本發(fā)明涉及溶劑再生工藝，特別是涉及一種溶劑再生系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、溶劑再生系統(tǒng)是石油化工企業(yè)內(nèi)用于脫除富胺液吸收的酸性氣得到再生貧胺液的工藝系統(tǒng)?，F(xiàn)有溶劑再生工藝要實(shí)現(xiàn)溶劑與酸性氣溶質(zhì)分離需耗費(fèi)大量低壓蒸汽，盡管已有工藝能實(shí)現(xiàn)溶劑再生塔底貧液熱量的利用，但通過熱泵將溶劑再生塔頂氣體熱量回收作為塔底再沸器熱源的節(jié)能方式受塔頂與塔底間溫差限制難以實(shí)現(xiàn)熱耦合，不僅不能充分利用塔頂高溫氣體熱量，反而在將塔頂高溫進(jìn)行冷卻降溫處理滿足塔底使用需求時(shí)又額外增加能量消耗(消耗冷媒介質(zhì)或電能)。因此，如何在提高溶劑再生分離效率的同時(shí)，高效回收利用工藝中的能量成為油化工企業(yè)生產(chǎn)管理面臨的重要難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種溶劑再生系統(tǒng)，通過基于熱力學(xué)原理構(gòu)建高低壓雙溶劑再生塔的熱耦合設(shè)計(jì)，結(jié)合塔頂水媒取熱回收和蒸汽壓縮分配利用工藝，不僅能有效提高溶劑再生分離效率，而且能使高壓塔的塔頂冷卻負(fù)荷作低壓塔或塔中間的再沸器熱源實(shí)現(xiàn)雙塔熱耦合，有效提升溶劑再生體系內(nèi)部熱量利用效率，進(jìn)而大大降低體系內(nèi)整體低壓蒸汽消耗量和減少碳排放，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)節(jié)能效果。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種溶劑再生系統(tǒng)及方法。

3、第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種溶劑再生系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括富液閃蒸罐、與所述富液閃蒸罐的出口連接的高壓再生裝置和低壓再生裝置、以及與所述高壓再生裝置和所述低壓再生裝置連接的高壓塔頂余熱回收裝置；

4、所述高壓塔頂余熱回收裝置包括熱媒水蒸汽罐、壓縮機(jī)、凝結(jié)水罐和高壓塔頂水媒換熱器；所述高壓塔頂水媒換熱器設(shè)置于所述高壓再生裝置中高壓精餾塔頂部，將所述高壓精餾塔的頂部氣相換熱后輸入所述高壓再生裝置；所述熱媒水蒸汽罐的氣相出口經(jīng)所述壓縮機(jī)分別與所述高壓再生裝置和所述低壓再生裝置的再沸器介質(zhì)入口連接；所述凝結(jié)水罐的入口分別與所述高壓再生裝置和所述低壓再生裝置的再沸器介質(zhì)出口連接；所述凝結(jié)水罐的液相經(jīng)所述高壓塔頂水媒換熱器取熱后，與所述凝結(jié)水罐的頂部氣相和所述壓縮機(jī)的出口氣相混合輸入所述熱媒水蒸汽罐。

5、進(jìn)一步地，所述高壓再生裝置包括高壓精餾塔、高壓塔底再沸器、高壓塔中間再沸器、高壓塔底貧胺液換熱器、高壓塔底貧胺液冷卻器、高壓塔頂冷凝器和高壓塔頂回流罐；

6、所述高壓精餾塔的進(jìn)料口通過管線依次經(jīng)所述高壓塔底再沸器、所述高壓塔底貧胺液換熱器和富液溶劑泵與所述富液閃蒸罐的出口連接；所述高壓精餾塔的塔底液相出口通過管線依次經(jīng)所述高壓塔底貧胺液換熱器和所述高壓塔底貧胺液冷卻器與貧胺液回收罐的入口連接；所述高壓精餾塔的塔頂氣相出口通過管線經(jīng)所述高壓塔頂水媒換熱器和所述高壓塔頂冷凝器與所述高壓塔頂回流罐的入口連接；所述高壓塔頂回流罐的氣相出口和液相出口分別與酸性氣體回收裝置入口和所述高壓精餾塔的回流入口連接。

7、進(jìn)一步地，所述高壓塔底再沸器和所述高壓塔中間再沸器分別設(shè)置于所述高壓精餾塔的下部和中部；所述高壓塔底再沸器的介質(zhì)入口與外部熱源出口連接；所述高壓塔中間再沸器的介質(zhì)入口經(jīng)所述壓縮機(jī)與所述熱媒水蒸汽罐的氣相出口連接，用于將中部采出回流液換熱升溫后再輸入所述高壓精餾塔的底部；所述高壓塔中間再沸器的介質(zhì)出口與所述凝結(jié)水罐的入口連接。

8、進(jìn)一步地，所述低壓塔精餾裝置包括低壓精餾塔、低壓塔底再沸器、備用低壓塔底再沸器、低壓塔中間再沸器、低壓塔底貧胺液換熱器、低壓塔底貧胺液冷卻器、低壓塔頂冷凝器和低壓塔頂回流罐；

9、所述低壓精餾塔的進(jìn)料口通過管線依次經(jīng)所述低壓塔底再沸器/所述備用低壓塔底再沸器、所述低壓塔底貧胺液換熱器和富液溶劑泵與所述富液閃蒸罐的出口連接；所述低壓精餾塔的塔底液相出口通過管線依次經(jīng)所述低壓塔底貧胺液換熱器和所述低壓塔底貧胺液冷卻器與貧胺液回收罐入口連接；所述低壓精餾塔的塔頂氣相出口通過管線經(jīng)所述低壓塔頂冷凝器與所述低壓塔頂回流罐的入口連接；所述低壓塔頂回流罐的氣相出口和液相出口分別與酸性氣體回收裝置入口和所述低壓精餾塔的回流入口連接。

10、進(jìn)一步地，所述低壓塔底再沸器和備用低壓塔底再沸器所述均設(shè)置于所述低壓精餾塔的下部；所述低壓塔中間再沸器設(shè)置于所述低壓精餾塔的中部；所述備用低壓塔底再沸器的介質(zhì)入口與外部熱源出口連接；所述低壓塔底再沸器和所述低壓塔中間再沸器的介質(zhì)入口經(jīng)所述壓縮機(jī)與所述熱媒水蒸汽罐的氣相出口連接，分別用于將底部采出回流液和中部采出回流液換熱升溫后再輸入所述低壓精餾塔的底部；所述低壓塔底再沸器和所述低壓塔中間再沸器的介質(zhì)出口與所述凝結(jié)水罐的入口連接。

11、進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括分散控制子系統(tǒng)；所述分散控制子系統(tǒng)包括優(yōu)化控制器和與所述優(yōu)化控制器連接的高壓塔操作壓力控制回路、高壓塔中間再沸器載熱介質(zhì)控制回路、高壓塔頂水媒換熱器載熱介質(zhì)流量控制回路、低壓塔流量控制回路、低壓塔底再沸器載熱介質(zhì)控制回路和壓縮機(jī)出口壓力控制回路；所述優(yōu)化控制器基于預(yù)設(shè)控制優(yōu)化模型實(shí)時(shí)輸出溶劑再生工藝最優(yōu)控制策略；所述溶劑再生工藝最優(yōu)控制策略包括富胺液溶劑總進(jìn)料分配比例、熱媒介質(zhì)流量控制值、熱媒介質(zhì)流量分配比例和壓縮機(jī)出口壓力。

12、進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)控制優(yōu)化模型通過在預(yù)設(shè)控制約束下以單位溶劑處理量能源成本最小化為優(yōu)化目標(biāo)構(gòu)建得到；所述預(yù)設(shè)控制約束包括溶劑再生總處理量分配守恒約束、高壓塔頂操作壓力與壓縮機(jī)進(jìn)口壓力約束、高壓塔頂工質(zhì)取熱約束、工質(zhì)流量約束、壓縮機(jī)入口溫度約束、工質(zhì)壓縮焓值約束、壓縮介質(zhì)流量分配約束、高壓塔加熱蒸汽耗量約束和低壓塔加熱蒸汽耗量約束。

13、進(jìn)一步地，所述預(yù)設(shè)控制優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)表示為：

14、

15、其中，α表示高壓塔再沸器熱源蒸汽成本；β表示低壓塔再沸器熱源蒸汽成本；γ和η分別表示電力成本和機(jī)械效率；k表示氣體等熵系數(shù)；p1和p2分別表示壓縮機(jī)入口壓力和壓縮機(jī)出口壓力；fhps和flps分別表示高壓塔再沸器熱源蒸汽流量和低壓塔再沸器熱源蒸汽流量；fmedium和funit分別表示工質(zhì)流量和溶劑再生裝置總處理量；r表示工質(zhì)分子量；t1表示壓縮機(jī)入口溫度；z表示氣體壓縮系數(shù)。

16、進(jìn)一步地，所述分散控制子系統(tǒng)還包括低壓塔操作壓力控制回路、低壓塔中間再沸器載熱介質(zhì)控制回路、凝結(jié)水罐頂壓力控制回路、氣體防喘振控制回路和凝結(jié)水罐液位控制回路。

17、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種溶劑再生方法，所述方法包括以下步驟：

18、通過富液閃蒸罐對富胺液溶劑進(jìn)行輕烴閃蒸后，將所述富液閃蒸罐的底部液相通過富液溶劑泵加壓分路輸入至高壓再生裝置和低壓再生裝置進(jìn)行再生處理；所述高壓再生裝置中高壓精餾塔的操作壓力大于所述低壓再生裝置中低壓精餾塔的操作壓力；

19、以水為熱媒介質(zhì)，通過高壓塔頂水媒換熱器回收所述高壓精餾塔的頂部氣相熱量，將取熱汽化產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)過壓縮機(jī)加壓提升后，分配輸入至所述高壓再生裝置和所述低壓再生裝置的再沸器介質(zhì)入口；所述熱媒介質(zhì)在高壓精餾塔頂操作最高壓力對應(yīng)的汽化溫度不高于高壓精餾塔頂內(nèi)的水蒸氣冷凝溫度；

20、通過凝結(jié)水罐將所述高壓再生裝置和所述低壓再生裝置的再沸器介質(zhì)出口輸出的冷凝水匯集，以供循環(huán)使用。

21、上述本技術(shù)提供了一種溶劑再生系統(tǒng)及方法，通過所述系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在富液閃蒸罐的出口連接高壓再生裝置和低壓再生裝置、且在高壓再生裝置和低壓再生裝置間設(shè)置高壓塔頂余熱回收裝置，富胺液溶劑通過富液閃蒸罐進(jìn)行輕烴閃蒸后，通過富液溶劑泵加壓分路輸入至高壓再生裝置和低壓再生裝置進(jìn)行再生處理時(shí)，高壓塔頂余熱回收裝置中的高壓塔頂水媒換熱器以水為熱媒介質(zhì)換熱回收高壓精餾塔的頂部氣相熱量，并將取熱汽化產(chǎn)生的蒸汽存儲(chǔ)至熱媒水蒸汽罐且經(jīng)過內(nèi)部壓縮機(jī)加壓提升后，分配輸入至高壓再生裝置和低壓再生裝置的再沸器介質(zhì)入口提供熱源，并將高壓再生裝置和低壓再生裝置的再沸器介質(zhì)出口輸出的冷凝水匯集至內(nèi)部凝結(jié)水罐以供循環(huán)使用的技術(shù)方案。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該溶劑再生系統(tǒng)，通過基于熱力學(xué)原理構(gòu)建高低壓雙溶劑再生塔的熱耦合設(shè)計(jì)，結(jié)合塔頂水媒取熱回收和蒸汽壓縮分配利用工藝，不僅能有效提高溶劑再生分離效率，而且能使高壓塔的塔頂冷卻負(fù)荷作低壓塔或塔中間的再沸器熱源實(shí)現(xiàn)雙塔熱耦合，有效提升溶劑再生體系內(nèi)部熱量利用效率，進(jìn)而大大降低體系內(nèi)整體低壓蒸汽消耗量和減少碳排放，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)節(jié)能效果。