脫硫裝置貧富液換熱流程的改造

俞 歡

（南京金凌石化工程設計有限公司，江蘇南京 210042）

脫硫裝置貧富液換熱流程的改造

俞 歡

（南京金凌石化工程設計有限公司，江蘇南京 210042）

通過對比現有同類脫硫裝置再生單元的貧富液換熱流程，發現采用二級換熱流程的富液入塔溫度比一級換熱后的富液入塔溫度高10℃，而蒸汽耗量下降了1.01t/h，循環水耗量減少了73t/h。經過工藝改造實施后，采用二級換熱流程對降低脫硫裝置能耗和提高酸性氣收率都是十分有意義的。

脫硫裝置；貧富液；二級換熱流程

某脫硫裝置再生單元現有的貧富液（MDEA）換熱器采用的是一級換熱工藝流程。吸收塔底45℃的富液與再生塔底125℃的貧液進行換熱，將富液溫度升至95℃經閃蒸罐進入再生塔（T403），現有的貧富液換熱器（H401/1，2）與（H402/1，2）互為備用。改造前采用一級換熱流程，見圖1。

圖1 改造前貧富液一級換熱流程

通過對比同類裝置生產數據發現，二級換熱流程的能耗低于一級換熱。對比數據如下表1：

表1 同類脫硫裝置貧富液換熱流程對比數據

通過以上對比發現：二級換熱后的富液入塔溫度比一級換熱后的富液入塔溫度高10℃，而蒸汽耗量下降了1.01t/h，循環水耗量減少了73t/h。若能將脫硫裝置再生單元貧富液換熱改為二級換熱，對降低脫硫裝置能耗和提高酸性氣收率都是十分有意義的。高酸氣負荷不僅會嚴重腐蝕生產設備和輸送管線，同時還會導致胺液在酸氣吸收過程中迅速降解，使得溶液品質急劇惡化[1]。

1 工藝改造方案

本項目擬利用現有的貧富液換熱器（H402/1，2）移至溶劑閃蒸罐（R412）后作為一級換熱，現在運行的貧富液換熱器（H401/1，2）作為二級換熱。改造后的流程為：富液自干氣脫硫塔（T401/T402）底來首先進入貧富液換熱器（H401/1，2）的管程，富液溫度由45℃升至75℃，然后進入溶劑閃蒸罐R412），閃蒸后再進入貧富液換熱器（H402/1，2）的管程，換熱后溫度升至105℃左右，最終進入再生塔；貧液自液位調節閥LV-407后，首先進入貧富液換熱器（H402/1，2）的殼程，貧液溫度由125℃降至95℃，接著進入貧富液換熱器（H401/1，2）的殼程，換熱后溫度約為65℃，分兩股分別進入溶劑冷卻器（L401/1，2）和溶劑冷卻器（L402/1，2）的殼程。改造后采用二級換熱流程，見圖2。

圖2 改造后貧富液二級換熱流程

2 設計內容

通過工藝模擬軟件PROII核算換熱器，為了方便計算，取貧富液的組成相同，且均為30%（w）MDEA溶液[2]。一般來說，在決定換熱終溫時，都不希望出現溫度交叉現象，即不希望冷流的出口溫度高于熱流的出口溫度，否則會出現反傳熱現象。解決逆向傳熱的方法之一是采用多臺換熱器串聯[3]。本次采用二級換熱流程，以及H401/1與H401/2疊放串聯，H402/1與H402/2疊放串聯實現了貧富液換熱的終溫交叉現象。本次流程改造無需新增設備，可以利舊原有的貧富液換熱器，見表2。

表2 利舊換熱器參數

因此，僅需拆除改造管線，更新和新增溫度變送和溫度計即可實現二級換熱流程的改造，具體設計內容如下：

（1）拆除富液自干氣脫硫塔（T401/T402）底來至貧富液換熱器（H402/1，2）管程的管線，改由溶劑閃蒸罐液位調節閥后管線接至貧富液換熱器（H402/1，2）管程入口，并斷開調節閥后進再生塔（T403）的管線。

（2）拆除富液自貧富液換熱器（H402/1，2）管程出口至溶劑閃蒸罐（R412）的管線，改至再生塔（T403），并增加貧富液換熱器（H402/1，2）管程進出口的跨線。

（3）拆除貧液自再生塔（T403）底來至富液換熱器（H401/1，2）殼程入口的管線，改由富液換熱器（H402/1，2）殼程出口來，接至富液換熱器（H401/1，2）殼程入口，并增加貧富液換熱器（H401/1，2）殼程進出口的跨線。

（4）拆除貧液自富液換熱器（H402/1，2）殼程出口至溶劑冷卻器（L402/1，2）殼程入口的管線，改由富液換熱器（H401/1，2）殼程出口至溶劑冷卻器（L401/1，2）殼程入口的管線上引一根DN200的管線至L402/1，2，并增加貧富液換熱器（H402/1，2）殼程進出口的跨線。

（5）更新貧富液換熱器（H402/1）管程入口現場溫度計各1個和貧富液換熱器（H402/2）管程出口溫度變送計1個，溶劑冷卻器（L401/2）和溶劑冷卻器（L402/2）殼程入口新增現場溫度計1臺。

3 總結

工藝流程改進實施后，一是能夠減少蒸汽、循環水耗量；二是將進入溶劑閃蒸罐富液的溫度由95℃降低至75℃，使得閃蒸汽中的H2S含量減少，這樣不僅減少了閃蒸汽中含有的H2S排入瓦斯管線帶來的腐蝕，而且提高了酸性氣的收率。

[1] 范崢，李穩宏，劉艷軍，等.天然氣脫硫系統關鍵設備的優化[J].化學工程，2011，39（5）：19-22.

[2] 張庭洲.貧富液換熱器K值的確定[J].天然氣與石油，2000，18（2）：41-43.

[3] 羅明輝，陸恩錫.逆向傳熱[J].化學工程，2010，38（5）：98-102.

Transformation of Heat Transfer Process of Rich and Poor Liquid in Desulfurization Unit

Yu Huan

Through the solution compared with the existing similar desulfurization regeneration unit heat exchange process，found that the use of rich liquid two heat exchange flow into the tower temperature than the first heat after the rich liquid into the tower high temperature of 10 DEG C，and the steam consumption is decreased by 1.01t/h，water consumption is reduced by 73t/h.After the implementation of the process reform，the use of two stage heat transfer process is of great significance to reduce the energy consumption of the desulfurization unit and increase the yield of acid gas.

desulfurization unit；rich and poor liquid；two stage heat exchange process

TE96；TP18

B

1003-6490（2017）12-0104-02

2017-10-12

俞歡（1982—），女，江蘇南京人，工程師，主要從事石化設計工作。