本实用新型涉及一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，属于化工设备领域。
背景技术：
在乙烯生产装置中，相比于石脑油或者甲醇，以轻质化原料制乙烯的成本优势越发明显，但是轻质化原料中所带硫化物含量较少，在裂解过程中为抑制炉管结焦，就需要注入二甲基二硫，其在850℃的辐射段炉管中会生成h2s，同时焦炭还发生水煤气反应生成二氧化碳，这两种酸性气体随工艺物料在装置中流动的过程中会对装置的防腐、深冷区的防冻堵以及产品品质带来巨大挑战。
目前，传统的净化裂解气酸性气体的方法为通常为一段碱洗或者两段碱洗，并且对废碱液不做处理直接进入下游装置处理，这一方面造成了碱液与裂解气接触面积小而需要碱液浓度高补充新鲜碱液量大，另一方面废碱液含有高浓度的硫化物进入下游装置增加了下游设备投资及本装置的对外依存度。
国内也有对酸性气体脱除方法的报道，如：专利cn201710431380.8一种乙烯装置裂解气中酸性杂质的脱除方法中，增加吸附过程并且运用三段串联方式分离酸性气体，但这将增加设备投入、拉长工艺物料流转时间以及增加相关维修负荷。专利cn200410091818.5一种脱除乙烯裂解气中酸性气体的工艺方法中，将传统吸收剂naoh替换为氨溶液，实现了废碱量大幅降低的效果，但是只能将酸性气体脱除90％，剩余部分仍需碱液补入，并且氨溶剂的引入增加了危险化合物氨回收步骤，这对需要长期稳定运行的乙烯装置来说无异于引入了新的不稳定因素。专利cn200610086618.x一种脱除裂解气中酸性气体的方法中，将带酸性气体的裂解气引入两段碱洗流程，通过超重力旋转床以机械旋转向心力的方法增加气体和碱液的接触，这一发明可有效将酸性气体将至1ppm，但超重力旋转床的密封泄露问题会直接影响装置的稳定运行周期和增加耗电量，并且硫化物随裂解气以及碱液在旋转设备的腐蚀问题、材质选型以及费用投入量不可预知。专利cn201721421369.5一种连续碱洗装置中，将带酸性气体引入一系列碱液小罐，增加了酸性工艺物料与碱液接触面积，并且设置较为简单，亦可达到物料酸性气体脱除的目的，但是不适合大流量物料的连续脱除，因为从管路到大空间罐空间这一过程压降较大，多次该过程会增加物料流动的压降，从而增加装置能耗。
此外，专利cn201720879389.0一种酸性气体净化装置、专利cn201721515720.7一种酸性气体吸收装置以及专利cn201820723269.6一种酸性气体中和装置中，对酸性气体脱除方法的描述过于复杂精巧也都不适用于百万吨级烯烃装置的实际连续稳定运行。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的乙烷裂解气中低酸性气体含量、高气体流转速度下的碱液输送量大、碱液利用率低并且废碱处理费用高等缺陷，本实用新型的目的在于提供一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，该装置可以降低碱液浓度和废碱产出量，并且在不增加装置复杂性和保证装置连续稳定运行的基础上将带酸性气体的裂解气引入专用设备碱洗塔中。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，所述装置主要包括碱洗水洗系统和废碱液处理系统，所述碱洗水洗系统包括碱洗水洗塔，所述碱洗水洗塔内由下至上依次设置弱碱段、中碱段、强碱段和水洗段，所述的弱碱段、中碱段、强碱段和水洗段内均设有相应的填料、塔盘、收集槽；所述弱碱段通过弱碱输送泵循环弱碱洗液，所述中碱段通过中碱输送泵循环中碱洗液，所述强碱段通过强碱输送泵循环强碱洗液，所述水洗段通过洗水输送泵循环洗水；所述碱洗水洗塔的底部设有废碱排放口，所述废碱排放口与所述废碱液处理系统相连；所述碱洗水洗塔的下部设有进气口，所述碱洗水洗塔的顶部设有排气口。
进一步地，所述废碱液处理系统包括废碱/黄油脱气罐和废碱处理单元，所述废碱/黄油脱气罐的进料口与所述碱洗水洗塔底部的废碱排放口相连，所述废碱/黄油脱气罐的出料口与所述废碱处理单元的进料口相连，所述废碱处理单元的出料口连接至污水处理单元。
进一步地，所述废碱/黄油脱气罐和废碱处理单元之间设有废碱储罐，所述废碱/黄油脱气罐的出料口与所述废碱储罐的进料口相连，所述废碱储罐的出料口与所述废碱处理单元的进料口相连。废碱储罐设计的依据是：废碱处理单元停车20～120小时，废碱储罐空罐应能储存碱洗水洗塔100％负荷运行产生的废碱，这可以显著的增加装置的抗波动性，即在主装置出现波动时可以暂时将储存在废碱储罐内的废碱供给废碱处理单元，或者在废碱处理单元出现波动时可以暂时将废碱液储存在废碱储罐内。
进一步地，所述废碱处理单元为废碱湿式氧化单元或者废碱生物质转换单元。
进一步地，所述强碱输送泵入口端的管道上连有新碱补充管道，所述新碱补充管道与新鲜碱液储罐相连。碱液中的溶质为碳酸钠、氢氧化钠或者氢氧化钾，补充碱液为10％～25％浓度的强碱液。
进一步地，所述洗水输送泵入口端的管道上连有洗水补充管道，所述洗水补充管道与洗水收集槽相连。
更进一步地，所述洗水收集槽连接至锅炉给水管道、锅炉排污水管道或脱盐水管道中的任意一种。洗水补充为化工用锅炉给水、锅炉排污水或者脱盐水。
进一步地，所述碱洗水洗塔的进气口设于所述弱碱段的下方，所述进气口的前端设有流量计和进料加热器。
进一步地，所述弱碱输送泵、中碱输送泵、强碱输送泵、洗水输送泵均可以为离心泵、往复泵或计量泵中的任意一种；所述弱碱输送泵、中碱输送泵、强碱输送泵、洗水输送泵的出口处均设置流量控制仪表；通过流量控制仪表的设置，可控制新碱补充注入量和洗水补充注入量的比例。
上述脱除乙烷裂解气酸性气体的装置中，裂解气从碱洗水洗塔的下部进入，与塔内各碱洗段中的碱液进行逆流接触，达到脱除酸性气体的目的。在塔釜设置弱碱循环线，让塔釜弱碱液与物料进行接触；在塔体中部设置中碱循环线，使这部分碱液实现再次利用；在接近塔顶位置设置强碱循环线，并将新鲜碱液在强碱输送泵入口处注入，补充整个系统碱液浓度；在塔顶设置水洗分布设备，防止裂解气夹带碱液。在塔釜设置废碱液采出线，将废碱液采出至废碱液处理系统，在废碱液处理系统中设置废碱/黄油分离罐，对废碱初步分离，将难以利用的黄油采出，将废碱/黄油分离罐下部采出的废碱液送至废碱处理单元，将处理合格的废碱液送至污水处理单元，这样降低了下游污水处理的收费基准，可直接将含硫化物废水变为相对简单处理的高盐废水。
上述装置中，加热介质为装置回收热量专用的极冷水或者就近可利用介质，整个方案可在合适的位置增加流量、温度、压力显示控制传输仪表以及分析仪表增加最终效果。
本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的装置碱洗水洗后的裂解气酸性气含量能达到百万吨级乙烯装置的设计要求，同时废碱经过废碱氧化处理后，能满足高含盐废水的排放指标，所能达到指标为以百万吨级乙烷裂解制乙烯装置设计，整个流程简洁实用。解决了现有技术中存在的乙烷裂解气中低酸性气体含量高气体流转速度下的碱液输送量大、碱液利用率低并且废碱处理费用高等问题。
附图说明
图1为本实用新型中提供的脱除乙烷裂解气酸性气体的装置的结构示意图。
其中，1-排气口；2-碱洗水洗塔；3-水洗段；4-强碱段；5-中碱段；6-弱碱段；7-进气口；8-废碱排放口；9-弱碱输送泵；10-中碱输送泵；11-强碱输送泵；12-洗水输送泵；13-洗水补充管道；14-新碱补充管道；15-洗水收集槽；16-新鲜碱液储罐；17-废碱储罐；18-废碱处理单元；19-废碱/黄油脱气罐；20-流量计；21-进料加热器。
具体实施方式
下面通过具体实施例来进一步说明本实用新型。但这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。
如图1所示，一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，所述装置主要包括碱洗水洗系统和废碱液处理系统，所述碱洗水洗系统包括碱洗水洗塔2，所述碱洗水洗塔2内由下至上依次设置弱碱段6、中碱段5、强碱段4和水洗段3，所述的弱碱段6、中碱段5、强碱段4和水洗段3内均设有相应的填料、塔盘、收集槽。所述弱碱段6通过弱碱输送泵9循环弱碱洗液，所述中碱段5通过中碱输送泵10循环中碱洗液，所述强碱段4通过强碱输送泵11循环强碱洗液，所述水洗段3通过洗水输送泵12循环洗水。
所述碱洗水洗塔2的下部设有进气口7，所述碱洗水洗塔2的进气口7设于所述弱碱段6的下方，所述进气口7的前端设有流量计20和进料加热器21。所述碱洗水洗塔2的顶部设有排气口1，所述排气口1排出的净化后的裂解气输送至下游设备。
所述碱洗水洗塔2的底部设有废碱排放口8，所述废碱排放口8与所述废碱液处理系统相连。所述废碱液处理系统包括废碱/黄油脱气罐19、废碱储罐17和废碱处理单元18，所述废碱/黄油脱气罐19的进料口与所述碱洗水洗塔2底部的废碱排放口8相连，所述废碱/黄油脱气罐19的出料口与所述废碱储罐17的进料口相连，所述废碱储罐17的出料口与所述废碱处理单元18的进料口相连，所述废碱处理单元18的出料口连接至污水处理单元。所述废碱处理单元18为废碱湿式氧化单元。
所述强碱输送泵11入口端的管道上连有新碱补充管道14，所述新碱补充管道14与新鲜碱液储罐16相连。碱液中的溶质为碳酸钠、氢氧化钠或者氢氧化钾，补充碱液为10％～25％浓度的强碱液。所述洗水输送泵12入口端的管道上连有洗水补充管道13，所述洗水补充管道13与洗水收集槽15相连。所述洗水收集槽15连接至锅炉排污水管道，洗水补充为锅炉排污水。
所述弱碱输送泵9、中碱输送泵10、强碱输送泵11、洗水输送泵12均可以为离心泵、往复泵或计量泵中的任意一种；所述弱碱输送泵9、中碱输送泵10、强碱输送泵11、洗水输送泵12的出口处均设置流量控制仪表；通过流量控制仪表的设置，可控制新碱补充注入量和洗水补充注入量的比例。
上述脱除乙烷裂解气酸性气体的装置中，裂解气从碱洗水洗塔2的下部进入，与塔内各碱洗段中的碱液进行逆流接触，达到脱除酸性气体的目的。在塔釜设置弱碱循环线，让塔釜弱碱液与物料进行接触；在塔体中部设置中碱循环线，使这部分碱液实现再次利用；在接近塔顶位置设置强碱循环线，并将新鲜碱液在强碱输送泵11入口处注入，补充整个系统碱液浓度；在塔顶设置水洗分布设备，防止裂解气夹带碱液。在塔釜设置废碱液采出线，将废碱液采出至废碱液处理系统，在废碱液处理系统中设置废碱/黄油分离罐，对废碱初步分离，将难以利用的黄油采出，将废碱/黄油分离罐下部采出的废碱液送至废碱处理单元18，将处理合格的废碱液送至污水处理单元，这样降低了下游污水处理的收费基准，可直接将含硫化物废水变为相对简单处理的高盐废水。
采用本实施例中的酸性气体脱除装置，进料和出料的裂解气流股数据如下：
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
1.一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述装置主要包括碱洗水洗系统和废碱液处理系统，所述碱洗水洗系统包括碱洗水洗塔，所述碱洗水洗塔内由下至上依次设置弱碱段、中碱段、强碱段和水洗段，所述的弱碱段、中碱段、强碱段和水洗段内均设有相应的填料、塔盘、收集槽；所述弱碱段通过弱碱输送泵循环弱碱洗液，所述中碱段通过中碱输送泵循环中碱洗液，所述强碱段通过强碱输送泵循环强碱洗液，所述水洗段通过洗水输送泵循环洗水；所述碱洗水洗塔的底部设有废碱排放口，所述废碱排放口与所述废碱液处理系统相连；所述碱洗水洗塔的下部设有进气口，所述碱洗水洗塔的顶部设有排气口。
2.如权利要求1所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述废碱液处理系统包括废碱/黄油脱气罐和废碱处理单元，所述废碱/黄油脱气罐的进料口与所述碱洗水洗塔底部的废碱排放口相连，所述废碱/黄油脱气罐的出料口与所述废碱处理单元的进料口相连，所述废碱处理单元的出料口连接至污水处理单元。
3.如权利要求2所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述废碱/黄油脱气罐和废碱处理单元之间设有废碱储罐，所述废碱/黄油脱气罐的出料口与所述废碱储罐的进料口相连，所述废碱储罐的出料口与所述废碱处理单元的进料口相连。
4.如权利要求2或3所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述废碱处理单元为废碱湿式氧化单元或者废碱生物质转换单元。
5.如权利要求1所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述强碱输送泵入口端的管道上连有新碱补充管道，所述新碱补充管道与新鲜碱液储罐相连。
6.如权利要求1所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述洗水输送泵入口端的管道上连有洗水补充管道，所述洗水补充管道与洗水收集槽相连。
7.如权利要求6所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述洗水收集槽连接至锅炉给水管道、锅炉排污水管道或脱盐水管道中的任意一种。
8.如权利要求1所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述碱洗水洗塔的进气口设于所述弱碱段的下方，所述进气口的前端设有流量计和进料加热器。
9.如权利要求1所述的一种脱除乙烷裂解气酸性气体的装置，其特征在于：所述弱碱输送泵、中碱输送泵、强碱输送泵、洗水输送泵均可以为离心泵、往复泵或计量泵中的任意一种；所述弱碱输送泵、中碱输送泵、强碱输送泵、洗水输送泵的出口处均设置流量控制仪表。
技术总结