CN205461670U - 一种储罐排放废气的深度净化回收装置 - Google Patents

一种储罐排放废气的深度净化回收装置 Download PDF

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方向晨
刘忠生
廖昌建
王海波
朴勇
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中国石油化工股份有限公司
中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
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Abstract

本实用新型涉及一种储罐排放废气的深度净化回收装置,主要包括吸收单元、脱硫单元、吸附单元和冷却单元,其中吸收单元包括油冷却器、引气设备和吸收塔,油冷却器用于将油吸收剂进行冷却,引气设备用于将储罐排放废气增压,并将增压气体引入吸收塔中与冷却后的油吸收剂进行吸收;脱硫单元包括脱硫反应器,用于对吸收塔顶排放气进行脱硫处理;吸附单元主要包括两个及以上并联吸附罐,用于对脱硫后废气交替进行吸附和再生;冷却单元包括富吸收油剂输送泵和再生冷却器,再生冷却器用于富吸收油剂对再生气进行冷却,水蒸气和大部分油气变为冷凝液,未被冷凝的气体再进入吸收塔吸收。经该装置处理后,油气回收率可达97%-99%,并且能耗较低。

Description

一种储罐排放废气的深度净化回收装置
技术领域
[0001]本实用新型属于环境保护与节能技术领域,涉及一种储罐排放废气的深度净化回收装置,具体地说是一种炼油厂中间油品储罐、酸性水储罐、污油罐、沥青罐区、高温蜡油罐区等储罐排放废气的深度净化回收装置。
背景技术
[0002]炼油厂中间油品储罐、酸性水储罐、污油罐、沥青罐区、高温蜡油罐区等储罐排放废气以及氧化脱硫醇尾气中含有氧气、氮气、水蒸气、油气、有机硫化物等,有的废气中还含有硫化氢、氨气或高沸点有机物等,直接排放即浪费油气资源,也对周围大气造成严重污染。
[0003]文献“炼厂酸性水罐区气体减排和治理新技术”(炼油技术与工程,2012年第42卷第3期第58-62页)涉及一种“低温柴油吸收十碱液吸收”处理酸性水罐区废气的工艺,硫化氢、有机硫化物去除率接近100%,油气回收率可达95%,净化气体中油气浓度在16000-31000mg/m3。文献“炼油厂氧化脱硫醇尾气治理技术工业应用”(炼油技术与工程,2014年第44卷第4期第62-64页)涉及一种“低温柴油吸收+碱液吸收”处理氧化脱硫醇尾气的工艺,油气回收率可达95%,有机硫化物去除率大于99%,净化气体中油气浓度小于25000mg/m3。
[0004]采用低温柴油吸收法处理污油罐、沥青罐区、高温蜡油罐区排放气体,可以控制净化气体中油气浓度在25000mg/m3以下。但由于这些罐区排放的油气浓度较低,因此,油气回收率很难达到95%以上。CN200920247554.6公开了一种含烃废气的回收处理系统,包括脱硫装置和柴油吸收装置,烃回收率约92%。在国家标准和地方标准对油气回收率要求越来越高的情况下,许多炼油厂罐区排放废气仅通过低温柴油吸收+碱液吸收处理,已不能满足排放标准要求。
实用新型内容
[0005]针对炼油厂储罐排放废气回收不达标等问题,本实用新型提供了一种储罐排放废气的深度净化回收装置。经该装置处理后,油气回收率可达97%_99%,并且能耗较低。
[0006]本实用新型储罐排放废气的深度净化回收装置,主要包括吸收单元、脱硫单元、吸附单元和冷却单元,其中吸收单元包括油冷却器、引气设备和吸收塔,油冷却器用于将油吸收剂进行冷却,引气设备用于将储罐排放废气增压,并将增压气体引入吸收塔中与冷却后的油吸收剂进行吸收;脱硫单元包括脱硫反应器,用于对吸收塔顶排放气进行脱硫处理;吸附单元主要包括两个及以上并联吸附罐,用于对脱硫后废气交替进行吸附和再生;冷却单元包括富吸收油剂输送栗和再生冷却器,再生冷却器用于富吸收油剂对再生气进行冷却,水蒸气和大部分油气变为冷凝液,未被冷凝的气体再进入吸收塔吸收。
[0007]本实用新型中,所述的储罐排放废气主要来自中间油品储罐、酸性水储罐、污油罐、沥青罐区、高温蜡油罐区等储罐排放的废气,尤其适合于污油罐、沥青罐区、高温蜡油罐区等储罐排放的油气浓度较低的废气。
[0008]本实用新型中,所述油冷却器为本领域常规使用的冷却器,如可以采用常规管式换热器、板式换热器等,用于将油吸收剂冷却降温至O〜15°C,优选为2〜5°C,然后进入吸收塔中用于吸收油气和部分硫化氢,吸收油气后油吸收剂变为富吸收油剂,经栗提升至再生冷却器中冷却再生气,然后进入储油罐或加氢装置处理。本实用新型不需要对废气进行多级冷凝或深度冷凝,仅将油吸收剂冷却降温至O〜15°C,不仅降低了设备投资和能源消耗,而且避免温度过低对吸附剂微孔的堵塞、破坏等作用。
[0009]本实用新型中,油吸收剂可以采用粗柴油、催化裂化分馏塔柴油馏分、常二线或常三线的粗柴油等。引气设备可以采用液环式真空栗、干式真空栗、防爆风机等。控制吸收塔的吸收压力为0_200kPaG,优选为50_1 OOkPaG,液气比为40_150L/m3,优选80_120L/m3。
[0010]本实用新型中,所述脱硫反应器用于对吸收塔顶排放气进行脱硫处理,脱硫反应器中的碱液一般采用氢氧化钠溶液,脱硫后的废碱液去碱渣处理装置。
[0011]本实用新型中,所述吸附罐设置两个及以上,如可以设置2〜6个,优选2〜3个进行交替运行。当一个吸附罐吸附饱和时,切换至另一吸附罐进行吸附,饱和的吸附罐进行再生。吸附罐吸附时间按8〜24小时设计,再生时间按6〜10小时设计。
[0012]本实用新型中,进一步地,在吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。油气吸附床层填充的吸附剂采用活性炭、活性炭纤维、改性活性炭等中的一种或几种,装填量按饱和活性炭可吸附油气量1%〜5%(w)设计。脱水床层的脱水剂采用具有脱水作用的填料,如可以采用硅胶、分子筛等。吸附罐内设置了脱水床层,在吸附剂上不会出现水蒸气结晶现象,避免了水结冰对吸附剂微孔的堵塞、破坏等作用,从而有效地延长和保护了吸附剂的使用寿命。
[0013]本实用新型中,吸附饱和的吸附剂通过热蒸汽再生,采用110〜160°C的低压饱和蒸汽再生,可有效地将吸附剂上的重组分油气解吸,提高吸附效果。吸附罐热再生完成后,采用氮气进行吹扫,降温到60°C以下,再用空气进行吹扫,降温到常温。吸附罐下部的再生气进入冷却单元处理。
[0014] 本实用新型中,吸附罐产生的再生气经再生冷却器冷却降温至15°C〜25°C,可将再生气中的绝大部分水蒸汽和油气冷凝分离,冷却器可采用常规管式换热器、板式换热器等。另外,冷却器需要设置气液分离器,用于实现冷却液与气体的分离,回收冷凝油和冷凝水。冷凝油和冷凝水可以送往酸性水罐、污油罐回收。
[0015]本实用新型中,所述冷却单元还包括富吸收油剂输送栗和储油罐等,用于将富吸收油剂收集和储存,或者输送至加氢装置处理。
[0016]采用上述废气深度净化回收装置的方法,包括如下内容:油吸收剂经油冷却器冷却降温至(TC〜15°C,在吸收塔内对由引气设备引入并增压的罐顶排放废气进行吸收;油吸收剂吸收油气后变为富吸收油剂,经栗提升至冷却器冷却再生气后进入储油罐或加氢装置处理,吸收油气和部分硫化氢后的塔顶排放气进入脱硫反应器,脱硫后的气体进入吸附罐中进行吸附;吸附罐设置两组及以上,进行切换操作,当一个吸附罐吸附饱和时,切换至另一吸附罐吸附,吸附后的净化气达标排放;吸附饱和的吸附罐采用热蒸汽再生,再生气经富吸收油剂冷却至15°C〜25°C,再生气中水蒸气和大部分油气变为冷凝液,未被冷凝的气体再进入吸收塔吸收;吸附罐热再生完成后采用氮气进行吹扫降温到60°C以下,再用空气吹扫降温到常温。
[0017]进一步地,可以在吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。脱硫后的气体在吸附罐的下部先吸附脱水,脱水后气体在吸附罐的上部将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离,净化气体由吸附罐顶达标排放,从而提高吸附剂使用寿命。
[0018]与现有技术相比,本实用新型可以达到以下有益效果:
[0019] (I)采用“油剂吸收+碱液脱硫+吸附处理”组合处理装置,酸性水罐区排放气、汽油氧化脱硫醇尾气的油气回收率可达95%以上,中间油品罐、污油罐、沥青罐、高温蜡油罐排放气的油气回收率可达60%〜90%,吸收塔出口油气浓度小于25000mg/m3。同时在低温柴油吸收过程中有约60%〜90%的硫化氢被吸收,吸收尾气进入脱硫反应器进一步脱除硫化氢,硫化氢去除率接近100%。经过上述装置处理,总的油气回收率可达97%-99%,满足新的国家和地方标准要求。
[0020] (2)再生气采用蒸汽热再生、氮气降温、空气降温吹扫,可保证吸附剂再生效果,降低操作费用;再生气经过低温冷却、分离、再吸收过程,提高了总的油气回收率,可使得回收装置的油气回收效率达到97%-99%。
[0021] (3)由于吸附罐内设置了脱水床层,在吸附剂上不会出现水蒸气结晶现象,避免了水结冰对吸附剂微孔的堵塞、破坏等作用,从而有效地延长和保护了吸附剂使用寿命。
附图说明
[0022]图1是本实用新型废气深度净化回收装置的一种具体流程示意图;
[0023]其中:1-储罐排放废气;2-引气设备;3-吸收塔,4-油吸收剂,5-油冷却器,6_富吸收油剂输送栗,7-储油罐或加氢处理装置,8A/8B-吸附罐,9-净化气,10-热蒸汽,11-氮气,12-再生冷却器,13-冷凝液,14-未被冷凝的气体,15-脱硫反应器,16-空气,17-吹扫空气。
具体实施方式
[0024]下面通过附图和具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案和效果,但不限于下述的实施例。
[0025]本实用新型储罐排放废气的深度净化回收装置,主要包括吸收单元、脱硫单元、吸附单元和冷却单元,其中吸收单元主要包括油冷却器5、引气设备2和吸收塔3,油冷却器5用于将油吸收剂4进行冷却,引气设备2用于将储罐排放废气I增压,并将增压气体引入吸收塔3中与冷却后的油吸收剂4进行吸收;脱硫单元主要包括脱硫反应器15,用于对吸收塔顶排放气进行脱硫处理;吸附单元主要包括两个及以上并联吸附罐8A/8B,用于对脱硫后废气交替进行吸附和再生;冷却单元主要包括富吸收油剂输送栗6和再生冷却器12,再生冷却器12用于使富吸收油剂对再生气进行冷却,水蒸气和大部分油气变为冷凝液13,未被冷凝的气体14再进入吸收塔吸收。
[0026]采用上述废气深度净化回收装置的方法,包括如下内容:油吸收剂4经油冷却器5冷却降温至(TC〜15°C,在吸收塔3内对由引气设备2引入并增压的罐顶排放废气I进行吸收;油吸收剂4吸收油气后变为富吸收油剂,经栗提升至冷却器12冷却再生气后进入储油罐或加氢装置7处理,吸收油气和部分硫化氢后的塔顶排放气进入脱硫反应器15,脱硫后的气体进入吸附罐8。吸附罐8设置两组及以上,进行切换操作,在吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。当一个吸附罐8A吸附饱和时,切换至另一吸附罐SB进行吸附,8A/8B进行切换操作,吸附后的净化气9达标排放。吸附饱和的吸附罐采用热蒸汽10再生,再生气经富吸收油剂冷却至15°C〜25 °C,再生气中水蒸气和大部分油气变为冷凝液13,未被冷凝的气体14再进入吸收塔吸收;吸附罐热再生完成后采用氮气11进行吹扫降温到60°C以下,再用空气16吹扫降温到常温。
[0027]油气吸附床层填充的吸附剂采用活性炭、活性炭纤维、改性活性炭等中的一种或几种,装填量按饱和活性炭可吸附油气量1%〜5%(W)设计。脱水床层的脱水剂采用具有脱水作用的填料,如可以采用硅胶、分子筛等。脱硫后的气体在吸附罐的下部先吸附脱水,脱水后气体在吸附罐的上部将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离,净化气体由吸附罐顶达标排放,从而提高吸附剂使用寿命。
[0028] 实施例1
[0029]采用图1所述的装置对储罐排放废气进行处理。5个5000m3污油罐,排放气量约为500m3/h。油吸收剂采用粗柴油,油冷却器将柴油降温冷却至5°C,引气设备采用液环式真空栗,吸收压力为50kPaG,液气比为100 L/m3。吸收塔顶排放气进入脱硫反应器脱除硫化氢,吸收液采用氢氧化钠碱液;然后进入吸附罐8A进行吸附,将废气中的油气吸附在吸附床层上,当吸附罐8A吸附饱和时,切换至另一吸附罐SB进行吸附,饱和吸附罐8A采用热蒸汽再生,再生气经富吸收油剂冷却至20°C,再生气中水蒸气和大部分油气变为冷凝液,未被冷凝的气体再进入吸收塔吸收。经本实用新型装置处理后,油气回收率大于96%,净化气达标排放。
[0030] 实施例2
[0031]处理工艺及操作条件同实施例1,不同之处在于吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层,吸附床层填充的吸附剂采用活性炭,脱水床层的脱水剂采用分子筛。脱硫后的气体在吸附罐的下部先吸附脱水,脱水后气体在吸附罐上部将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离。经本实用新型装置处理后,油气回收率大于98%,净化气达标排放,吸附剂使用寿命可以延长3-9个月。
[0032] 比较例I
[0033]处理工艺及操作条件同实施例1,不同之处在于采用油剂吸收+碱液脱硫组合装置处理。经处理后,可以控制净化气体中油气浓度在25000mg/m3以下,但由于污油罐排放的油气浓度较低,因此,油气回收率很难达到95%以上。

Claims (10)

1.一种储罐排放废气的深度净化回收装置,其特征在于主要包括吸收单元、脱硫单元、吸附单元和冷却单元,其中吸收单元包括油冷却器、引气设备和吸收塔,油冷却器用于将油吸收剂进行冷却,引气设备用于将储罐排放废气增压,并将增压气体引入吸收塔中与冷却后的油吸收剂进行吸收;脱硫单元包括脱硫反应器,用于对吸收塔顶排放气进行脱硫处理;吸附单元主要包括两个及以上并联吸附罐,用于对脱硫后废气交替进行吸附和再生;冷却单元包括富吸收油剂输送栗和再生冷却器,再生冷却器用于富吸收油剂对再生气进行冷却,水蒸气和大部分油气变为冷凝液,未被冷凝的气体再进入吸收塔吸收。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述油冷却器采用管式换热器或板式换热器,用于将油吸收剂冷却降温至-5〜15°C。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:吸收油气后油吸收剂变为富吸收油剂,经输送栗提升至再生冷却器中冷却再生气,然后进入储油罐或加氢装置处理。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:引气设备采用液环式真空栗、干式真空栗或防爆风机,控制吸收塔的吸收压力为0_200kPaG,液气比为40-150L/m3。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述脱硫反应器用于对吸收塔顶排放气进行脱硫处理,脱硫反应器中的碱液采用氢氧化钠溶液,脱硫后的废碱液去碱渣处理装置。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述吸附罐设置2〜6个进行交替运行,当一个吸附罐吸附饱和时,切换至另一吸附罐进行吸附,饱和的吸附罐进行再生。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:在吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。
8.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:油气吸附床层填充的吸附剂采用活性炭、活性炭纤维、改性活性炭中的一种或几种;脱水床层的脱水剂采用具有脱水作用的硅胶或分子筛。
9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:再生冷却器采用管式换热器或板式换热器,吸附罐产生的再生气经再生冷却器冷却降温至15°C〜25°C。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:再生冷却器设置气液分离器,用于实现冷却液与气体的分离,回收冷凝油和冷凝水。
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