CN106422683A - 一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统及其除臭净化方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统，所述除臭净化系统设置于延迟焦化装置中每对焦炭塔塔顶，所述除臭净化系统包括抽真空器和分离罐，焦炭塔塔顶气体出口与抽真空器的气体入口相连，抽真空器的气体出口与分离罐的气体入口相连，冷焦水泵的出口与分离罐的液相入口相连，分离罐的顶部气体出口与大气相连，分离罐的底部物料出口与冷焦池相连。本发明通过在焦炭塔塔顶设置抽真空器以及分离罐，用冷焦水将焦炭塔顶来的废气及焦粉进行水洗，可以有效减少焦炭塔开盖后塔周围水汽弥漫、减少有害气体排放污染环境，有效减轻开盖时对操作人员安全及健康的影响。

Description

一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统及其除臭净化方法

技术领域

本发明属于焦炭处理领域，涉及一种除臭净化系统及其除臭净化方法，尤其涉及一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统及其除臭净化方法。

背景技术

在石油加工流程中，延迟焦化工艺是一种重要的渣油加工过程。原料经换热和焦化炉加热至约500℃后，进入焦炭塔进行热裂解反应与缩合反应，在焦炭塔内生成油气和固体焦炭。热裂解反应生成的油气，经焦炭塔顶油气线进入分馏塔，分离成富气和石脑油、柴油、蜡油等馏分。固体焦炭沉积在焦炭塔内，定期除焦至焦池。

延迟焦化装置的焦炭塔通常是成对设置，当一座焦炭塔(老塔)内原料油反应生成设定高度的焦炭时，通过四通阀将原料油切换至与之对应的另一座焦炭塔(新塔)继续进行生产，老塔则进行冷焦、除焦和预热等操作，其中冷焦操作主要包括吹汽、给水和放水等步骤。吹汽就是自焦炭塔底向塔内通入蒸汽；给水就是自焦炭塔底向塔内通入冷水，使塔内焦炭冷却至适宜温度；放水就是待焦炭冷却至合适温度后停止向塔内通水，并将焦炭塔内积水自焦炭塔底排放干净。焦炭塔除焦通常是使用水力除焦，即使用高压水进行焦炭层的钻孔、切割和切碎，切碎后的焦炭自焦炭塔底排入焦炭池中。

给水冷焦工艺按其原理分主要有两种：溢流冷焦工艺和浸泡冷焦工艺(简称泡焦)，两种工艺都是自焦炭塔底注入冷水进行冷却焦炭。溢流冷焦是指在给水冷焦操作过程中持续向焦炭塔通水直至水从塔顶溢流，并使水持续溢流至焦炭冷却至所需要的温度。浸泡冷焦是指给水冷焦操作过程中当水淹没焦炭层到达焦炭塔内所设定的水位时，停止向焦炭塔底部通入水，然后通过水的蒸发来降低焦炭的温度。泡焦过程中，如焦炭塔内水位下降过快时，可向塔内补水，保证焦炭冷却效果。给水操作结束后，打开焦炭塔顶呼吸阀，将焦炭塔内积水排放干净，然后打开焦炭塔顶盖，使用高压水切除塔内焦炭。

现有典型的延迟焦化装置的工艺结构图如图1中所示，延迟焦化装置包括至少一对焦炭塔，每对焦炭塔之间都有设有阀门的管路相连接，以便于当一座焦炭塔(老塔)内原料油反应生成设定高度的焦炭时，可以切换至另一座焦炭塔(新塔)继续进行生产，每对焦炭塔塔顶产生的油气经油气线进入分馏塔，同时，每对焦炭塔塔顶还通过管路依次与放空塔、空冷器、水冷器和气液分离罐相连以排放焦炭塔中的残余气体。

然后现有延迟焦化装置中存在如下问题：

(1)在冷焦过程中泡焦操作的末期，焦炭塔内压力较低，焦炭塔内残存气体无法排放至放空塔，只能打开塔顶呼吸阀排放至大气。但焦炭塔打开塔顶呼吸阀后，由于背压降低，塔内的水再次汽化，并携带塔内烃类及含硫气体带出，造成塔周围水汽弥漫，同时污染环境，损害人体健康；

(2)在冷焦过程中的泡焦操作过程中，焦炭不容易冷却透彻，特别是操作末期，塔内温度较低，水的汽化速率降低，导致冷焦时间长，影响装置处理能力；

(3)由于焦炭是多孔隙结构，焦炭塔放水后，焦炭孔隙仍中残留烃类及含硫气体，焦炭被切碎后溢出至大气中，造成周围空气恶臭，严重污染环境；

(4)焦炭塔内溢出的废气在分析中发现气体中不仅含有硫化物而且还有少量的苯类致癌物质，严重污染环境，极大的危害到操作人员的身体健康；

(5)放水后打开焦炭塔顶盖前，塔内焦炭温度仍有80～90℃，塔内仍有一定压力，打开顶盖和底盖存在安全隐患。

对于上述问题，CN 202924967U公开了一种封闭式储焦池用于降低焦粉污染。封闭式焦池包括：基础、立柱、围护结构和焦池顶部轻钢结构，焦池顶部设采光和通风设施。所述方法可以有效抑制焦粉飞扬，但没有涉及尾气包括水蒸汽、少量油气和恶臭气体的处理方法。若仅用通风设施抽出尾气，则没有解决水汽和恶臭气味污染，而且焦粉可能随尾气抽出排放、扩散，造成二次污染。另外，所述方法也没有解决除焦时焦炭塔顶水汽、恶臭气体逸出的问题。

由此可见，延迟焦化装置往往是整个炼厂生产环境最恶劣的场所，如何采取措施治理污染、改善工作环境，同时提高装置的处理能力是亟需解决的问题。

发明内容

针对现有延迟焦化装置中存在的气体污染和危害操作人员身体健康等安全隐患问题，以及冷焦时间长影响装置处理能力等问题，本发明提供了一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统。本发明通过在焦炭塔塔顶设置除臭净化系统，可以有效减少焦炭塔开盖后塔周围水汽弥漫、减少有害气体排放污染环境，有效减轻开盖时对操作人员安全及健康的影响。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统，所述延迟焦化装置包括至少一对焦炭塔，以及与焦炭塔塔顶依次连接的放空塔、空冷器、水冷器和气液分离罐，所述除臭净化系统设置于延迟焦化装置中每对焦炭塔塔顶，所述除臭净化系统包括抽真空器和分离罐，焦炭塔塔顶气体出口与抽真空器的气体入口相连，抽真空器的气体出口与分离罐的气体入口相连，分离罐的顶部气体直通大气，分离罐的底部物料出口与冷焦池相连。

其中，所述冷焦池为现有延迟焦化工艺中现有设备，并不属于本发明所述除臭净化系统。

本发明中，所述延迟焦化装置为现有技术中已有装置，其包括至少一对焦炭塔，每对焦炭塔之间都有设有阀门的管路相连接，以便于当一座焦炭塔(老塔)内原料油反应生成设定高度的焦炭时，可以切换至另一座焦炭塔(新塔)继续进行生产，每对焦炭塔塔顶产生的油气经油气线进入分馏塔，同时，每对焦炭塔塔顶还通过管路依次与放空塔、空冷器、水冷器和气液分离罐相连以排放焦炭塔中的残余气体。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，所述除臭净化系统包括冷焦水泵，所述冷焦水泵与分离罐的液相入口相连。

作为本发明优选的技术方案，所述分离罐内设有喷淋装置，通过所述喷淋装置吸收溶解废气中的臭味气体及焦粉。

作为本发明优选的技术方案，所述除臭净化系统通过抽真空器以抽真空的形式，将焦炭塔塔顶出来的废气吸入至分离罐内，通过冷焦水喷淋冷却，将气体中可凝结的废气及焦粉溶解在冷焦水中，不凝气排放至大气。

第二方面，本发明提供了上述除臭净化系统的除臭净化方法，所述方法为：在待冷焦和除焦的焦炭塔开盖前30min，待冷焦和除焦的焦炭塔开盖过程以及整个除焦过程中均保持除臭净化系统在开启状态，将从待冷焦和除焦的焦炭塔中抽出的气体进行水洗，水洗得到的不凝气体直接排放，水洗得到的液体进行后续处理。

其中，所述后续处理为将水洗下来的液体排放至焦池与原焦池中的水一起进行处理。

本发明中，待冷焦和除焦的焦炭塔内的气体被抽空装置抽出，气体进入分离罐，在分离罐内与自罐顶来的冷焦水逆流接触冷凝冷却，不凝气从罐顶排放至大气，冷凝下来的液体从分离罐底部流出排放至焦池，与原焦池中的水一起进行处理。

在溢流冷焦工艺中，当待冷焦和除焦的焦炭塔塔顶温度＜150℃，塔顶压力＜0.1MPag时，将待冷焦和除焦的焦炭塔塔顶出口由送至放空塔改成送至溢流线，打开待冷焦和除焦的焦炭塔溢流管线上的溢流阀，关闭至放空塔管线上的放空阀，开始溢流冷却焦炭。

作为本发明优选的技术方案，在待冷焦和除焦的焦炭塔的给水冷焦阶段，当待冷焦和除焦的焦炭塔中水位从焦炭塔塔顶溢流出，待冷焦和除焦的焦炭塔塔顶温度＞150℃，塔顶压力＞0.1MPa时，投用除臭净化系统。

在上述浸泡冷焦过程中启用待冷焦和除焦的焦炭塔顶部的除臭净化系统，目的在于降低该焦炭塔内的压力，加速塔内水汽化，进而提高冷焦速度，以保证不影响其他操作步骤的时间。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明所述的除臭净化系统安装在焦炭塔塔顶，在延迟焦化装置的给水冷焦末期以及整个除焦过程中对焦炭塔内的气体进行除臭净化，有效减少了焦炭塔开盖后塔周围水汽弥漫，减少了有害气体的排放；同时，焦炭塔开盖前，塔内有害气体基本被抽空，有效减轻开盖时对操作人员安全及健康的影响；

(2)本发明在冷焦末期，利用抽空装置抽出焦炭塔内的气体，降低末期焦炭塔内压力至常压，并回收塔内轻烃气体，焦炭塔内焦炭冷却效果更好。

附图说明

图1是对比例1中现有延迟焦化装置的工艺结构示意图，

图2是实施例1中所述延迟焦化装置的除臭净化系统的工艺结构示意图；

其中，1-焦炭塔，2-放空塔，3-空冷器，4-水冷器，5-气液分离罐，6-抽真空器，7-分离罐，8-冷焦水泵，9-水洗分离罐。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施例部分提供了一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统，所述延迟焦化装置包括至少一对焦炭塔1，以及与焦炭塔1塔顶依次连接的放空塔2、空冷器3、水冷器4和气液分离罐5，所述除臭净化系统设置于延迟焦化装置中每对焦炭塔1塔顶，所述除臭净化系统包括抽真空器6和分离罐7，所述焦炭塔1塔顶气体出口与抽真空器6的气体入口相连，抽真空器6的气体出口与分离罐7的气体入口相连，分离罐7的顶部气体直通大气，分离罐7的底部物料出口与冷焦池相连。

所述除臭净化系统的除臭净化方法为：在待冷焦和除焦的焦炭塔1开盖前30min、待冷焦和除焦的焦炭塔1开盖过程以及整个除焦过程中将从待冷焦和除焦的焦炭塔1中抽出的气体进行水洗，水洗得到的不凝气体直接排放大气，水洗得到的液体进行后续处理。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

如图2所示，本实施例提供了一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统，其中延迟焦化装置包括至少一对焦炭塔1，以及与焦炭塔1塔顶依次连接的放空塔2、空冷器3、水冷器4和气液分离罐5，所述除臭净化系统设置于延迟焦化装置中每对焦炭塔塔顶，所述除臭净化系统包括抽真空器6和分离罐7，焦炭塔1塔顶气体出口与抽真空器6的气体入口相连，抽真空器6的气体出口与分离罐7的气体入口相连，分离罐7的顶部气体直通大气，分离罐7的底部物料出口与冷焦池相连。

所述除臭净化系统包括冷焦水泵8，其与分离罐7的液相入口相连。

所述分离罐7内设有喷淋装置，通过所述喷淋装置吸收溶解废气中的臭味气体及焦粉。

所述除臭净化系统通过抽真空器6以抽真空的形式，将焦炭塔1塔顶出来的废气吸入至分离罐7内，通过冷焦水喷淋冷却，将气体中可凝结的废气及焦粉溶解在冷焦水中，不凝气排放至大气。

所述除臭净化系统的处理方法为：

对待冷焦和除焦的焦炭塔1采用溢流冷焦进行给水冷焦，当待冷焦和除焦的焦炭塔1塔顶温度＜150℃，塔顶压力＜0.1MPag时，将待冷焦和除焦的焦炭塔1塔顶出口由送至放空塔2改成送至溢流线，打开待冷焦和除焦的焦炭塔1溢流管线上的溢流阀，关闭至放空塔2管线上的放空阀，开始溢流冷却焦炭。

在待冷焦和除焦的焦炭塔1的温度降至85℃，溢流冷焦结束，将待冷焦和除焦的焦炭塔1中水排净后，启用除臭净化系统将待冷焦和除焦的焦炭塔1中的气体抽出进行水洗分离，30min后开启待冷焦和除焦的焦炭塔1的顶盖和底盖进行除焦，待冷焦和除焦的焦炭塔1的开盖过程以及整个除焦过程中均保持除臭净化系统在开启状态；

在溢流冷焦的进水中，当待冷焦和除焦的焦炭塔1中水从焦炭塔1塔顶溢流出，待冷焦和除焦的焦炭塔1塔顶温度＞150℃，塔顶压力＞0.1MPa时，投用除臭净化系统。

抽真空器6从待冷焦和除焦的焦炭塔1中抽出的气体进入分离罐7进行水洗，水洗得到的不凝气体排放至大气，水洗得到的液体进行后续处理。

采用本实施例所述的系统进行除臭净化，可有效减少焦炭塔开盖后塔周围水汽弥漫，减少有害气体排放，有效减轻开盖时对操作人员安全及健康的影响。

对比例1：

如图1所示，本对比例为现有典型的延迟焦化装置，其包括至少一对焦炭塔1，以及与焦炭塔1塔顶依次连接的放空塔2、空冷器3、水冷器4和水洗分离罐9。

本对比例所述系统的焦炭塔在进行冷焦和除焦过程中，焦炭塔打开塔顶呼吸阀后，由于背压降低，塔内的水再次汽化，并携带塔内烃类及含硫气体带出，造成塔周围水汽弥漫，同时污染环境，损害人体健康；且放水后打开焦炭塔顶盖前，塔内焦炭温度仍有80℃，塔内压力大于常压，对操作人员安全及健康存在严重的安全隐患。

并且本对比例所述系统在泡焦操作过程中，焦炭不容易冷却透彻，特别是操作末期，塔内温度较低，水的汽化速率降低，导致冷焦时间长，影响装置处理能力。

综合实施例1和对比例1可以看出，本发明所述的除臭净化系统安装在焦炭塔塔顶，在延迟焦化装置的给水冷焦末期以及整个除焦过程中对焦炭塔内的气体进行除臭净化，有效减少了焦炭塔开盖后塔周围水汽弥漫，减少了有害气体的排放；同时，焦炭塔开盖前，塔内有害气体基本被抽空，有效减轻开盖时对操作人员安全及健康的影响；

同时，本发明在浸泡冷焦末期，利用抽空装置抽出焦炭塔内的气体，降低末期焦炭塔内压力，并回收塔内轻烃气体，焦炭塔内焦炭冷却速加快。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (6)

1.一种用于延迟焦化装置的除臭净化系统，所述延迟焦化装置包括至少一对焦炭塔(1)，以及与焦炭塔(1)塔顶依次连接的放空塔(2)、空冷器(3)、水冷器(4)和气液分离罐(5)，其特征在于，所述除臭净化系统设置于延迟焦化装置中每对焦炭塔(1)塔顶，所述除臭净化系统包括抽真空器(6)和分离罐(7)，所述焦炭塔(1)塔顶气体出口与抽真空器(6)的气体入口相连，抽真空器(6)的气体出口与分离罐(7)的气体入口相连，分离罐(7)的顶部气体直通大气，分离罐(7)的底部物料出口与冷焦池相连。

2.根据权利要求1所述的除臭净化系统，其特征在于，所述除臭净化系统包括冷焦水泵(8)，所述冷焦水泵(8)与分离罐(7)的液相入口相连。

3.根据权利要求1或2所述的除臭净化系统，其特征在于，所述分离罐(7)内设有喷淋装置，通过所述喷淋装置吸收溶解废气中的臭味气体及焦粉。

4.根据权利要求1所述的除臭净化系统，其特征在于，所述除臭净化系统通过抽真空器(6)以抽真空的形式，将焦炭塔(1)塔顶出来的废气吸入至分离罐(7)内，通过冷焦水喷淋冷却，将气体中可凝结的废气及焦粉溶解在冷焦水中，不凝气排放至大气。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的除臭净化系统的除臭净化方法，其特征在于，所述方法为：在待冷焦和除焦的焦炭塔(1)开盖前30min、焦炭塔(1)开盖过程以及整个除焦过程中均保持除臭净化系统在开启状态，将从待冷焦和除焦的焦炭塔(1)中抽出的气体进行水洗，水洗得到的不凝气体直接排放，冷凝分离得到的液体进入冷焦池。

6.根据权利要求5所述的除臭净化方法，其特征在于，在待冷焦和除焦的焦炭塔(1)的给水冷焦阶段，当待冷焦和除焦的焦炭塔(1)中水位从焦炭塔(1)塔顶溢流出，待冷焦和除焦的焦炭塔(1)塔顶温度＞150℃，塔顶压力＞0.1MPa时，启动除臭净化系统。