CN105169879B - 焦化尾气处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及到焦化尾气处理方法，其特征在于包括下述步骤：焦化尾气降温并分离出液相，得到的不凝气经由液气射流泵与循环甲醇一起被送至吸收塔下塔，从塔底的甲醇中鼓泡而出，与从吸收塔下塔的上部进入的洗涤甲醇在各层塔盘间逆流接触，有害物质被洗涤吸收，剩余的不凝气送入甲醇洗涤塔上塔，进一步脱除残留的低浓度有机烃和苯系物后放空；从吸收塔下塔底部塔釜出来的富甲醇温度加压后分为两部分，其中一部分送去生化装置，代谢转化富甲醇中的含硫有害物质；另一部分富甲醇分为两股，第一股作为液气射流泵的抽吸动力源，第二股冷却后与新鲜的贫甲醇混合后作为洗涤甲醇送回吸收塔下塔。

Description

焦化尾气处理方法

技术领域

本发明涉及一种化工尾气处理方法，具体指一种对炼油厂延迟焦化冷、切焦水中挥发的含大量水蒸气、烃及硫化物的焦化尾气处理方法。

背景技术

焦化是重要的渣油加工手段之一，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，在装置的给水冷焦、泡焦、溢流过程中，会产生大量温度在100℃左右的冷焦水，这些污水在高温回用处理过程中挥发出的大量焦化尾气，焦化尾气的产生情况与企业所采用的冷切焦水处理工艺有直接的关系，国内外针对冷切焦水的处理工艺有敞开式处理工艺、半敞开式处理工艺及密闭式处理工艺三种，前两种处理方式由于均与大气连通，焦化尾气收集困难，正逐步被炼企改造为密闭式。

焦化尾气的成分十分复杂，除绝大部分为水蒸气外，还包括各种大分子多环烃或稠环烃及小分子烷烃和烯烃，以及硫化氢，有机硫等恶臭物物质，焦化尾气属于高温下自然挥发，总体气量小，属于小流量，持久性污染源，长期排放对环境和人体健康构成严重威胁，尤其是在装置加工高硫劣质原料时，造成的空气污染更为严重。

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。

《生产与环境杂志》2007年第7卷第1期介绍了一种冷焦水恶臭处理方法，在冷焦热水罐顶增设胺液脱臭工艺，来自厂区就近脱硫装置的胺液主要成分为N-甲基二乙醇胺、破乳剂等，在胺液吸收罐内吸收掉焦化尾气中的硫组分后返回脱硫装置循环再生。该工艺流程简单，利用焦化尾气中硫化氢含量低，气体量小的特点将吸收剂循环再生，使胺液几乎无损耗。但该工艺仅有脱硫能力，无脱碳能力，污染问题没有彻底根除，另外，由于焦化尾气为自然挥发，压力低，胺液在低压下脱臭效果十分不稳定，再者焦化尾气中大部分为水蒸气，长期运行下会将大量水分带回脱硫装置。

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

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状提供一种能够有效降低能耗环境友好、处理效果好的焦化尾气处理方法。

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

温度为90℃～100℃、绝对压力为80KPa～90KPa的焦化尾气首先冷却至0℃～5℃，分离出冷却后的液相，得到的不凝气送至液气射流泵，在液气射流泵的抽吸作用下，不凝气及其上游系统压力维持在80KPa～90KPa，所述射流泵的抽吸动力来源为来自吸收塔下塔被吸收塔循环泵加压至1.5～2.5MPa(G)、温度在-25℃～-28℃的循环甲醇，不凝气与循环甲醇一起被送至吸收塔下塔，从塔底的甲醇中鼓泡而出，自下而上流动；洗涤甲醇从吸收塔下塔的上部进入，自上而下流动，与不凝气在吸收塔下塔的各层塔盘间逆流接触，不凝气中的有害物质被甲醇再次洗涤吸收后，剩余的不凝气送入甲醇洗涤塔上塔；

控制吸收塔下塔的操作压力为0.02MPaG～0.1MPaG；

从吸收塔下塔底部塔釜出来的富甲醇温度为-25℃～-28℃，经循环泵加压至1.5～2.5MPa(G)后，分为两部分，其中占总量摩尔比0～5％的一部分送去生化装置，代谢转化富甲醇中的含硫有害物质；剩余的另一部分富甲醇分为两股，其中第一股按摩尔比30％～50％送去作为抽吸动力源，剩余的富甲醇作为第二股流量经富甲醇冷却器冷却至-28℃～-30℃，与来自界外的温度为-20℃～-35℃的贫甲醇混合后作为洗涤甲醇送回吸收塔下塔；

所述吸收塔上塔为填料塔，内装填有活性炭，不凝气自下而上经过吸收塔上塔进一步脱除残留的低浓度有机烃和苯系物后放空。

较好的，来自冷焦水热水罐的焦化尾气可以进行两级冷却分液，来自冷焦水热水罐的所述焦化尾气首先进入冷凝分离器的壳程，与冷凝分离器管程内的循环冷却水换热至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，经过第一次分液后焦化尾气进入深冷器进一步冷却至0℃～5℃，然后送入分液罐再次分离出冷却下来的液相；分离出的液相返回所述冷凝分离器的底部储槽，分离出的不凝气经由所述液气射流泵抽送至所述吸收塔下塔。经冷凝分离器后，绝大部分的水蒸气及大分子烃被冷却为液态，冷却分液后的焦化尾气进入深冷器深冷，进一步分离剩余液相，由于焦化尾气的总体气量小且95％以上为水蒸气，经过冷凝分离器分液后的气量很小，因此深冷器的负荷较小，两次冷却分液使得进入下游处理的气量进一步减小，有利于减小下游吸收溶剂的循环量。

所述液气射流泵的出口连接有1～6米的直管段，所述富甲醇与不凝气在直管段内充分混合。

所述吸收塔下塔的上部可以设有液体分布器，所述洗涤甲醇从所述液体分布器喷淋出来，以提高洗涤甲醇的分布均匀度，保证洗涤吸收效果。

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。

较好的，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、本发明针对焦化尾气组分特点，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处理，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，甲醇吸收剂的消耗极小，对配套低温甲醇洗无影响。

3、引入液气射流泵，将吸收塔自身循环甲醇作为动力对焦化尾气抽吸，形成前系统微负压抽气，后系统正压吸收，解决了常压下效率低、吸收效果不理想的问题。

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。

如图1所示，在液气射流泵3的抽吸下，来自冷焦水热水罐温度在90℃～100℃、绝对压力为80KPa～90KPa的焦化尾气进入冷凝分离器1，焦化尾气走冷凝分离器的壳程，与冷凝分离器管程内的循环冷却水换热至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，经过第一次分液后焦化尾气进入深冷器7-A进一步冷却至0℃～5℃，之后送入分液罐8再次分离出其中的液相。

经深冷器7-A分离出的液相送回冷凝分离器1，两个液相在冷凝分离器底部的储液槽富集后经凝液泵2加压至0.5MPa(G)后送回延迟焦化做进一步处理。经过两次冷却分液后，焦化尾气剩余的不凝气总量已很小。

设备布置上，要求按流程成步步高布置，即分液罐8与冷凝分离器1应保持1m～4m的高度差，以实现凝液回流。

本实施例以液气射流泵为分界，其上游形成微负压，为焦化尾气从冷焦水热水罐至吸收塔提供动力，液气射流泵下游为微正压，加压有利于甲醇对硫化物及苯系物的洗涤吸收。

经过两次分离液后剩余的不凝气经液气射流泵3抽吸和压缩，液气射流泵的抽吸动力来源为来自吸收塔下塔的被吸收塔循环泵6加压至2.0MPa(G)、温度在-25℃～-28℃的循环甲醇；焦化尾气在液气射流泵3出口管线内与循环甲醇充分混合后，进入吸收塔下塔4。液气射流泵3出口设置有不低于1米～6米的直管段出口管线。

吸收塔下塔4的操作压力控制在0.02MPaG～0.1MPaG，进入吸收塔下塔4的不凝气从塔底的甲醇中以鼓泡方式向上流动，经过吸收塔下塔内的塔盘自下而上被吸收塔下塔上部入口进入的洗涤甲醇逆向接触再次洗涤吸收后，焦化尾气硫含量及苯系物摩尔比均到达10x10^-6以下后，经由设置在吸收塔下塔上部的折板除沫器9除去夹带的液相甲醇后送入甲醇洗涤塔上塔5。

从吸收塔下塔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，分为两部分，其中占总量摩尔比3％的一部分送去生化装置，通过生物转化法将富甲醇中的含硫有害物质,如H₂S、CS₂、COS以及有机硫化物等代谢转化。

剩余的富甲醇分为两股，其中第一股按摩尔比40％(以吸收塔下塔送出的富甲醇总量计)送去液气射流泵3作为抽吸动力源，剩余富甲醇作为第二股经富甲醇冷却器7-B冷却至-28℃～-30℃，与来自附近低温甲醇洗装置的温度在-20℃～-35℃的贫甲醇混合后送回吸收塔下塔4的上部入口，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。

深冷器7-A与富甲醇冷却器7-B分别对焦化尾气不凝气降温和对循环甲醇降温所需的冷媒及冷量可采用冷冻机组冷却提供，由于经过水冷器冷却分液后焦化尾气总量很小，吸收塔的温升较慢，这两个冷却器的负荷相对较小，投资小。

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，可定期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。吸收塔下塔4和吸收塔上塔5以上下结构的形式合并为一个塔设置。

焦化尾气的有害物质含量及流量对不同规模及不同原料的延迟焦化工艺是不同的，本实施例中，硫含量及苯系物的摩尔比均可达到10×10^-6以下。

Claims (6)

1.焦化尾气处理方法，其特征在于包括下述步骤：

来自冷焦水热水罐的温度为90℃～100℃、绝对压力为80KPa～90KPa的焦化尾气首先冷却至0℃～5℃，分离出冷却后的液相，得到的不凝气送至液气射流泵(3)，在液气射流泵的抽吸作用下，不凝气及所述液气射流泵上游系统压力维持在80KPa～90KPa，所述射流泵的抽吸动力来源为来自吸收塔下塔被吸收塔循环泵(6)加压至1.5～2.5MPa(G)、温度在-25℃～-28℃的循环甲醇，不凝气与循环甲醇一起被送至吸收塔下塔(4)，从塔底的甲醇中鼓泡而出，自下而上流动；洗涤甲醇从吸收塔下塔的上部进入，自上而下流动，与不凝气在吸收塔下塔的各层塔盘间逆流接触，不凝气中的有害物质被甲醇再次洗涤吸收后，剩余的不凝气送入甲醇洗涤塔上塔(5)；

控制吸收塔下塔(4)的操作压力为0.02MPaG～0.1MPaG；

从吸收塔下塔(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，分为两部分，其中占总量摩尔比0～5％的一部分送去生化装置，代谢转化富甲醇中的含硫有害物质；剩余的另一部分富甲醇分为两股，其中第一股按摩尔比30％～50％送去作为抽吸动力源，剩余富甲醇经富甲醇冷却器(7-B)冷却至-28℃～-30℃，与来自界外的温度为-20℃～-35℃的贫甲醇混合后作为洗涤甲醇送回吸收塔下塔；

吸收塔上塔(5)为填料塔，内装填有活性炭，不凝气流经吸收塔上塔进一步脱除残留的低浓度有机烃和苯系物后放空。

2.根据权利要求1所述的焦化尾气处理方法，其特征在于来自冷焦水热水罐的所述焦化尾气首先进入冷凝分离器(1)的壳程，与冷凝分离器管程内的循环冷却水换热至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，经过第一次分液后焦化尾气进入深冷器(7-A)进一步冷却至0℃～5℃，然后送入分液罐(8)再次分离出冷却下来的液相；分离出的液相返回所述冷凝分离器的底部储槽，分离出的不凝气经由所述液气射流泵(3)抽送至所述吸收塔下塔。

3.根据权利要求1或2所述的焦化尾气处理方法，其特征在于所述液气射流泵(3)的出口连接有1～6米的直管段，所述富甲醇与不凝气在直管段内充分混合。

4.根据权利要求3所述的焦化尾气处理方法，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。

5.根据权利要求4所述的焦化尾气处理方法，其特征在于所述吸收塔下塔的顶部设有折板除沫器。

6.根据权利要求5所述的焦化尾气处理方法，其特征在于所述吸收塔下塔的塔板数为3～10块。