提塔接收器,在那里其被分离成汽提塔接收器液体流、汽提塔接收器废气流和汽提塔接收器酸水流。
汽提塔接收器废气流与海绵吸收塔接触,形成海绵吸收塔液体流和贫酸气流。
汽提塔接收器液体流和任选地海绵吸收塔液体流被送至脱丁烷塔,在那里它们被分离成脱丁烷塔塔顶料流和脱丁烷塔塔底流。含有石脑油的脱丁烷塔塔底流可以与石脑油流合并。
脱丁烷塔塔顶流在脱丁烷塔接收器中分离成酸性LPG物流、脱丁烷塔接收器酸水流和回流物流。酸性LPG物流被送至脱丁烷塔接收器胺接触器。回流物流返回到脱丁烷塔。
汽提塔塔底物流被送到分馏塔,在此其被分馏成石脑油流、以及可再生航空煤油流和可再生柴油流中的至少一种。
来自冷分离器的冷分离器酸水流、来自脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水流和来自汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水流中的一种或多种可以合并成合并酸水流。该合并酸水流的一部分被送到热氧化单元进行热氧化焚烧处理,而剩余部分被送到酸水汽提塔进行汽提处理。可选地,来自冷分离器的冷分离器酸水流、来自脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水流和来自汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水流中的一者或两者送到热氧化单元进行热氧化焚烧处理,而剩余的两者或一者被送到酸水汽提塔进行汽提处理。
酸再循环气流在再循环气胺接触器中与贫胺流的第一部分接触并形成富胺流的第一部分,该富胺流的第一部分含有从酸再循环气流中除去的硫化氢。再循环氢气流返回到可再生燃料生产单元。
酸性LPG流在脱丁烷塔接收器胺接触器中与贫胺流的第二部分接触并形成富胺流的第二部分,该富胺流的第二部分含有来自酸性LPG流的硫化氢。脱硫LPG可以送去储存,或者可以用作加氢重整装置的原料。
贫酸气流在海绵吸收塔气体塔顶胺接触器中与贫胺流的第三部分接触,形成富胺流的第三部分,该富胺流的第三部分含有来自贫酸气流的硫化氢。脱硫贫气可以被送到燃料气网络或送到热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
富胺流被送至热交换器,在那里其与贫胺流进行热交换。富胺流被送至共用胺再生器,在此其被蒸汽汽提形成贫胺流和塔顶馏出物胺酸气体流。塔顶胺酸气体流被送到胺再生器塔顶冷凝器,在此其被分离成液体回流物流和胺酸气体流。胺酸气流被送至热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
如本领域技术人员将会理解的那样,生产可再生燃料的工艺的其他布置是可能的,并且并非所有的设备都将存在于每个过程中。但是,不论如何变化,在本申请的方法中,可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气将被送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
在所述热氧化单元之后,可以存在以下中的一个或多个来对焚烧后产生的烟气进行处理:废热回收段、急冷段、脱酸段、SOx去除段、NOx去除段,以及二噁英-呋喃类去除段。
本发明的一个方面是一种在生产可再生燃料的过程中处理酸气和酸水流出物流的方法。本申请提供了一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,所述胺酸气在热氧化单元进行热氧化焚烧处理之前未在硫回收单元中进行处理。本申请的方法可以不需要硫回收单元。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理方法中处理的酸水可以包括来自所述冷分离和分馏段中的冷分离器的冷分离器酸水、来自所述冷分离和分馏段中的脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水、和来自所述冷分离和分馏段中的汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水中的至少一种。可选地,在本申请的集成处理方法中处理的酸水也可以包括可再生燃料生产工艺中的其他酸水。
在一些实施方案中,来自冷分离器的冷分离器酸水流、来自脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水流和来自汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水流可以合并成合并酸水流。该合并酸水流的一部分被送到热氧化单元进行热氧化焚烧处理,而剩余部分被送到酸水汽提塔进行汽提处理。可选地,来自冷分离器的冷分离器酸水流、来自脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水流和来自汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水流中的一者或两者送到热氧化单元进行热氧化焚烧处理,而剩余的两者或一者被送到酸水汽提塔进行汽提处理。
在本申请的方法中,送入热氧化单元的酸水占需要处理的全部酸水的比例可以灵活调整。在本申请中,送入热氧化单元的酸水可以是需要处理的全部酸水的大于0%但小于100%。例如可以将至少5%、至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%的酸水,且少于或等于95%、少于或等于90%、少于或等于80%、少于或等于70%、少于或等于60%、少于或等于50%、少于或等于40%、少于或等于30%、少于或等于20%的酸水,送至热氧化装置进行焚烧处理。例如,送入热氧化装置进行焚烧处理的酸水可以是需要处理的全部酸水的5-95%、10-90%、20-90%、30-90%、40-90%、50-90%、20-80%、30-80%、40-80%、50-80%、20-70%、30-70%、40-70%、或50-70%。所述百分比是按体积或重量计。
在一些实施方案中,来自另外工艺的酸水也可以与可再生燃料生产工艺中的酸水一起送至所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。来自另外工艺的酸水可以与可再生燃料生产工艺中的酸水混合在一起然后作为混合酸水进行处理。可选地,来自另外工艺的酸水可以与可再生燃料生产工艺中的酸水分别作为单独的酸水料流进行处理。在一些实施方案中,所述胺酸气可以包括来自共用胺再生器塔顶冷凝器和回流罐的再生器胺酸气。
在一些实施方案中,来自另外工艺的酸气也可以与可再生燃料生产工艺中的酸气一起送至所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。来自另外工艺的酸气可以与可再生燃料生产工艺中的酸气混合在一起然后作为混合酸气送至热氧化焚烧处理单元。可选地,来自另外工艺的酸气可以与可再生燃料生产工艺中的酸气分别作为单独的酸气料流分别流送至热氧化焚烧处理单元。
酸水汽提是酸水处理领域中的已知操作。一般地,常见酸水汽提工艺包括单塔加压侧线抽出汽提、单塔常压无侧线汽提、单塔加压无侧线汽提和双塔加压汽提等等。本申请的酸水汽提可以选择以上所述的酸水汽提工艺,但并不限于以上所述的汽提工艺。本领域技术人员可以根据需要处理的酸水的量、酸水的组成等等选择合适的汽提工艺和操作条件。
在本申请中,酸水汽提后得到的废水的处理是废水处理领域中已知的。所述废水处理中使用的设备和装置是废物处理领域中已知的。本领域技术人员可以根据需要处理的废水的量、组成等等合理地选择所需要的设备和装置,并合适地选择和设置废水处理工艺流程。此外,本领域技术人员可以合理地选择和控制废水处理的操作条件。
热氧化焚烧处理是废物处理领域中已知的。热氧化焚烧处理中使用的设备和装置也是废物处理领域中已知的。本领域技术人员可以根据需要处理的酸气、酸水/废水的量和性质合理地选择所需要的热氧化焚烧处理的设备和装置。此外,本领域技术人员可以合理地选择和控制热氧化焚烧处理的操作条件,包括温度、流速等等,以使热氧化作用能将需要转化的成分转化为所需产物。
在本申请的集成处理方法中,可选地,其他废气和/或废液等也可以送至热氧化装置以进行焚烧处理。实际上,如果所述其它废气和/或废液具有热值,则这些废气和/或废液甚至可以作为热氧化焚烧处理的燃料。
在本申请的集成处理方法中,通过热氧化焚烧处理得到焚烧烟气。如本领域技术人员可以理解的那样,需要对所述焚烧烟气进行处理。所述焚烧烟气可以采用本领域中通常已知的处理操作来进行处理。例如,热氧化焚烧处理得到的焚烧烟气可以经过一个或多个热回收阶段来回收热量。然后焚烧烟气可以经过脱酸、脱硫、脱硝、除尘等处理,直至放空。焚烧烟气处理中的热回收、脱酸、脱硫、脱硝、除尘操作都是本领域中已知的。本领域技术人员可以根据焚烧烟气的量和性质合适地选择热回收、脱酸、脱硫、脱硝、除尘等操作的设备和操作条件。
根据一些实施方案,热氧化单元的入口温度通常在-30至500℃的范围内,压力为-1kPa(g)至3000kPa(g)。出口温度通常在650至1300℃的范围内,压力为-1kPa(g)至50kPa(g)。在热氧化单元中的停留时间通常在0.5至2秒之间。
在本申请中可以使用本领域中已知的任何合适的热氧化单元,包括但不限于绝热热氧化单元。在热氧化单元中,烃被转化为H2O和CO2。来自进料中存在的硫物类(例如H2S)的硫化物被转化为氧化的硫颗粒SOx,包括但不限于SO2和SO3,以及H2O。来自进料中存在的氮结合分子(例如NH3)的氮被转化为氮气(N2)和NOx,包括但不限于NO、NO2。HCl和Cl2(如果存在的话)保持不变。
来自热氧化单元的烟气流主要包含H2O、CO2、N2、O2、SOx(即SO2和SO3)、NOx(即NO和NO2)、HCl、Cl2、二噁英类和呋喃类。
所述烟气随后可以在热氧化单元之后的一个或多个工艺段,包括废热回收段、急冷段、SOx去除段、NOx去除段、除尘段以及二噁英-呋喃类去除段等,中进行处理,最后进行放空。烟气的处理是本领域中已知的。本领域技术人员可以根据烟气的成分合理地选择和组合所需的处理段,以除去各种有害成分,满足放空要求。通常,处理后的烟气基本上由H2O、二氧化碳、氮气和氧气组成。
在本申请中,可以根据送至热氧化装置的胺酸气的量和热值的高低来调节送入热氧化处理单元的酸水的比例,以实现燃料消耗量的最低化甚至不消耗燃料。所述燃料例如是天然气。例如,在本申请的方法中,可以根据送至热氧化装置的胺酸气的量和热值来确定热氧化装置处理的酸水的量,其中所述胺酸气的燃烧能够将送入热氧化装置的酸水汽化并焚烧。根据本申请的一些实施方案,通过调整送入热氧化装置的酸水的比例可以降低附加燃料例如天然气的用量。在一些实施方案中,通过调整送入热氧化装置的酸水的比例可以使得不消耗附加燃料例如天然气(即零天然气用量)。根据一些实施方案,在本申请的方法中,可以根据送至热氧化装置的胺酸气的量和热值来确定热氧化装置处理的酸水的量,使得恰好不消耗附加燃料例如天然气(即零天然气用量)。
如本领域技术人员可以理解的那样,如果送至热氧化装置的胺酸气的量和/或热值高,则可以将较高比例的酸水送入热氧化装置,而不需要消耗额外的燃料。如果送至热氧化装置的胺酸气的量和/或热值低,则可以将较低比例的酸水送入热氧化装置以避免消耗更多的天然气。
在一些实施方案中,本申请的方法还可以包括将可再生原料引入保护床以从可再生原料除去包括碱金属、氧化合物、硫化合物和氮化合物中的一种或多种的污染物;处理可再生原料以从可再生原料除去额外的氧化合物;在加氢异构化和加氢裂化段中在加氢异构化和加氢裂化条件下在氢气存在下使可再生原料与加氢异构化催化剂、加氢裂化催化剂或这两者接触以形成反应流出物;和在冷分离和分馏段中分离和分馏所述反应流出物以形成至少一种可再生燃料。以上这些操作是可再生燃料生产工艺中的常见操作。
在一些实施方案中,分离和分馏所述反应流出物包括:在冷分离器中将反应流出物分离成液态烃流、冷分离器循环酸气流和冷分离器酸水流;将所述液态烃流汽提成汽提塔塔顶流和汽提塔塔底流;在汽提塔接收器中将汽提塔塔顶流分离成汽提塔接收器液体流、汽提塔接收器废气流和汽提塔接收器酸水流;使汽提塔接收器废气流与海绵吸收塔接触,形成海绵吸收塔液体流和贫酸气流;在脱丁烷塔中的将汽提塔接收器液体流和任选地海绵吸收塔液体流分离成脱丁烷塔塔顶流、脱丁烷塔塔底流;在脱丁烷塔接收器中将脱丁烷塔塔顶流分离成酸性液化石油气(LPG)流、脱丁烷塔接收器酸水流和回流物流;和将汽提塔底流分馏成可再生航空煤油流、可再生柴油燃料流和石脑油流中的至少一种;其中所述酸水包括冷分离器酸水流、汽提塔接收器酸水流和脱丁烷塔接收器酸水流中的至少一种。
在一些实施方案中,本申请的方法进一步包括以下中的至少一个:
使贫胺流的第一部分与冷分离器酸再循环气流在再循环气胺接触器中接触以形成富胺流的第一部分,或在变压吸附单元中将来自在冷分离和分馏段中的分离器的酸再循环气流的清洗流分离成再循环氢气流和PSA尾气流,将再循环氢气流与酸再循环气流合并,并且可以将PSA尾气流作为燃料引入进入热氧化系统中;
使贫胺流的第二部分与来自脱丁烷塔接收器的酸性LPG流在脱丁烷塔接收器胺接触器中接触以形成富胺流的第二部分;和
在海绵吸收塔塔顶胺接触器中使贫胺流的第三部分与来自海绵吸收塔的贫酸气流接触以形成富胺流的第三部分;
在共用胺再生器中再生富胺流的第一、第二和第三部分中的至少一个以形成贫胺流和塔顶胺酸气流;
在胺再生器塔顶冷凝器中将塔顶胺酸气流分离成胺酸气流和回流液体流;和
将回流液体流回流到共用胺再生器。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法可以使用来自其他工艺的高热值的废气和/或有机废液作为热氧化焚烧处理所需的燃料。
在一些实施方案中,本申请的集成处理方法可包括对所述酸水的剩余部分进行汽提处理,然后将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理并对汽提后的酸水(也称为废水)进行废水处理。
在一些实施方案中,本申请的方法可包括对全部所述酸水进行汽提处理,然后将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将汽提后的酸水的一部分送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理。在一些实施方案中,本申请的方法包括对汽提后的酸水的剩余部分进行废水处理。
在一些实施方案中,本申请提供了一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理;将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的剩余部分送入酸水汽提塔进行汽提处理以得到酸气和废水,并且将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理并将汽提后得到的废水送至废水处理装置进行废水处理。
在一些实施方案中,本申请提供了一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的全部酸水送入酸水汽提塔进行汽提处理以得到酸气和废水;将汽提得到的酸气和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理;将汽提后得到的废水分成第一废水料流和第二废水料流,将第二废水料流送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理,并且将第一废水料流送至废水处理装置进行废水处理。
在一些实施方案中,本申请提供了一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括在将酸水送入酸水汽提塔进行处理之前,将全部酸水分成第一酸水料流和第二酸水料流;将所述第一酸水料流送至酸水汽提塔进行汽提处理以获得酸气和废水;将汽提得到的酸气和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将汽提后得到的废水分成第三废水料流和第四废水料流;将第四废水料流送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将第三废水料流送至废水处理装置进行废水处理;和将第二酸水料流送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
对于所述废水处理,其可以采用本领域中通常已知的处理方式。本领域技术人员可以合适地选择废水处理的方式以达到所需处理要求。例如,可以把汽提后的酸水送至废水处理厂或废水处理装置进行处理。
在一些实施方案中,如果所述胺酸气不足以提供热氧化焚烧所需要的燃料,则本申请的方法还包括将附加燃料例如天然气用于所述热氧化焚烧处理中。
在一些实施方案中,本申请的方法可以包括将来自其他工艺或单元的废气和/或废液送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,所述酸气还可包含其它工艺或单元的酸气,和/或所述酸水还可包含其它工艺或单元的酸水。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理方法中,热氧化焚烧处理得到的烟气可以通过以下中的一种或多种进行处理:急冷;一热回收;脱酸;除尘;脱硫;脱硝。
对于脱酸处理,可以使用湿法或干法脱酸。
在湿法中,脱酸装置可以为洗涤塔。在一些实施方案中,将含有NaOH的碱性溶液引入洗涤塔。NaOH可与烟气中SOX、HCl和Cl2中的至少一种进行反应,含有Na2SO3、Na2SO4和/或NaCl的水溶液从洗涤塔排出。在一些情况中,还可以同时引入还原剂例如NaHSO4或H2O2以与Cl2进行反应生成HCl,然后再生成NaCl。在一些实施方案中,可以将NH3基溶液引入洗涤塔中。NH3可与SOX反应,生成(NH4)2SO4;Cl2可与NH3反应生成N2和HCl;HCl与NH3反应,生成NH4Cl。若使用NH3基溶液,则无需再使用其他的还原剂。
在干法中,脱酸装置可以为吸附装置。
可将新鲜吸附剂或循环吸附剂(包含NaCl、Na2CO3、NaHCO3、NaHCO3·Na2CO3·2(H2O)、Ca(OH)2、Mg(OH)2、Na2SO4、CaCl2、CaSO4、CaCO3、MgCl2、MgCO3、MgSO4、MgCO3、Na2SO4、NaNO3、Mg(NO3)2中的一种或多种)添加至脱酸装置。例如,脱酸装置可包含上述吸附剂中的一种或多种,从而与SOX、NOX及HCl反应,生成NaCl、Na2CO3、Na2SO4、NaNO3、CaCl2、CaSO4、CaCO3、MgCl2、MgCO3、MgSO4、Mg(NO3)2中的一种或多种。
在一些实施方案中,脱酸装置出口烟气可经过滤以除去可能存在的NaCl、Na2CO3、Na2SO4、NaNO3、CaCl2、CaSO4、CaCO3、MgCl2、MgCO3、MgSO4、Mg(NO3)2中的一种或多种。所述过滤可通过袋式过滤器、陶瓷过滤器和静电除尘器中的一种或几种的组合进行。
在一些实施方案中,本申请的方法包括使用干法工艺对热氧化焚烧处理得到的烟气进行脱酸;优选地,在所述干法脱酸工艺中,使用碳酸氢钠作为中和剂来与酸进行反应。
本申请还提供了用于可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理的系统。
本申请的集成处理系统可用于实施本申请的酸气和酸水集成处理方法,并因此,本申请的集成处理系统可以包括对应于本申请的废物集成处理方法中的各个操作或步骤的装置和单元。
本申请提供了用于可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理的系统,其包括:酸水汽提塔,其与可再生燃料生产工艺的装置流体连接以接收冷分离和分馏段的酸水的至少一部分并进行汽提处理以得到酸气和废水;和热氧化装置,其与可再生燃料生产工艺的装置和酸水汽提塔流体连接以接收以下物流并进行热氧化焚烧处理:来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气;来自所述酸水汽提塔的酸气;和来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和/或来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水经酸水汽提塔处理以后产生的废水的一部分。
在一些实施方案中,本申请的集成处理系统还包括废水处理装置,其与酸水汽提塔流体连接以接收来自酸水汽提塔的废水的至少一部分。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,酸水汽提塔接收来自冷分离和分馏段的第一酸水料流并进行汽提处理以获得酸气和废水;汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理并且汽提后得到的废水被送至废水处理装置进行废水处理;和来自冷分离和分馏段的第二酸水料流被送入所述热氧化装置并进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,酸水汽提塔接收来自冷分离和分馏段的全部酸水并进行汽提处理以获得酸气和废水,汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,汽提后得到的废水被分成第一废水料流和第二废水料流,第二废水料流被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,并且第一废水料流被送至废水处理装置进行废水处理。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,在酸水被送入酸水汽提塔进行处理之前,来自冷分离和分馏段的全部酸水被分成第一酸水料流和第二酸水料流;所述第一酸水料流被送至酸水汽提塔进行汽提处理以获得酸气和废水;汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,汽提后得到的废水被分成第三废水料流和第四废水料流,第四废水料被流送入热氧化装置进行热氧化焚烧处理,并且第三废水料流送被至废水处理装置进行废水处理;和第二酸水料流被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统中,所述热氧化装置接收以下物流并进行热氧化焚烧处理:来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气、来自酸水汽提塔的酸气、以及来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和/或来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水经酸水汽提塔处理以后产生的废水的一部分。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统还包括焚烧尾气处理单元。在一些实施方案中,所述焚烧尾气处理单元可以包括以下中的一个或多个:热回收装置;急冷装置;脱酸装置;脱硫装置;脱硝装置;和除尘装置。
在一些实施方案中,在本申请的集成处理系统包括焚烧尾气处理单元,所述焚烧尾气处理单元包括脱酸装置,所述脱酸装置是干法脱酸装置。在一些实施方案中,在所述干法脱酸装置中,使用碳酸氢钠作为中和剂来与酸进行反应。
酸水汽提塔、废水处理装置和热氧化装置是本领域中已知的。本领域技术人员可以合适地选择酸水汽提塔、废水处理装置和热氧化装置。本领域技术人员可以根据需要处理的酸气和酸水的量和性质容易地、合理地去选择所述酸水汽提塔、废水处理装置和热氧化装置,包括它们的规格、结构、配置等等。
例如,本申请可以使用本领域中已知的酸水汽提塔。例如,所述酸水汽提塔可以用于实施单塔加压侧线抽出汽提、单塔常压无侧线汽提、单塔加压无侧线汽提和双塔加压汽提。这样的酸水汽提塔是本领域中已知的。
例如,本申请可以使用本领域中已知的废水处理装置,所述废水处理装置可以包括但不限于预处理单元、生化处理单元、膜浓缩与蒸发结晶单元、污泥脱水单元等。预处理单元主要包括截留井、粗格栅、污水泵、细格栅、沉沙池、气浮装置和升流式厌氧污泥床反应器(UASB)、中温厌氧反应器等等。升流式厌氧污泥床反应器出水进入生化处理单元,生化处理单元可以采用水解酸化和好氧曝气两级生化结合膜生物反应器(MBR)工艺。从生化处理单元排出的处理后的废水可以被输送至膜浓缩与蒸发结晶单元,经膜浓缩与蒸发结晶处理,产出硫酸钠固体及少量结晶母液。来自生化处理单元的污泥可以送至污泥脱水系统处理,污泥脱水系统可以采用污泥浓缩与叠螺式脱水机,得到的泥饼含水率<80%并被送至外部固体废弃物焚烧处置中心进行焚烧处置。可选的,可将来自生化处理单元的浮选有机废物、生化沼气以及来自膜浓缩与蒸发结晶单元的浓缩母液或其它废物输送至热氧化焚烧装置进行处理。
例如,本申请中的热氧化装置可以是,但不限于,绝热式热氧化炉或非绝热式直接燃烧锅炉。所述热氧化装置可以是自然通风、强制通风或两者的结合。在一些实施方案中,可以使用热氧化炉作为本申请的热氧化装置,热氧化炉的入口温度、压力通常分别为-30℃~500℃及-1 kPa(g)~3000 kPa(g),出口温度、压力通常分别为650℃~1300℃及-1 kPa(g)~50 kPa(g),停留时间为0.2秒~2秒。在一些实施方案中,可以使用直接燃烧式锅炉作为本申请的热氧化装置,此时,出口温度可能会更高,例如,最高可达2100℃。
如上所述,焚烧尾气的处理是本领域中已知的。本领域技术人员可以根据焚烧尾气的量和性质容易地、合理地去选择、配置和组合焚烧尾气处理单元中的各种装置,包括它们的规格、结构、操作条件等等。
下面参照附图来对本申请进行进一步的说明。
图1示意性地显示了现有技术中处理废物的流程。如图1中所示,来自可再生燃料生产工艺的酸气被送至胺处理装置进行处理得到精制燃料气和酸水,酸水被送至酸水汽提塔。来自可再生燃料生产工艺的酸水被送至酸水汽提塔进行汽提。酸水汽提塔汽提得到的酸气被送至硫磺回收装置处理得到低质量的硫磺。酸水汽提后得到的汽提后酸水(废水)被送至废水处理装置进行处理。由图1可以看出,来自可再生燃料生产工艺的酸气和酸水被分开进行处理。
图2示意性地显示现有技术中集成热氧化处理的流程。如图2所示,来自可再生燃料生产工艺的酸气和酸水都被送至热氧化装置进行焚烧处理,焚烧后得到的烟气经过进一步烟气处理后达标排放。由图2 可以看出,废气和酸水被集中进行焚烧处理。
图3示意性地显示根据本申请的一个实施方案的废物处理方法的流程,其中送至热氧化装置的酸水经过汽提处理。如图3中所示,来自可再生燃料生产工艺的酸气被送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理。来自可再生燃料生产工艺的酸水被送至酸水汽提塔进行汽提。汽提得到的酸气被送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理。酸水汽提后得到的汽提后酸水(废水)的一部分被(废水流2#)被送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理,剩余的部分(废水流1#)被送至废水处理装置进行处理。热氧化焚烧处理得到的烟气可以进一步进行处理。由图3可以看出,来自可再生燃料生产工艺的酸气和一部分酸水(经过汽提处理)通过热氧化单元焚烧处理而被集成处理。
图4示意性地显示根据本申请的一个实施方案的废物处理方法的流程,其中送至热氧化单元的酸水未进行酸水汽提处理。如图4中所示,来自可再生燃料生产工艺的酸气被送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理。来自可再生燃料生产工艺的酸水的一部分(酸水流2#)被送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理。剩余部分的酸水(酸水流1#)被送至酸水汽提塔进行汽提。汽提得到的酸气被送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理。酸水汽提后得到的汽提后酸水(废水)被送至废水处理装置进行处理。焚烧处理得到的焚烧尾气可以进一步进行处理。由图4可以看出,酸气和一部分酸水通过热氧化单元焚烧处理而被集成处理。
如图3和图4中所示,任选地,来自其他单元或工艺的废气和废液也可以送至热氧化单元例如焚烧炉进行焚烧处理。
本申请的方法可以简化废物处理流程,降低运行成本。本申请的方法可以实现极大降低的天然气消耗或甚至零消耗。
相比于传统的废物处理方式,本申请的废物处理方法从整体考虑使废物处理流程得到简化和优化,同时使整体费用明显降低。
实施例
以下将结合实施例和附图对本发明的构思及产生的技术效果作进一步说明,以使得本领域技术人员能够充分地了解本发明的目的、特征和效果。本领域技术人员不难理解,此处的实施例仅仅用于示例目的,本发明的范围并不局限于此。
对比实施例
本对比实施例涉及可再生燃料生产工艺的酸气和酸水的处理。酸气来自于可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸气,和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气。酸水包含冷分离和分馏段中的冷分离器的冷分离器酸水、冷分离和分馏段中的脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水、和冷分离和分馏段中的汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水。所述酸气及酸水的流量及组成分别如表1所示。
将表1全部的酸气和酸水直接送至热氧化焚烧装置进行焚烧,炉膛温度为1200℃,停留时间约2秒。为了维持炉膛温度,需要额外补充天然气176 Nm3/h。
将热氧化焚烧装置出口烟气经选择性非催化还原进行处理,需喷入氨气,停留时间为0.2秒。将经选择性非催化还原处理之后的烟气经废热锅炉进行热量回收,生成20巴(g)饱和蒸汽。经废热锅炉回收热量质量的烟气温度和压力分别为240℃和15 kPa(g)。
将经废热回收之后的烟气经过急冷,急冷装置所用的急冷介质是空气,经急冷之后的烟气温度、压力分别为200℃和10 kPa(g)。
将经急冷后的烟气经SOX洗涤塔进行洗涤以脱除烟气中的SOX、HCl和Cl2,SOX洗涤塔使用20 wt% NaOH水溶液作为碱洗液。经SOX洗涤塔洗涤后的烟气温度、压力分别为45℃和-4 kPa(g),其中主要含有H2O、CO2、N2、O2、NOX、二噁英和/或呋喃。
将经SOX洗涤塔洗涤后的烟气经NOX处理装置以脱除烟气中的NOX,NOX处理装置为选择性还原装置,需引入NH3作为还原剂。烟气出口温度和压力分别为150℃和-10 kPa(g)。NOX处理装置出口烟气中主要含有H2O、CO2、N2、O2、二噁英和呋喃。
将经NOX处理装置处理后的烟气经二噁英-呋喃处理装置处理,所用的催化剂为TiO2、WO3和V2O5混合金属氧化物,生成痕量的CO2、H2O、HCl和Cl2。二噁英-呋喃处理装置烟气出口温度、压力通常为200℃及30 kPa(g)。二噁英-呋喃处理装置出口烟气中主要含有H2O、CO2、N2、O2、HCl和Cl2中的一种或几种,可以满足达标排放的要求。
发明实施例
本对比实施例涉及可再生燃料生产工艺的酸气和酸水的处理。酸气来自于可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸气,和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气。酸水包含冷分离和分馏段中的冷分离器的冷分离器酸水、冷分离和分馏段中的脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水、和冷分离和分馏段中的汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水。酸气及酸水的流量及组成分别如表1所示。
将表1全部的酸气直接送至热氧化焚烧装置进行焚烧,酸水首先送至酸水汽提塔进行汽提,汽提后得到的酸气中含有少量的氨和CO2,该汽提得到的酸气被送至热氧化焚烧装置进行焚烧处理。气提后的酸水的80wt%送至热氧化装置进行焚烧处理,剩余20wt%送至废水处理装置进行处理。热氧化炉炉膛温度为1200℃,停留时间约2秒。炉膛温度可以依靠酸气的热值维持,不需要额外补充天然气。
将热氧化焚烧装置出口烟气经选择性非催化还原进行处理,需喷入氨气,停留时间为0.2秒。将经选择性非催化还原处理之后的烟气经废热锅炉进行热量回收,生成20巴(g)饱和蒸汽。经废热锅炉回收热量质量的烟气温度和压力分别为240℃和15 kPa(g)。
将经废热回收之后的烟气经过急冷,急冷装置所用的急冷介质是空气,经急冷之后的烟气温度、压力分别为200℃和10 kPa(g)。
将经急冷后的烟气经SOX洗涤塔进行洗涤以脱除烟气中的SOX、HCl和Cl2,SOX洗涤塔使用20 wt% NaOH水溶液作为碱洗液。经SOX洗涤塔洗涤后的烟气温度、压力分别为45℃和-4 kPa(g),其中主要含有H2O、CO2、N2、O2、NOX、二噁英和/或呋喃。
将经SOX洗涤塔洗涤后的烟气经NOX处理装置以脱除烟气中的NOX,NOX处理装置为选择性还原装置,需引入NH3作为还原剂。烟气出口温度和压力分别为150℃和-10 kPa(g)。NOX处理装置出口烟气中主要含有H2O、CO2、N2、O2、二噁英和呋喃。
将经NOX处理装置处理后的烟气经二噁英-呋喃处理装置处理,所用的催化剂为TiO2、WO3和V2O5混合金属氧化物,生成痕量的CO2、H2O、HCl和Cl2。二噁英-呋喃处理装置烟气出口温度、压力通常为200℃及30 kPa(g)。二噁英-呋喃处理装置出口烟气中主要含有H2O、CO2、N2、O2、HCl和Cl2中的一种或几种,可以满足达标排放的要求。
与对比实施例相比,发明实施例因将可再生燃料生产装置酸水经酸水汽提塔进行汽提,将80wt%酸水汽提塔废水及全部的酸水汽提塔酸气送至热氧化焚烧装置进行焚烧,并将剩余的20wt%的酸水汽提塔废水送至废水处理装置进行处理,使得热氧化焚烧装置不需要额外补充天然气。因此,降低了可再生燃料生产工艺废物处理的操作费用。
另外,与对比实施例相比,发明实施例中的热氧化焚烧装置及下游的烟气处理装置的负荷也降低了10%。因此,降低了废物处理的投资费用。
除非另外限定,本文所使用的所有技术和科学术语具有本发明所属领域技术人员通常理解的相同意义。当本说明书中术语的定义与本发明所属领域技术人员通常理解的意义有矛盾时,以本文中所述的定义为准。
本申请中针对各个实施方案和各个特征的描述在相互不矛盾的情况下可以相互结合,并且都落入本申请请求保护的范围。
除了在实施例或另有指明外,在本申请说明书和权利要求书中,表示数量、百分比等的所有的数字被理解为在所有情况下被术语“约”修饰。
本申请说明书中所述的“包含”和“包括”涵盖还包含或包括未明确提及的其它要素的情形以及由所提及的要素组成的情形。
虽然已经展现和讨论了本发明的一些方面,但是本领域内的技术人员应该意识到,可以在不背离本发明原理和精神的条件下对上述方面进行改变,因此本发明的范围将由权利要求以及等同的内容所限定。
Claims (21)
1.一种可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理方法,其包括:
将来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
2.根据权利要求1-2中任一项所述的方法,其中将所述酸水的剩余部分送入酸水汽提塔进行汽提处理以得到酸气和废水;将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理并将汽提后得到的废水送至废水处理装置进行废水处理。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法,其中将全部酸水送入酸水汽提塔进行汽提处理以得到酸气和废水;将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将汽提后得到的废水分成第一废水料流和第二废水料流,将第二废水料流送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理,并且将第一废水料流送至废水处理装置进行废水处理。
4.根据权利要求1-2中任一项所述的方法,其中在将酸水送入酸水汽提塔进行处理之前,将全部酸水分成第一酸水料流和第二酸水料流;将所述第一酸水料流送至酸水汽提塔进行汽提处理以获得酸气和废水;将汽提得到的酸气送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理,将汽提后得到的废水分成第三废水料流和第四废水料流,将第四废水料流送入热氧化单元进行热氧化焚烧处理,并且将第三废水料流送至废水处理装置进行废水处理;和将第二酸水料流送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中所述胺酸气在所述热氧化单元中进行热氧化焚烧处理之前未在硫回收单元中进行处理。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法,其中所述酸水包括来自所述冷分离和分馏段中的冷分离器的冷分离器酸水、来自所述冷分离和分馏段中的脱丁烷塔接收器的脱丁烷塔接收器酸水、和来自所述冷分离和分馏段中的汽提塔接收器的汽提塔接收器酸水中的至少一种,和/或所述胺酸气包括来自共用胺再生器塔顶冷凝器和回流罐的再生器胺酸气。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其还包括:
将可再生原料引入保护床以从可再生原料除去包括碱金属、氧化合物、硫化合物和氮化合物中的一种或多种的污染物;
处理可再生原料以从可再生原料除去额外的氧化合物;
在加氢异构化和加氢裂化段中在加氢异构化和加氢裂化条件下在氢气存在下使可再生原料与加氢异构化催化剂、加氢裂化催化剂或这两者接触以形成反应流出物;和
在冷分离和分馏段中分离和分馏所述反应流出物以形成至少一种可再生燃料。
8.根据权利要求7所述的方法,其中分离和分馏所述反应流出物包括:
在冷分离器中将反应流出物分离成液态烃流、冷分离器再循环酸气流和冷分离器酸水流;
将所述液态烃流汽提成汽提塔塔顶流和汽提塔塔底流;
在汽提塔接收器中将汽提塔塔顶流分离成汽提塔接收器液体流、汽提塔接收器废气流和汽提塔接收器酸水流;
使汽提塔接收器废气流与海绵吸收塔接触,形成海绵吸收塔液体流和贫酸气流;
在脱丁烷塔中将汽提塔接收器液体流和任选地海绵吸收塔液体流分离成脱丁烷塔塔顶流、脱丁烷塔塔底流;
在脱丁烷塔接收器中将脱丁烷塔塔顶流分离成酸性液化石油气(LPG)流、脱丁烷塔接收器酸水流和回流物流;和
将汽提塔塔底流分馏成可再生航空煤油流、可再生柴油燃料流和石脑油流中的至少一种;
其中所述酸水包括冷分离器酸水流、汽提塔接收器酸水流和脱丁烷塔接收器酸水流中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的方法,进一步包括以下至少之一:
使贫胺流的第一部分与冷分离器酸性循环气流在再循环气胺接触器中接触以形成富胺流的第一部分,或在变压吸附(PSA)单元中将来自冷分离和分馏段中的分离器的酸再循环气流的清洗流分离成再循环氢气流和PSA尾气流,将再循环氢气流与酸再循环气流合并,并且将PSA尾气流作为燃料引入热氧化单元中;
使贫胺流的第二部分与来自脱丁烷塔接收器的酸性LPG流在脱丁烷塔接收器胺接触器中接触以形成富胺流的第二部分;和
在海绵吸收塔塔顶胺接触器中使贫胺流的第三部分与来自海绵吸收塔的贫酸气流接触以形成富胺流的第三部分;
在共用胺再生器中再生富胺流的第一、第二和第三部分中的至少一个以形成贫胺流和塔顶胺酸气流;
在胺再生器塔顶冷凝器中将塔顶胺酸气流分离成胺酸气流和回流液体流;和
将回流液体流回流到共用胺再生器。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法,其中将附加燃料例如天然气用于所述热氧化焚烧处理中,和/或将来自其他工艺或装置的有机废液作为燃料用于所述热氧化焚烧处理中。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法,其中热氧化焚烧处理得到的尾气通过以下中的一种或多种进行处理:脱酸;急冷;热回收;除尘;脱硫;脱硝。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的方法,其中使用干法工艺对热氧化焚烧处理得到的尾气进行脱酸;优选地,在所述干法脱酸工艺中,使用碳酸氢钠作为中和剂来与酸进行反应。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的方法,其中将来自其他工艺或单元的废气和/或废液送入所述热氧化单元进行热氧化焚烧处理。
14.根据权利要求1-13任一项所述的方法,其中所述酸气还包含其它工艺或单元的酸气,所述酸水还包含其它工艺或单元的酸水,和/或所述有机废液还包含其它工艺或单元的有机废液。
15.一种用于可再生燃料生产工艺中的酸气和酸水的集成处理的系统,其包括:
酸水汽提塔,其与可再生燃料生产工艺的装置流体连接以接收冷分离和分馏段的酸水的至少一部分并进行汽提处理以得到酸气和废水;和
热氧化装置,其与可再生燃料生产工艺的装置和酸水汽提塔流体连接以接收以下物流并进行热氧化焚烧处理:
来自可再生燃料生产工艺中的酸气处理段的胺酸气;
来自所述酸水汽提塔的酸气;和
来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水的一部分和/或来自可再生燃料生产工艺中的冷分离和分馏段的酸水经酸水汽提塔处理以后产生的废水的一部分。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述系统还包括废水处理装置,其与酸水汽提塔流体连接以接收来自酸水汽提塔的废水的至少一部分。
17.根据权利要求15或16所述的系统,其中所述酸水汽提塔接收来自冷分离和分馏段的第一酸水料流并进行汽提处理以获得酸气和废水;汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理并且汽提后得到的废水被送至废水处理装置进行废水处理;和来自冷分离和分馏段的第二酸水料流被送入所述热氧化装置并进行热氧化焚烧处理。
18.根据权利要求15或16所述的系统,其中所述酸水汽提塔接收来自冷分离和分馏段的全部酸水并进行汽提处理以获得酸气和废水,汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,汽提后得到的废水被分成第一废水料流和第二废水料流,第二废水料流被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,并且第一废水料流被送至废水处理装置进行废水处理。
19.根据权利要求15或16所述的系统,其中在酸水被送入酸水汽提塔进行处理之前,来自冷分离和分馏段的全部酸水被分成第一酸水料流和第二酸水料流;所述第一酸水料流被送至酸水汽提塔进行汽提处理以获得酸气和废水;汽提得到的酸气被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理,汽提后得到的废水被分成第三废水料流和第四废水料流,第四废水料被流送入热氧化装置进行热氧化焚烧处理,并且第三废水料流送被至废水处理装置进行废水处理;和第二酸水料流被送入所述热氧化装置进行热氧化焚烧处理。
20.根据权利要求15-19中任一项所述的系统,其中所述系统还包括焚烧尾气处理单元;优选地,所述焚烧尾气处理单元包括以下中的一个或多个:热回收装置;急冷装置;脱酸装置;脱硫装置;脱硝装置;和除尘装置。
21.根据权利要求19所述的系统,其特征在于,所述脱酸装置是干法脱酸装置;更优选地,在所述干法脱酸装置中,使用碳酸氢钠作为中和剂来与酸进行反应。
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