CN202061538U

CN202061538U - 酸性水罐尾气处理装置

Info

Publication number: CN202061538U
Application number: CN2011201040826U
Authority: CN
Inventors: 何庆生; 刘献玲; 张建成; 曹玉红; 田小峰; 王贵宾; 范景福
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Luoyang Petrochemical Engineering Corp
Priority date: 2011-04-12
Filing date: 2011-04-12
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2021-04-12

Abstract

本实用新型提供一种酸性水罐尾气处理装置。该酸性水罐尾气处理装置包括气液分离器、填料吸收塔、气体排放烟囱、3个超重力旋转床和3个溶剂罐，其中超重力旋转床和填料吸收塔上分别设有气体进口、气体出口、液体进口和液体出口，3个超重力旋转床串联连接。使用本实用新型可减小系统阻力，解决炼油化工行业酸性水罐罐顶排放的小流量和成分复杂的气体污染问题。

Description

酸性水罐尾气处理装置

技术领域

本实用新型属于气体治理领域，是关于炼油、化工行业酸性水罐逸出尾气治理的新型成套装置。

背景技术

随着加工原油硫含量的不断增加，酸性水汽提装置的酸性水罐挥发气体的尾气污染程度也越来越严重。这些气体不仅影响人们的身体健康，而且加剧了罐顶及附近设备的腐蚀，是炼油厂一个重要的恶臭污染源。酸性水罐顶挥发性气体的组成复杂，主要含有挥发性有机化合物(简称VOCs)、硫化氢(H₂S)、甲硫醇、甲硫醚、氨氮(NH₃-N)等。如中国石化长岭分公司的酸性水罐顶挥发性气体组成为：H₂S为1863mg/m³，NH₃为883mg/m³，总烃为15600mg/m³。镇海炼化公司酸性水罐罐顶挥发性气体中除含20％～50％的烃外，还含有10～300mg/m³的H₂S，5～40mg/m³的甲硫醇，10～200mg/m³的甲硫醚和10～400mg/m³的二甲二硫等。广州石化公司酸性水罐顶挥发性气体含H₂S约2200mg/L、有机硫化合物约600mg/L、氨氮化合物约1000mg/L，总烃为51000mg/m³。大多数VOCs有异味，对环境及人体健康造成危害，最为严重的是如果排放不当会发生燃烧和爆炸，给企业安全生产造成极大隐患。硫化氢(H₂S)、甲硫醇、甲硫醚、氨氮(NH₃-N)等一方面造成设备的腐蚀，同时严重污染环境危害工作人员的身心健康。

目前常用恶臭气体处理的传统工艺方法有：水洗法、冷却法、吸附法、高能离子法、生物法、化学吸收法、氧化法、燃烧法等。水洗法，吸收效率不高，应用范围有限；冷却法，效率低，效果差，不能满足处理要求；吸附法，处理负荷小，操作成本高，不适合处理大流量，高浓度的恶臭气体；高能离子法也是最近几年进行实验室研究的方法，但是，只适用于有机低浓度高分子污染物，而且设备投资较大；生物法技术不成熟并只适用于可生物降解的水溶性低浓度恶臭气体，同时运行维护难度大，装置启动慢；炼油化工行业使用最多的是化学吸收法，燃烧法，化学吸收法因使用传统的吸收塔，吸收效率不高，而受到制约；燃烧法因工艺复杂，投资高等原因应用也受到限制；未来恶臭气体处理的发展趋势仍是根据不同的工况条件，采用多种方法综合治理的工艺。中国专利ZL200520042029公开了种恶臭治理装置，其包括吸收塔、送风装置，吸收塔贮罐，催化氧化塔和水力喷射吸收器。可处理大流量，固定型、突发型，高温恶臭气体；也可用于稳定排出，小流量，持久性恶臭源的治理；并可用于要求相对高的，接近居民区的恶臭源的治理。但该装置工艺流程复杂，设备与系统阻力降均很大，需要额外动力抽出气体进行处理，客观上增加了待处理气体的流量，增加了能耗，这样在增加处理量的同时也影响上游装置的安全操作；降膜吸收效率不高，不能去除成份复杂的恶臭气体或酸性气体与碱性气体共存的混合气体。炼油化工行业排放的恶臭气体具有浓度较高，流量大，成分复杂等特点。中国专利ZL 200810049515公开了一种恶臭气体处理组合工艺，以解决炼油化工行业排放的高浓度、大流量、成分复杂的恶臭气体污染问题。该专利是选用超重力旋转床和填料吸收塔，用两种吸收剂对恶臭气体进行多级吸收，安全性能好、设备运行动力消耗低。但该工艺只能用于吸收硫化氢、氨气、有机硫化物(甲硫醇、乙硫醇、丙硫醇、甲硫醚等)，对挥发性有机化合物没有提供解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种酸性水罐尾气处理装置，其是建立在传统方法基础上，并对传统方法的进一步优化完善，使用本实用新型可减小系统阻力，解决炼油化工行业酸性水罐罐顶排放的小流量和成分复杂的气体污染问题。

本实用新型所处理的酸性水罐尾气主要含有挥发性有机化合物(简称VOCs)、硫化氢(H₂S)、甲硫醇、甲硫醚和氨气(NH₃)等。

本实用新型提供一种酸性水罐尾气处理装置，其技术方案是：该酸性水罐尾气处理装置包括气液分离器、填料吸收塔、气体排放烟囱、3个超重力旋转床和3个溶剂罐，其中超重力旋转床和填料吸收塔上分别设有气体进口、气体出口、液体进口和液体出口，3个超重力旋转床串联连接。

本实用新型进一步特征在于：每个超重力旋转床的气体进口设在超重力旋转床的下部，气体出口设在超重力旋转床的上部。

本实用新型进一步特征在于：气液分离器通过第一超重力旋转床气体进口与第一超重力旋转床连接，填料吸收塔通过填料吸收塔气体进口和第一超重力旋转床气体出口与第一超重力旋转床，第一溶剂罐分别与填料吸收塔和第一超重力旋转床连接，填料吸收塔通过填料吸收塔气体出口和第二超重力旋转床气体进口与第二超重力旋转床，第二超重力旋转床与第二溶剂罐连接，第二超重力旋转床通过第二超重力旋转床气体出口和第三超重力旋转床气体进口与第三超重力旋转床连接，第三超重力旋转床与第三溶剂罐连接，第三超重力旋转床通过第三超重力旋转床气体出口与气体排放烟囱连接。

本实用新型所述气液分离器主要是用来分离酸性水罐尾气中的水蒸气以及C₄以上油气组分，以减少后续操作单元的设备腐蚀，从而延长设备寿命。其原理是依据温度差、水和气的密度差，将气、水、油气分离。该分离器设有聚集网，当带有液沫的气体以一定的速度上升，通过聚集网时，由于液沫上升的惯性作用，使得液沫与细丝碰撞而粘附在细丝的表面上。细丝表面上的液沫进一步扩散及液沫本身的重力沉降，使液沫形成较大的液滴沿着细丝流至它的交织处。由于细丝的可湿性、液体的表面张力及细丝的毛细管作用，使得液滴越来越大，直至其自身的重力超过气体上升的浮力和液体表面张力的合力时，就被分离而下落，流至容器的底部。

本实用新型所述超重力旋转床是一种高效吸收设备，在整个工艺系统中作为吸收设备使用。吸收剂在旋转床内高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的情况下与气体以较大的相对速度逆流接触，气体与多级雾化的液膜充分接触，达到了层层吸收，提高了处理效果。与传统的传质设备相比传质效率提高了1～2个数量级。

本实用新型所述填料吸收塔是一种高效吸收设备，内设有填料作填充物和液体分布器，塔内气液流动方式呈逆流，气体自塔底进入，液体从塔的高处向下喷淋，气体与填料表面的液膜多次充分接触，从而提高了吸收效果。

本实用新型所述气体排放烟囱是用于排放净化后的气体，通常烟囱高度设计为15米。

本实用新型所述溶剂罐用于存储吸收液，其中第一溶剂罐存储碱性吸收剂用于吸收硫化氢(H₂S)、甲硫醇、甲硫醚等酸性气体，第二溶剂罐存储柴油类可以吸收挥发性有机物苯系物的有机溶剂用于吸收挥发性有机化合物气体，第三溶剂罐存储净化水或弱酸性吸收剂用于吸收氨气气体。

本实用新型提供的酸性水罐尾气处理装置适合于小流量酸性水罐逸出气体的净化处理，其与现有技术相比一方面解决了酸性水罐逸出气体的污染问题，将有毒恶臭气体进行无害化处理，提高了环境质量，保证工作人员的身心健康；另一方面回收了大部分有经济价值的有机烃，达到节能减排的目的。其优点是：

(1)能耗低，仅为同类技术的1/3～1/5；

(2)自逸式处理方式，可避免对上游的生产装置安全平稳运行产生影响；

(3)装置系统压降低，微正压操作，保证了酸性水罐的安全。

(4)设备运行动力消耗低。设备结构紧凑，操作简便，操作弹性大。

(5)吸收后的废液处理简便，可直接进污水处理系统处理。

(6)吸收后的有机溶剂(如气柴油)可进入分馏塔进行产品精制。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。但并不限制本实用新型的使用范围。

本实用新型超重力旋转床可选用中国专利CN2229833。

附图及附图说明

图是本实用新型一种简单装置图。

1-第一超重力旋转床，2-填料吸收塔，3-第二超重力旋转床，4-第三超重力旋转床，5-气液分离器，6-第一溶剂罐，7-第二溶剂罐，8-第三溶剂罐，9-第一超重力旋转床气体进口，10-第一超重力旋转床液体进口，11-第一超重力旋转床气体出口，12-第一超重力旋转床液体出口，13-填料吸收塔气体进口，14-填料吸收塔气体出口，15-填料吸收塔液体进口，16-填料吸收塔液体出口，17-第二超重力旋转床气体进口，18-第二超重力旋转床气体出口，19-第二超重力旋转床液体出口，20-第二超重力旋转床液体进口，21-第三超重力旋转床气体进口，22-第三超重力旋转床气体出口，23-第三超重力旋转床液体出口，24-第三超重力旋转床液体进口，25、26、27-泵，28-气体排放烟囱，29-进料管线。

具体实施方式

如图所示，该酸性水罐尾气处理装置包括气液分离器5、填料吸收塔2、气体排放烟囱28、第一超重力旋转床1、第二超重力旋转床3、第三超重力旋转床4、第一溶剂罐6、第二溶剂罐7和第三溶剂罐8，其中第一超重力旋转床1上设有第一超重力旋转床气体进口9、第一超重力旋转床气体出口11、第一超重力旋转床液体进口10和第一超重力旋转床液体出口12，填料吸收塔2上设有填料吸收塔气体进口13、填料吸收塔气体出口14、填料吸收塔液体进口15和填料吸收塔液体出口16，第二超重力旋转床3上设有第二超重力旋转床气体进口17、第二超重力旋转床气体出口18、第二超重力旋转床液体进口20和第二超重力旋转床液体出口19，第三超重力旋转床4上设有第三超重力旋转床气体进口21、第三超重力旋转床气体出口22、第三超重力旋转床液体进口24和第三超重力旋转床液体出口23，第一超重力旋转床1、第二超重力旋转床3和第三超重力旋转床4串联连接。

所述第一超重力旋转床气体进口9设于第一超重力旋转床1的下部，第一超重力旋转床气体出口11设于第一超重力旋转床1的上部，所述第二超重力旋转床气体进口17设于第二超重力旋转床3的下部，第二超重力旋转床气体出口18设于第二超重力旋转床3的上部，第三超重力旋转床气体进口21设于第三超重力旋转床4的下部，第三超重力旋转床气体出口22设于第三超重力旋转床4的上部。

所述气液分离器5通过第一超重力旋转床气体进口9与第一超重力旋转床1连接，填料吸收塔2通过填料吸收塔气体进口13和第一超重力旋转床气体出口11与第一超重力旋转床2，第一溶剂罐6分别通过第一超重力旋转床液体出口12和第一超重力旋转床液体进口10与第一超重力旋转床1连接，第一溶剂罐6分别通过填料吸收塔液体进口15和填料吸收塔液体出口16与填料吸收塔2连接，填料吸收塔2通过填料吸收塔气体出口14和第二超重力旋转床气体进口17与第二超重力旋转床3，第二超重力旋转床3通过第二超重力旋转床液体进口20和第二超重力旋转床液体出口19与第二溶剂罐连接7，第二超重力旋转床3通过第二超重力旋转床气体出口18和第三超重力旋转床气体进口21与第三超重力旋转床4连接，第三超重力旋转床4通过第三超重力旋转床液体进口24和第三超重力旋转床液体出口23与第三溶剂罐8连接，第三超重力旋转床4通过第三超重力旋转床气体出口22与气体排放烟囱28连接。

本实用新型装置的操作方法如下：

酸性水罐尾气通过进料管线29利用自身压力由下部进入气液分离器5，在气液分离器5中实现气体与液体的分离，分离后的气体从气液分离器5的上部出来后，通过第一超重力旋转床气体进口9进入第一超重力旋转床1下部，吸收剂A由第一溶剂罐6在泵25的作用下通过第一超重力旋转床液体进口10进入第一超重力旋转床1中，酸性水罐尾气在床体雾化作用下与吸收剂A进行化学吸收催化氧化反应，此为一级吸收，反应后，液相由第一超重力旋转床液体出口12返回第一溶剂罐6中。处理后的气体通过填料吸收塔气体进口13进入填料吸收塔2，吸收液A由第一溶剂罐6在泵25的作用下通过填料吸收塔液体进口15进入填料吸收塔2，在填料吸收塔2中，使用专用填料及新型多级液体分布器，可使气体与吸收剂层层吸收，填料吸收塔2中的液相从填料吸收塔液体出口16排入第一溶剂罐6中，第一溶剂罐6中的吸收剂A循环使用，第一超重力旋转床1中的气相从填料吸收塔2的上部由填料吸收塔气体出口14排出，经第二超重力旋转床气体进口17进入第二超重力旋转床3的下部，吸收剂B由第二溶剂罐7经泵26和第二超重力旋转床液体进口20进入第二超重力旋转床3中，在第二超重力旋转床3中，气体与吸收剂B充分接触吸收气体中的有机烃，吸收后的液体由第二超重力旋转床液体出口19排入第二溶剂罐7中，第二溶剂罐7中的吸收剂B循环使用，吸收处理后的气体由第二超重力旋转床3气体出口18出来，通过第三超重力旋转床气体进口21进入第三超重力旋转床4，吸收剂C由第三溶剂罐8经泵27和第三超重力旋转床液体进口24进入第三超重力旋转床4，在第三超重力旋转床4中，待处理气体在雾化作用下与吸收剂C充分接触吸收气体中的NH₃类碱性气体，吸收后的液体由第三超重力旋转床液体出口23排入第三溶剂罐8中，第三溶剂罐8中的吸收剂C循环使用，经第三超重力旋转床4吸收处理后的气体由超重力旋转床4的上部的第三超重力旋转床气体出口22排出，引入气体排放烟囱28中集中排放。

所述吸收剂A为碱性吸收剂，吸收剂B是能够吸收挥发性有机物苯系物的有机溶剂或柴油，吸收剂C是净化水或弱酸性吸收剂用于吸收氨气气体。

使用效果：

本实用新型装置净化酸性水罐逸出气体，处理效果如表1：

表1酸性水罐尾气处理效果

由表1可知，利用本实用新型可有效处理炼油厂酸性水罐尾气。该气体的主要恶臭成分是H₂S 0～5000ppm、有机硫0～800ppm、NH₃0～3000ppm、VOCs：0.5％～5％。气体流量：0～1000m³/h。

气体吸收处理效果如表2所示：

表2气体吸收处理效果

Claims

1.一种酸性水罐尾气处理装置，其特征在于：该酸性水罐尾气处理装置包括气液分离器、填料吸收塔、气体排放烟囱、3个超重力旋转床和3个溶剂罐，其中超重力旋转床和填料吸收塔上分别设有气体进口、气体出口、液体进口和液体出口，3个超重力旋转床串联连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：每个超重力旋转床的气体进口设在超重力旋转床的下部，气体出口设在超重力旋转床的上部。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：气液分离器通过第一超重力旋转床气体进口与第一超重力旋转床连接，填料吸收塔通过填料吸收塔气体进口和第一超重力旋转床气体出口与第一超重力旋转床，第一溶剂罐分别与填料吸收塔和第一超重力旋转床连接，填料吸收塔通过填料吸收塔气体出口和第二超重力旋转床气体进口与第二超重力旋转床，第二超重力旋转床与第二溶剂罐连接，第二超重力旋转床通过第二超重力旋转床气体出口和第三超重力旋转床气体进口与第三超重力旋转床连接，第三超重力旋转床与第三溶剂罐连接，第三超重力旋转床通过第三超重力旋转床气体出口与气体排放烟囱连接。