CN105126530B - 一种焦化尾气净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焦化尾气净化方法，其特征在于包括下述步骤：焦化尾气被蒸汽喷射器抽吸加压送至冷凝分离器中冷却分液，除去水蒸气及大分子烃类，不凝气与来自吸收塔下塔的防冻甲醇混合后进入分液罐，分离出吸收了硫化物的甲醇以及焦化尾气中的凝结物，不凝气进入吸收塔下塔的塔底甲醇内，以鼓泡方式向上流动，与从吸收塔下塔的上部进入的甲醇逆流接触，进一步除去残留在不凝气中的有害物质后，进入吸收塔上塔除去小分子烃等物质后放空；吸收塔下塔排出的甲醇分为两股，其中第一股作为防冻甲醇，第二股与新鲜的贫甲醇混合作为洗涤甲醇。

Description

一种焦化尾气净化方法

技术领域

本发明涉及到尾气处理方法，具体指一种对炼油厂延迟焦化冷、切焦水中挥发的含大量烃及硫化物的焦化尾气净化方法。

背景技术

延迟焦化技术工艺过程简单，是目前应用最为广泛的渣油加工手段，我国延迟焦化的除焦技术已经达到国际先进水平，并广泛采用水力除焦的方式，延迟焦化装置通常为间歇操作，常采用“一炉两塔”工艺。该工艺中，始终有一个塔处于生产状态，另一个处于准备冷焦、除焦或油气预热状态。加热炉中物料进入焦炭塔，塔内油份去分馏塔，焦炭留在塔内。用水将塔内焦炭层冷却至90～100℃后，水从塔内排出，称为冷焦水。冷焦水系统通常含有较多油份，且部分被汽化，形成气相，称之为焦化尾气。若原料油中硫分较高，则冷焦水气相中含有较多H₂S和硫醇类等恶臭气体，以及一部分烃类物质。焦化尾气属于高温下自然挥发，总体气量小，压力很低，且组分中主要为水蒸气，烃和硫化物回收困难，属于小流量，持久性污染源，长期对环境和人体健康构成严重威胁。

现阶段我国炼油行业在密闭工艺下对焦化尾气脱硫除臭方法主要有脱硫剂干法化学脱臭、液氨及其它碱液、胺液湿法化学脱臭以及活性炭吸附等。干法脱硫的反应产物(硫化亚铁)与空气接触后容易自燃，在排气不畅的环境下极易导致爆炸事故，存在严重安全隐患；碱法脱硫的反应产物回收再生难、成本高，且废碱液属于危险废物，处理困难，易对环境造成二次污染；胺法脱硫可配套厂区的净化装置，但吸收剂价格较高，与CO2反应速度较慢，尤其在低压下使用脱臭效果不稳定，容易出现净化气H2S含量超标，且有机胺混合液普遍存在发泡、拦液、降解的现象，会给生产系统的稳定操作带来较大影响。

CN2808275Y公开了一种恶臭处理装置，其核心是利用酸或碱液化学吸收硫化氢、硫醇等物质，并利用触变型活性炭氧化有机硫。该方法流程太复杂，投资高，无论是酸或碱液吸收硫化物后都存在溶剂饱和处理的问题，容易造成二次污染，且在现实中，伴随恶臭硫化物的还有烃类物质，该方法对烃类几乎无处理能力。

CN102309913A公开了一种采用溶剂吸收-碱液吸收的组合处理含硫化物和烃类恶臭废气方法。将冷却后的低温柴油作为吸收溶剂，吸收掉废气中的部分烃和有机硫，富吸收剂直接进入后续的加氢处理工序，剩余气体组分进入下游碱液吸收，进一步脱硫。该方法主要问题在于一方面需对吸收剂预冷却，且在常压下操作，低温柴油本身吸收效率就不高，吸收剂消耗量大，冷却能耗大，再者，焦化尾气中组分大部分为水蒸气，使返回加氢装置的富液大量带水，另外，将碱液作为吸收溶剂，存在碱液定期消耗以及在废碱液通常含游离碱在3％～10％，硫化钠及硫醇钠在几千至几万mg/m³之间，回收再生难、成本高，极易造成二次污染。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术的现状提供一种低压下净化效果好的焦化尾气净化方法，以解决现有技术流程长、低压下处理效果不理想、吸收溶剂不稳定、吸收溶剂二次污染等一系列问题。

本发明解决上述问题所采用的技术方案为：本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：该焦化尾气净化方法，其特征在于包括下述步骤：

来自冷焦水热水罐温度为90℃～100℃、绝对压力为80KP～90KPa的焦化尾气被蒸汽喷射器抽吸加压至0.05MPaG～0.15MPa(G)，进入冷凝分离器，焦化尾气走冷凝分离器的壳程，冷凝分离器壳程底部有分离储液空间，循环冷却水走冷凝器分离器的管程；焦化尾气在冷凝分离器内冷却至30℃～35℃，焦化尾气中的水蒸气及大分子烃类被凝结析出后在冷凝分离器的底部富集，经凝液泵送回延迟焦化进一步处理；

从冷凝分离器排出的分液后的焦化尾气与来自吸收塔下塔的温度为-25℃～-28℃、压力为1.5～2.5MPa(G)后防冻甲醇混合，得到温度为-25～-10℃的焦化尾气进入分液罐，分离出吸收了硫化物的甲醇以及焦化尾气中的凝结物，分液罐底部的液相通过富液泵抽出送去生化处理；

从分液罐分离出的不凝气进入吸收塔下塔的塔底甲醇内，以鼓泡方式向上流动；所述吸收塔下塔为塔板结构，温度为-28℃～-30℃的洗涤甲醇从吸收塔下塔的上部进入吸收塔下塔，与不凝气逆流接触，不凝气中的硫及苯系物被甲醇进一步吸收后，进入吸收塔上塔；

吸收塔下塔排出的甲醇分为两股，其中第一股作为所述的防冻甲醇与焦化尾气混合，对焦化尾气进行初步的洗涤；第二股与新鲜的贫甲醇混合并换热至-28℃～-30℃作为洗涤甲醇从吸收塔下塔上部进入吸收塔下塔。

所述第一股与第二股的流量比为1:20～1:100，第一股防冻甲醇的量与焦化尾气不凝气的流量即装置的处理规模相适配，处理能力越大，防冻甲醇的用量越大，反之越小。

所述吸收塔上塔为填料塔，装填有活性炭填料；所述不凝气流经吸收塔上塔，被吸收塔上塔内填料进一步吸附掉小分子烃等其余组分后，从吸收塔顶部作为放空气排出；

控制吸收塔下塔的操作压力为0.02～0.10MPa(G)。

较好的，可以在所述吸收塔下塔的上部设有液体分布器，所述洗涤甲醇从所述液体分布器喷淋出来；使洗涤甲醇能够均匀地喷洒，保证吸收效果。

还可以在所述吸收塔下塔的顶部设有折板除沫器，以降低焦化尾气上升时夹带的甲醇，减小甲醇损耗。

所述吸收塔下塔的塔板数为3～10块。

与现有焦化尾气处理方法相比，本发明具有如下优点：

1、以甲醇作为焦化尾气的硫化物吸收溶剂，充分利用低温甲醇对极性分子物理吸收效果的特点，对硫化物一次性吸收彻底，同时克服了其他溶剂化学处理方式的降解、二次污染等问题。

2、本发明通过蒸汽射流泵对焦化尾气加压后进行洗涤净化吸收，使甲醇在对焦化尾气处理的操作压力增大，可解决低压下吸收溶剂对焦化尾气吸收效果不理想的缺点。

3、采用了冷凝、吸收、吸附三级处理模式，可实现硫化物和烃类有毒有害物质的全组分处理，放空气体中硫、苯系物的摩尔比＜10×10^-6；非甲烷总烃≤120mg/m³；并利用甲醇的选择性吸收特点，将富甲醇送生化处理，更环保，虽然生化法速率较慢，但由于焦化尾气流量小，硫分含量亦小，使生化法在焦化尾气的处理上具有可行性，同时，系统可针对焦化尾气排放特点实现间断处理。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

利用蒸汽喷射器3，抽吸来自冷焦水热水罐温度为90℃～100℃，绝对压力为80KPa～90KPa的焦化尾气，并被加压至0.1MPa(G)后，进入冷凝分离器1。本实施例中的抽吸动力来自压力为0.4MPaG～0.6MPaG、温度为160℃～180℃的低压蒸汽。

焦化尾气走冷凝分离器的壳程，被冷凝分离器管程内的循环冷却水冷却至30℃～35℃，焦化尾气中的水蒸气及大分子烃类被凝结析出后在冷凝分离器1的底部富集，液相富集后经凝液泵2加压至0.5MPa(G)后送回延迟焦化进一步处理。

分液后的焦化尾气从冷凝分离器1出来后，喷入一小股来自吸收塔循环泵的非饱和低温富甲醇，即防冻甲醇，防冻甲醇喷入量占吸收塔循环甲醇总量的2％，即约1:50。焦化尾气的温度进一步降低至-18℃。防冻甲醇在此有两个用途，一方面由于焦化尾气在第一次分液后总气量小，进一步降低温度有利于甲醇对硫组分的吸收；另一方面可使焦化尾气中的剩余水分在低温下不会结冰冻结。

焦化尾气中一部分硫化物在管道中被吸收，再次降温后的焦化尾气进入分液罐7，分离出富含硫化物的甲醇以及焦化尾气降温后凝结的液相，并定期通过富液泵8加压后送生化装置处理，通过生物转化法将含硫有害物质，如H₂S、CS₂、COS以及有机硫化物等代谢转化。

被冷却至-18℃并分液后的剩余焦化尾气不凝气送入吸收塔下塔4。吸收塔下塔4的操作压力控制在0.1MPaG，进入吸收塔下塔4的焦化尾气从吸收塔下塔4塔釜底部的甲醇中以鼓泡方式向上流动；洗涤甲醇从液体分布器喷淋出，自上而下流动，与经过下塔内的塔盘自下而上运动的不凝气逆向接触，不凝气内的硫及苯系物被再次洗涤吸收，焦化尾气硫含量及苯系物摩尔比均到达10×10^-6以下后送入甲醇洗涤塔上塔5。

吸收塔下塔4底部塔釜出来的富甲醇温度为-25℃～-28℃，经循环泵6加压至2.0MPa(G)后，抽出第一股低温富甲醇送去做前述防冻甲醇，剩余的第二股富甲醇与新鲜的贫甲醇混合后经甲醇冷却器9冷却至-28℃～-30℃，从液体分布器喷淋出，进入吸收塔下塔作为焦化尾气的洗涤甲醇，脱除不凝气中的酸性气及苯系物。

所述新鲜贫甲醇可以根据富甲醇的消耗定期补入，也可以小流量连续补入；贫甲醇的补入量与去生化装置所损害的富甲醇的量相当。引入的贫甲醇的温度可为常温，也可通过附近的低温甲醇洗装置引入一股低温贫甲醇，甲醇冷却器的负荷可随补充甲醇的温度确定。

吸收塔上塔5为填料塔，内装填有活性炭，利用活性炭孔径小、比表面大的特性，作为VOCs(有机废气)的吸附剂，进一步脱除未被甲醇吸收的低浓度有机烃和苯系物，当活性炭的吸附达到饱和后，可更换或通入热氮气对炭床进行解吸再生。焦化尾气中未能被吸收塔4下塔吸收的小分子烃类及其余有害物质被吸收塔上塔5的活性炭吸附后，从吸收塔上塔5顶部直接排入大气。

本实施例中吸收塔下塔4和吸收塔上塔5以上下结构的形式设置在一个塔体内；本实施例在吸收塔下塔的顶部还设置有除沫器41，以过滤出不凝气上升时夹带的甲醇，减小甲醇损耗。

Claims (4)

1.一种焦化尾气净化方法，其特征在于包括下述步骤：

来自冷焦水热水罐温度为90℃～100℃、绝对压力为80KPa～90KPa的焦化尾气被蒸汽喷射器(3)抽吸加压至0.05MPa(G)～0.15MPa(G)，进入冷凝分离器(1)，焦化尾气走冷凝分离器的壳程，冷凝分离器壳程底部有分离储液空间，循环冷却水走冷凝器分离器的管程；焦化尾气在冷凝分离器内冷却至30℃～35℃，焦化尾气中的水蒸气及大分子烃类被凝结析出后在冷凝分离器(1)的底部富集，经凝液泵(2)送回延迟焦化进一步处理；

从冷凝分离器(1)排出的分液后的焦化尾气与来自吸收塔下塔的温度为-25℃～-28℃、压力为1.5～2.5MPa(G)的防冻甲醇混合，得到温度为-25～-10℃的焦化尾气进入分液罐(7)，分离出吸收了硫化物的甲醇以及焦化尾气中的凝结物，分液罐底部的液相通过富液泵(8)抽出送去生化处理；

从分液罐(7)分离出的不凝气进入吸收塔下塔(4)的塔底甲醇内，以鼓泡方式向上流动；所述吸收塔下塔(4)为塔板结构，温度为-28℃～-30℃的洗涤甲醇从吸收塔下塔的上部进入吸收塔下塔，与不凝气逆流接触，不凝气中的硫及苯系物被甲醇进一步吸收后，进入吸收塔上塔(5)；

吸收塔下塔排出的甲醇分为两股，其中第一股作为所述的防冻甲醇与焦化尾气混合，对焦化尾气进行初步的洗涤；第二股与新鲜的贫甲醇混合并换热至-28℃～-30℃作为洗涤甲醇从吸收塔下塔上部进入吸收塔下塔；

所述第一股与第二股的流量比为1:20～1:100；

所述吸收塔上塔(5)为填料塔，装填有活性炭填料；所述不凝气流经吸收塔上塔，被吸收塔上塔内填料进一步吸附掉小分子烃类及其余有害物质后，从吸收塔顶部作为放空气排出；

控制吸收塔下塔(4)的操作压力为0.02～0.10MPa(G)。

2.根据权利要求1所述的焦化尾气净化方法，其特征在于所述吸收塔下塔的上部设有液体分布器，所述洗涤甲醇从所述液体分布器喷淋出来。

3.根据权利要求1或2所述的焦化尾气净化方法，其特征在于所述吸收塔下塔的顶部设有除沫器(41)。

4.根据权利要求3所述的焦化尾气净化方法，其特征在于所述吸收塔下塔的塔板数为3～10块。