CN216557752U

CN216557752U - 一种甲醇洗热再生塔能量回收系统

Info

Publication number: CN216557752U
Application number: CN202120688753.1U
Authority: CN
Inventors: 孟雪; 张蒙恩; 黄跃; 李宝庆; 曹真真; 郭祥辉; 付浩; 王东芬
Original assignee: Henan Xinlianxin Chemicals Group Co Ltd
Current assignee: Henan Xinlianxin Chemicals Group Co Ltd
Priority date: 2021-04-02
Filing date: 2021-04-02
Publication date: 2022-05-17
Anticipated expiration: 2031-04-02

Abstract

本实用新型属于一种甲醇洗热再生塔能量回收系统；包括与富甲醇溶液管道相连的热再生塔，热再生塔通过热量回收装置与回流罐相连，回流罐的底部液相出口与甲醇回流液管道相连；热量回收装置包括旁路调节单元、余热制冷单元和/或余热发电单元；回流罐的顶部气相出口通过酸性气冷凝器的壳程与硫回收装置相连；酸性气冷凝器的管程出口通过第一冷冻水管道与第二蒸发器的管程进口相连，第二蒸发器的管程出口通过第二冷冻水管道与酸性气冷凝器的管程进口相连；具有能够使系统平稳运行的前提下对热量进行有效回收，并且能够根据工况以及企业的实际需求实现对热量的灵活回收、同时达到降低能耗以及改善酸性气冷却效果的优点。

Description

一种甲醇洗热再生塔能量回收系统

技术领域

本实用新型属于气体净化技术领域，具体为一种甲醇洗热再生塔能量回收系统。

背景技术

低温甲醇洗流程中，氮气气提后的富甲醇经增压和加热后送入热再生塔，经甲醇蒸汽加热气提再生后，硫化物和残余CO₂随甲醇蒸汽由塔顶排出。按照常规工艺流程，热再生塔顶部的甲醇蒸汽通过冷却水冷却后进入回流罐，在回流罐内部分甲醇冷凝分离下来，作为回流液，而酸性气体经多级冷却分离后送至硫回收。由此可见，热再生塔塔顶甲醇蒸汽的热量不仅未经回收，而且增加了公用工程的消耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种结构简单、设计合理、能够实现使系统平稳运行的前提下对热量进行有效回收，并且能够根据工况以及企业的实际需求实现对热量的灵活回收、同时达到降低能耗以及改善酸性气冷却效果的甲醇洗热再生塔能量回收系统。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，包括与富甲醇溶液管道相连的热再生塔，所述热再生塔通过热量回收装置与回流罐相连，回流罐的底部液相出口与甲醇回流液管道相连；所述热量回收装置包括旁路调节单元、余热制冷单元和/或余热发电单元；所述回流罐的顶部气相出口通过酸性气冷凝器的壳程与硫回收装置相连；所述酸性气冷凝器的管程出口通过第一冷冻水管道与第二蒸发器的管程进口相连，第二蒸发器的管程出口通过第二冷冻水管道与酸性气冷凝器的管程进口相连。

优选的，所述旁路调节单元包括第三冷凝器，第三冷凝器的管程进口通过第三流量调节阀与热再生塔相连，第三冷凝器的管程出口与回流罐相连；第三冷凝器的壳程进口与第一冷却水上水管道相连，第三冷凝器的壳程出口与第一冷却水回水管道相连。

优选的，所述余热制冷单元包括发生器，发生器的管程进口通过第二流量调节阀与热再生塔相连，发生器的管程出口与回流罐相连；发生器的壳程气相出口依次通过第二冷凝器的壳程和第二蒸发器的壳程与吸收器的壳程第一进口相连，吸收器的壳程出口通过提压泵与热交换器的壳程与发生器的壳程进口相连。

优选的，所述发生器的壳程液相出口通过热交换器的管程与吸收器的壳程第二进口相连。

优选的，所述吸收器的管程进口与第二冷却水上水管道相连，吸收器的管程出口通过第二冷凝器的管程与第二冷却水回水管道相连。

优选的，所述余热发电单元包括第一蒸发器，第一蒸发器的管程进口通过第一流量调节阀与热再生塔相连，第一蒸发器的管程出口与回流罐相连；第一蒸发器的壳程出口通过膨胀机、第一冷凝器的管程和工质增压泵与第一蒸发器的壳程进口相连。

优选的，所述膨胀机的机械端与负载单元相连，负载单元为泵、压缩机或发电机之一。

优选的，所述第一冷凝器的壳程进口与第三冷却水上水管道相连，第一冷凝器的壳程壳程出口与第三冷却水回水管道相连。

优选的，所述热再生塔的底部液相出口上设有带三通的甲醇外排管道，三通的第三端和热再生塔的回流口之间设有外置再沸器。

优选的，所述热再生塔和热量回收装置之间设有总切断阀；总切断阀分别通过管道与第一流量调节阀、第二流量调节阀和第三流量调节阀相连。

按照上述方案制成的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，通过设置能够回收单元，能够实现稳定系统以及对甲醇蒸汽中热量进行有效回收的目的，进一步的通过设置旁路调节单元、余热制冷单元、余热发电单元能够实现在稳定系统的前提下灵活回收热能的特点，该灵活回收包括了在工况或根据实际生产需要实现余热制冷、余热发电或同时实现余热制冷及发电的目的，进一步的达到降低公共能源消耗以及提高酸性气冷却效果的特点；具有结构简单、设计合理、能够实现使系统平稳运行的前提下对热量进行有效回收，并且能够根据工况以及企业的实际需求实现对热量的灵活回收、同时达到降低能耗以及改善酸性气冷却效果的优点。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图。

上图中：

1、热再生塔；2、外置再沸器；3、总切断阀；4、第一流量调节阀；5、第二流量调节阀；6、第一蒸发器；7、膨胀机；8、第一冷凝器；9、工质增压泵；10、发生器；11、热交换器；12、回流罐；13、吸收器；14、提压泵；15、第二冷凝器；16、第二蒸发器；17、酸性气冷凝器；18、负载单元；19、第三流量调节阀；20、第三冷凝器；21、甲醇回流液管道；22、硫回收装置；23、第一冷冻水管道；24、第二冷冻水管道；25、第一冷却水上水管道；26、第一冷却水回水管道；27、第二冷却水上水管道；28、第二冷却水回水管道；29、第三冷却水上水管道；30、第三冷却水回水管道；31、壳程第一进口；32、壳程第二进口；33、甲醇外排管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参看图1：本实用新型为一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，包括与富甲醇溶液管道相连的热再生塔1，所述热再生塔1通过热量回收装置与回流罐12相连，回流罐12的底部液相出口与甲醇回流液管道21相连；所述热量回收装置包括旁路调节单元、余热制冷单元和/或余热发电单元；所述回流罐12的顶部气相出口通过酸性气冷凝器17的壳程与硫回收装置22相连；所述酸性气冷凝器17的管程出口通过第一冷冻水管道23与第二蒸发器16的管程进口相连，第二蒸发器16的管程出口通过第二冷冻水管道24与酸性气冷凝器17的管程进口相连。本实用新型通过设置热量回收装置中的旁路调节单元能够实现稳定系统运行，通过设置热量回收装置中的余热制冷单元和/或余热发电单元能够实现对甲醇蒸汽中的热能进行有效灵活的回收，其不仅能够根据工况还能够根据企业的实际需电、需提高酸性气冷凝器17的制冷效果以及需热水的要求进行灵活调整，以达到在降低公共能源消耗的基础上有效回收热能的目的。

进一步地，所述旁路调节单元包括第三冷凝器20，第三冷凝器20的管程进口通过第三流量调节阀19与热再生塔1相连，第三冷凝器20的管程出口与回流罐12相连；第三冷凝器20的壳程进口与第一冷却水上水管道25相连，第三冷凝器20的壳程出口与第一冷却水回水管道26相连。通过上述设置能够使实现稳流稳压的目的，在保证系统能够实现稳定运行的前提下，使余热制冷单元和/或余热发电单元对热能进行有效的回收利用。

进一步地，所述余热制冷单元包括发生器10，发生器10的管程进口通过第二流量调节阀5与热再生塔1相连，发生器10的管程出口与回流罐12相连；发生器10的壳程气相出口依次通过第二冷凝器15的壳程和第二蒸发器16的壳程与吸收器13的壳程第一进口31相连，吸收器13的壳程出口通过提压泵14与热交换器11的壳程与发生器10的壳程进口相连。通过余热制冷单元的设置并结合酸性气冷凝器17，能够实现在对热能进行有效回收的同时进一步降低酸性气冷凝器17壳程内酸性气的温度，以达到提高酸性气冷却效果的目的。

进一步地，所述发生器10的壳程液相出口通过热交换器11的管程与吸收器13的壳程第二进口32相连，本实用新型中所述的发生器10的壳程内为浓度较低的富溶液，其在发生器10的壳程与发生器10管程内的甲醇蒸汽进行换热，换热过程中浓度较低的富溶液被加热至沸腾状态；贫液通过发生器10的壳程液相出口通过热交换器11的管程和吸收器13的壳程第二进口32进入吸收器13的壳程内；沸腾状态过程中分离出的大量气体通过发生器10的壳程气相出口进入第二冷凝器15的壳程内冷凝成为液相，然后液相进入第二蒸发器16的壳程内扩散蒸发产生制冷效果，最后通过吸收器13的壳程第一进口31进入到吸收器13的壳程内被上述贫液吸收成为富溶液循环使用。上述过程中能够实现为酸性气冷凝器17提高制冷效果的目的。

进一步地，所述吸收器13的管程进口与第二冷却水上水管道27相连，吸收器13的管程出口通过第二冷凝器15的管程与第二冷却水回水管道28相连。同时本实用新型能够中所述的第二冷却水上水管道27的冷却水通过收器13的管程以及第二冷凝器15的管程制备成为热水，以达到热水循环利用的目的。

进一步地，所述余热发电单元包括第一蒸发器6，第一蒸发器6的管程进口通过第一流量调节阀4与热再生塔1相连，第一蒸发器6的管程出口与回流罐12相连；第一蒸发器6的壳程出口通过膨胀机7、第一冷凝器8的管程和工质增压泵9与第一蒸发器6的壳程进口相连。所述膨胀机7的机械端与负载单元18相连，负载单元18为泵、压缩机或发电机之一。所述第一冷凝器8的壳程进口与第三冷却水上水管道29相连，第一冷凝器8的壳程壳程出口与第三冷却水回水管道30相连。比往年实用新型除了使用余热制冷以及产生热水外，还能够通过膨胀机7实现产生动力或使用该动力发电，以达到对余热的用途进行灵活调整的目的。

进一步地，所述热再生塔1的底部液相出口上设有带三通的甲醇外排管道33，三通的第三端和热再生塔1的回流口之间设有外置再沸器2。

进一步地，所述热再生塔1和热量回收装置之间设有总切断阀3；总切断阀3分别通过管道与第一流量调节阀4、第二流量调节阀5和第三流量调节阀19相连。

本实用新型的工作原理包括如下步骤：富硫甲醇进入热再生塔1后，在塔内进行再生提纯，其中再生后的甲醇由塔釜排出，热再生塔1塔釜出口外送管道上连接外置再沸器2，为热再生塔的传质传热分离提供热量；富含硫化氢的酸性气通过热再生塔塔顶排出；热再生塔1塔顶气相出口与出口管道的总切断阀3相连，总切断阀3通过第一流量调节阀4、第二流量调节阀5和第三流量调节阀19分别与余热发电系统、余热制冷系统及旁路调节系统的进口相连接。具体操作时可根据工况以及企业的实际需求对各流量调节阀的启闭进行调整；通过第一流量调节阀4进入第一蒸发器6与低沸点的有机工质进行热交换，有机工质温度升高进而气化，气化后的有机工质通过膨胀机7回收余热并负载单元18实现热能向动能或电能的转化，做功后的有机工质压力降低，进入第一冷凝器8后通过工质增压泵9加压后再次进入第一蒸发器6内进行换热，实现循环利用的目的；通过第二流量调节阀5进入余热制冷系统的酸性气，进入发生器10用于加热浓度较低的溶液，使溶液中的水蒸发出来，溶液则被浓缩，浓溶液通过热交换器11进入吸收器13中，蒸发出的水则进入第二冷凝器15凝结成冷剂水，冷剂水进入第二蒸发器16蒸发吸热制取冷量，然后被吸收器13中的溶液所吸收；通过第三流量调节阀19进入旁路调节系统的酸性气，进入冷凝器三20冷凝后进入回流罐12；同时酸性气经过第一蒸发器6和发生器10冷凝后也进入回流罐12中；回流罐12一般保持500～1000mm的液位，以达到保持系统压力状态的目的，当高于上述液位时通过甲醇回流液管道21进入后续甲醇回收系统中，当不高于上述液位时停止甲醇回流液外排；回流罐12的顶部的酸性气持续进入酸性气冷凝器17中进行冷凝，冷凝后的液相回流，气相进入硫回收装置22内进行硫回收；上述硫回收装置22和甲醇回收系统均为现有技术，且不是该系统要求保护的重点，因此不再赘述。本实用新型针对从热再生塔能量本身进行分析，将其能量进行多种形式利用，即采用膨胀机和余热制冷进行回收利用，上述当时能够提高热再生塔顶酸性气的能量回收水平、降低了能耗，同时改善了酸性气冷却效果，进一步降低公用工程的消耗。根据甲醇洗装置生产能力的不同，能量回收的水平有所区别。针对处理气量为28～30万Nm³/h的甲醇洗系统，每小时回收能量约210～240KWh。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，包括与富甲醇溶液管道相连的热再生塔（1），其特征在于，所述热再生塔（1）通过热量回收装置与回流罐（12）相连，回流罐（12）的底部液相出口与甲醇回流液管道（21）相连；

所述热量回收装置包括旁路调节单元、余热制冷单元和/或余热发电单元；

所述回流罐（12）的顶部气相出口通过酸性气冷凝器（17）的壳程与硫回收装置（22）相连；

所述酸性气冷凝器（17）的管程出口通过第一冷冻水管道（23）与第二蒸发器（16）的管程进口相连，第二蒸发器（16）的管程出口通过第二冷冻水管道（24）与酸性气冷凝器（17）的管程进口相连。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述旁路调节单元包括第三冷凝器（20），第三冷凝器（20）的管程进口通过第三流量调节阀（19）与热再生塔（1）相连，第三冷凝器（20）的管程出口与回流罐（12）相连；

第三冷凝器（20）的壳程进口与第一冷却水上水管道（25）相连，第三冷凝器（20）的壳程出口与第一冷却水回水管道（26）相连。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述余热制冷单元包括发生器（10），发生器（10）的管程进口通过第二流量调节阀（5）与热再生塔（1）相连，发生器（10）的管程出口与回流罐（12）相连；

发生器（10）的壳程气相出口依次通过第二冷凝器（15）的壳程和第二蒸发器（16）的壳程与吸收器（13）的壳程第一进口（31）相连，吸收器（13）的壳程出口通过提压泵（14）与热交换器（11）的壳程与发生器（10）的壳程进口相连。

4.根据权利要求3所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述发生器（10）的壳程液相出口通过热交换器（11）的管程与吸收器（13）的壳程第二进口（32）相连。

5.根据权利要求3或4所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述吸收器（13）的管程进口与第二冷却水上水管道（27）相连，吸收器（13）的管程出口通过第二冷凝器（15）的管程与第二冷却水回水管道（28）相连。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述余热发电单元包括第一蒸发器（6），第一蒸发器（6）的管程进口通过第一流量调节阀（4）与热再生塔（1）相连，第一蒸发器（6）的管程出口与回流罐（12）相连；

第一蒸发器（6）的壳程出口通过膨胀机（7）、第一冷凝器（8）的管程和工质增压泵（9）与第一蒸发器（6）的壳程进口相连。

7.根据权利要求6所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述膨胀机（7）的机械端与负载单元（18）相连，负载单元（18）为泵、压缩机或发电机之一。

8.根据权利要求6所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述第一冷凝器（8）的壳程进口与第三冷却水上水管道（29）相连，第一冷凝器（8）的壳程壳程出口与第三冷却水回水管道（30）相连。

9.根据权利要求1所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述热再生塔（1）的底部液相出口上设有带三通的甲醇外排管道（33），三通的第三端和热再生塔（1）的回流口之间设有外置再沸器（2）。

10.根据权利要求1所述的一种甲醇洗热再生塔能量回收系统，其特征在于：所述热再生塔（1）和热量回收装置之间设有总切断阀（3）；总切断阀（3）分别通过管道与第一流量调节阀（4）、第二流量调节阀（5）和第三流量调节阀（19）相连。