CN206121458U - 一种回收石化行业有机废气的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种回收石化行业有机废气的装置，采用多级复叠式高效节能冷凝、膜分离和变压吸附相耦合的方式，适用于石化行业炼化尾气、工艺排放气、储罐的大小呼吸废气、装卸站台挥发气等产生有机废气的场合，经回收治理后排放气的排放指标达到我国最新的排放标准。

Description

一种回收石化行业有机废气的装置

【技术领域】

本实用新型属于气体回收处理技术领域，涉及一种有机废气回收处理装置，具体涉及一种回收石化行业有机废气的装置。

【背景技术】

VOCs具有较浓的臭味、刺激性和毒性，在大气中易形成有机细粒子，是PM2.5的前驱体，也是引起雾霾的原因之一。目前全国工业源VOCs年排放量约为1500万吨，其中石油化工、建筑装饰、机械制造及印刷为四大主要排放源，分别占比17%、16%、11%和7%。第一排放大户石化行业VOCs排放源主要有两大类，一类是诸如石油炼化排放的工艺尾气，占其总排放的15%左右；另一类是油品储罐区、装卸站台等的呼吸气或挥发气，其排放量约占45%。

对于石化行业第一类有机废气，目前常规处理方法是进入火炬燃烧，或简单吸附处理后排放，排放气烃类浓度难以达标。对于第二类有机废气，由于含有多环芳 香烃等重组分，目前国内大多采用冷凝、吸收、吸附、燃烧及其组合处理工艺，能处理大部分VOCs，但运行成本居高不下，难以稳定达标排放，仍处于工艺优化、整体性能提升阶段。

目前成熟的石化行业有机废气回收处理技术由欧美等发达国家垄断。例如，美 国Air Products公司采用压缩冷凝+变压吸附的回收处理工艺（专利号为US6576043B2），先将处理气压缩至3.0MPa以上，再通过多级冷凝，将处理气的温 度降低到-45℃以下回收其中的绝大部分烃类，再经变压吸附回收几乎所有的烃类。但该工艺压缩系统投资高电耗大，处理气中的粉尘会严重影响压缩机及整个系统安全稳定；活性炭吸附剂机械强度不高，不适应长周期变压吸附操作，再生困难，整套装置运行成本高。

本实用新型针对化行业生产工艺复杂、产品种类多，生产排放的挥发性有机废气（VOCs）成分多样等特点，采用多级复叠式高效节能冷凝技术、先进的膜分离技术和专有的变压吸附技术相耦合的方式，提供一种回收石化行业有机废气的耦合装置，适用于石化行业炼化尾气、工艺排放气、储罐的大小呼吸废气、装卸站台挥发气等产生有机废气的场合，经回收治理后排放气的排放指标达到我国最新的排放标准。

【发明内容】

本实用新型所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种回收石化行业有机废气的装置，解决了石化行业有机废气回收难以达标排放的问题。

本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：

一种回收石化行业有机废气的装置，其特征在于，包括缓冲罐、风机、冷凝装置、膜分离器、膜分离真空泵、吸附装置、脱附真空泵、产品气/油罐、产品气/油泵和烟囱；所述缓冲罐连接至风机，风机可控连接至冷凝装置或吸附装置；冷凝装置的一个出口连接至产品气/油罐，另一个出口可控连接至膜分离器或吸附装置；膜分离器分别连接至吸附装置和膜分离真空泵，膜分离真空泵连接至缓冲罐；吸附装置分别连接至烟囱和脱附真空泵，脱附真空泵连接至缓冲罐；产品气/油罐与缓冲罐互连，产品气/油罐还连接至产品气/油泵。

本实用新型具有如下优点及有益效果：

（1）本实用新型针对石化行业生产工艺复杂、产品种类多，生产排放的挥发性有机废气成分多样等特点，适用于石化行业炼化尾气、工艺排放气、储罐的大小呼吸废气、装卸站台挥发气等产生有机废气的各种场合，

（2）冷凝装置采用三级梯度降温，为防止冷凝过程中有机废气结冰带来系统冷凝器堵塞，冷凝器采用双通道设计，可自动启动融冰系统。开发出节能除冰工艺、回热交换系统和换热器，实现了系统内能量的综合利用，确保系统稳定运行且能耗最低。

（3）可根据尾气处理量及组分不同，选择多级冷凝、膜分离和变压吸附三组模块不同的耦合方式，实现了石化行业有机废气低成本资源化回收及净化处理达标排放。

【附图说明】

图1是本实用新型的设备连接图

【具体实施方式】

实施例1

如图1，一种回收石化行业有机废气的装置，包括缓冲罐1、风机2、冷凝装置3、膜分离器8、膜分离真空泵11、吸附装置9、脱附真空泵10、产品气/油罐13、产品气/油泵14和烟囱15。缓冲罐1连接至风机2，风机2可控连接至一级冷凝器4的另一个入口或吸附装置9。膜分离器8分别连接至吸附装置9和膜分离真空泵11，膜分离真空泵11连接至缓冲罐1；吸附装置9分别连接至烟囱15和脱附真空泵10，脱附真空泵10连接至缓冲罐1；产品气/油罐13与缓冲罐1互连，产品气/油罐13还连接至产品气/油泵14。

冷凝装置3由一级冷凝器4、二级冷凝器5、三级冷凝器6、气液分离罐7及压缩机12组成。一~三级冷凝器4、5、6及气液分离罐7顺次连接。气液分离罐7设有两个出口，其中一个出口连接至一级冷凝器4的一个入口，另一个出口连接至产品气/油罐13。一级冷凝器4的一个出口（另一个出口连接二级冷凝器5）可控连接至膜分离器8或吸附装置9。压缩机12与二级冷凝器5、三级冷凝器6互联，给二级、三级冷凝器冷凝制冷。每一级冷凝器均含有两个蒸发器，当一个通道结霜需进行除霜操作时，可自动切换至另一通道，确保系统稳定运行且能耗最低。

吸附装置9采用多塔并联的方式，采用活性炭和硅铝分子筛吸附剂混装填充，吸附剂再生采用真空泵抽吸变压脱附；每塔各自处于不同的工作状态交替切换运行，其中始终有一塔处于吸附状态，一塔处于脱附状态。

实施例2

本实施案例是一种回收石化行业机废气的耦合装置，设备连接如图1虚线所示，包括缓冲罐1、风机2、吸附装置9、脱附真空泵10、产品气/油罐13、产品气/油泵14和烟囱15；用于低浓度、多组分、低压炼化尾气，由炼化行业生产过程中产生的大量的含低浓度的烃类（CxHy）尾气，其烃类组分主要有乙烯、丙烯等，平衡气为氮气。具体为：

有机废气经缓冲罐1稳压后，通过风机2进入吸附装置9，根据尾气处理量及组分不同，选择塔的数量。以两段六塔为例，一段对尾气（烃类组分最低浓度13%）进行净化，确保净化气非甲烷总烃浓度<1%(V)，处理后的净化气返回系统或直接排放，同时最大限度回收烃类组分（浓度约50%）进入二段；二段主要提高产品气浓度至92%以上，满足主体装置对产品气质量要求，同时确保烃类回收率96%以上。二段净化气再返回一段入口循环处理。每段均有六塔各自处于不同工作步骤交替切换运行，始终有一塔吸附，两塔均升压或降压，两塔抽真空互补平衡解吸，一塔产品气置换。经吸附处理后的净化气通过烟囱15达标排放，吸附下来的产品气经脱附真空泵10脱附后送入缓冲罐，经缓冲罐稳压后进入产品气罐13，产品气作为化工原料经产品气泵14输送到车间进行再利用。

实施例3

本实施案例是一种回收石化行业机废气的耦合装置，设备连接如图1所示，包括缓冲罐1、风机2、由一级冷凝器4、二级冷凝器5、三级冷凝器6、气液分离罐7和压缩机12组成的冷凝装置3、膜分离器8、膜分离真空泵11、吸附装置9、脱附真空泵10、产品气/油罐13、产品气/油泵14和烟囱15；用于石化行业罐区及装卸站台含有芳香烃等重组分的有机废气，具体为：

有机废气先进入缓冲罐1进行稳压，然后经风机2进入冷凝装置3，有机废气经过三级冷凝后进入气液分离器7进行气液分离，分离后的低温气体与进入一级冷凝器4的有机废气进行热量交换，接着进入膜分离器8，气液分离器7分离出的物质进入产品气/油罐13经产品气/油泵14送入管道。由膜分离器8分离后的有机气体进入吸附装置9，经吸附处理后的净化气通过烟囱15达标排放，吸附下来的物质经真空泵10脱附后与膜分离器8分离下来的物质经膜真空泵11一起送入缓冲罐1进行循环处理。

实施例4

本实施案例是一种回收石化行业机废气的耦合装置，设备连接如图1虚线所示，包括缓冲罐1、风机2、由一级冷凝器4、二级冷凝器5、三级冷凝器6、气液分离罐7和压缩机12组成的冷凝装置3、吸附装置9、脱附真空泵10、产品气/油罐13、产品气/油泵14和烟囱15；用于石化行业码头挥发的高浓度间断的有机废气，具体为：

有机废气先进入缓冲罐1进行稳压，然后经风机2进入冷凝装置3，有机废气经过三级冷凝后进入气液分离器7进行气液分离，分离后的低温气体与进入一级冷凝器4的有机废气进行热量交换，接着进入吸附装置9，气液分离器7分离出的物质进入产品气/油罐13经产品气/油泵14送入管道。经吸附处理后的净化气通过烟囱15达标排放，吸附下来的物质经真空泵10脱附后送入缓冲罐1进行循环处理。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式，可根据尾气处理量及组分，选择多级冷凝、膜分离和变压吸附三组模块的耦合方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种回收石化行业有机废气的装置，其特征在于，包括缓冲罐（1）、风机（2）、冷凝装置（3）、膜分离器（8）、膜分离真空泵（11）、吸附装置（9）、脱附真空泵（10）、产品气/油罐（13）、产品气/油泵（14）和烟囱（15）；所述缓冲罐（1）连接至风机（2），风机（2）可控连接至冷凝装置（3）或吸附装置（9）；冷凝装置（3）的一个出口连接至产品气/油罐（13），另一个出口可控连接至膜分离器（8）或吸附装置（9）；膜分离器（8）分别连接至吸附装置（9）和膜分离真空泵（11），膜分离真空泵（11）连接至缓冲罐（1）；吸附装置（9）分别连接至烟囱（15）和脱附真空泵（10），脱附真空泵（10）连接至缓冲罐（1）；产品气/油罐（13）与缓冲罐（1）互连，产品气/油罐（13）还连接至产品气/油泵（14）。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述冷凝装置（3）由一级冷凝器（4）、二级冷凝器（5）、三级冷凝器（6）、气液分离罐（7）及压缩机（12）组成，一~三级冷凝器（4、5、6）及气液分离罐（7）顺次连接；气液分离罐（7）的一个出口连接至一级冷凝器（4）的一个入口，另一个出口连接至产品气/油罐（13）；一级冷凝器（4）的一个出口可控连接至膜分离器（8）或吸附装置（9）；压缩机（12）与二级冷凝器（5）、三级冷凝器（6）互联；每一级冷凝器均含有两个蒸发器，当一个通道结霜需进行除霜操作时，可自动切换至另一通道。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于所述吸附装置（9）采用多塔并联的方式，采用活性炭和硅铝分子筛吸附剂混装填充，吸附剂再生采用真空泵抽吸变压脱附；每塔各自处于不同的工作状态交替切换运行，其中始终有一塔处于吸附状态，一塔处于脱附状态。