CN211302563U - 一种油气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气处理系统，包括：用于吸附处理芳烃储罐输送的油气中的C₄ ⁺烃的第一吸附塔，第一吸附塔内设有用于装填C₄ ⁺烃吸附剂的第一装填层和用于对第一吸附塔进行冷却以使C₄ ⁺烃在C₄ ⁺烃吸附剂上冷凝的第一冷却装置；与第一吸附塔串联设置的第二吸附塔，第二吸附塔内设有用于装填C₂‑C₃烃吸附剂的第二装填层和用于对第二吸附塔进行冷却以使C₂‑C₃烃在C₂‑C₃烃吸附剂上冷凝的第二冷却装置，第二吸附塔设有用于排放达标气体的第一排放口。采用串联设置的第一吸附塔和第二吸附塔，分别对油气中的C₄ ⁺烃和C₂‑C₃烃进行分级吸附处理，对芳烃罐区油气等较难处理的VOCs或有机废水具有较佳的处理效果。

Description

一种油气处理系统

技术领域

本实用新型涉及有机废气和有机废水的处理装备技术领域，更具体地说，涉及一种油气处理系统。

背景技术

在石化企业，对有机废气和有机废水的处理方式通常包括直接燃烧法、膜分离法、冷凝法、吸收法和吸附法等，上述多种处理方式各有优缺点，其中，比较常用的是吸附法，相应地，碳纳米吸附设备得到快速发展和应用。

然而，现有技术中的碳纳米吸附设备通常采用一种吸附剂对挥发性有机物(VOCs)或有机废水进行吸附，而由于VOCs或有机废水的复杂性，通常情况下，一种吸附剂并不能适用于所有VOCs或有机废水的处理。尤其是针对芳烃罐区油气，其含有非甲烷轻烃直至二甲苯的宽泛组成，而且不同烃的浓度与吸附特性存在巨大差异，因此，现有的碳纳米吸附设备对芳烃罐区油气的处理效果并不佳。

因此，如何提供一种处理效果较好的油气处理系统，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种油气处理系统，对芳烃罐区油气等较难处理的VOCs或有机废水具有较佳的处理效果。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种油气处理系统，包括：

用于吸附处理芳烃储罐输送的油气中的C₄ ⁺烃的第一吸附塔，所述第一吸附塔内设有用于装填C₄ ⁺烃吸附剂的第一装填层和用于对所述第一吸附塔进行冷却以使所述C₄ ⁺烃在所述C₄ ⁺烃吸附剂上冷凝的第一冷却装置；

与所述第一吸附塔串联设置的第二吸附塔，所述第二吸附塔内设有用于装填C₂-C₃烃吸附剂的第二装填层和用于对所述第二吸附塔进行冷却以使所述C₂-C₃烃在所述C₂-C₃烃吸附剂上冷凝的第二冷却装置，所述第二吸附塔设有用于排放达标气体的第一排放口。

优选地，所述第一吸附塔和所述第二吸附塔之间设有用于使所述第一吸附塔吸附处理后残留的C₄ ⁺烃转移到水中的洗涤及废水罐。

优选地，所述第一吸附塔设有：

用于对所述第一吸附塔内进行加热的第一加热装置；

用于使从所述C₄ ⁺烃吸附剂上蒸发的芳烃油排出的第一蒸发口；

所述油气处理系统还包括与所述第一蒸发口相连、用于对所述芳烃油进行冷却的冷凝器。

优选地，所述第二吸附塔设有：

用于对所述第二吸附塔内进行加热的第二加热装置；

用于使从所述C₂-C₃烃吸附剂上蒸出的C₂-C₃烃和水排出的第二蒸发口；

所述油气处理系统还包括与所述第二蒸发口相连、用于对所述第二吸附塔高温脱附的C₂-C₃烃进行氧化的催化剂氧化塔，所述催化剂氧化塔设有用于排放达标气体的第二排放口。

优选地，还包括与所述第一冷却装置、所述第一加热装置、所述第二冷却装置和所述第二冷却装置均相连的控制系统，用于控制所述第一冷却装置与所述第一加热装置切换工作，并控制所述第二冷却装置与所述第二加热装置切换工作。

优选地，所述第一吸附塔的数量为两个，两个所述第一吸附塔可切换工作的并联设置。

优选地，两个所述第一吸附塔均设有用于检测所述第一吸附塔是否吸附饱和的第一检测器，所述第一检测器与所述控制系统相连，以当其中一个所述第一吸附塔吸附饱和后，通过所述控制系统控制另一个所述第一吸附塔切换工作。

优选地，所述第二吸附塔的数量为两个，两个所述第二吸附塔可切换工作的并联设置。

优选地，两个所述第二吸附塔均设有用于检测所述第二吸附塔是否吸附饱和的第二检测器，所述第二检测器与所述控制系统相连，以当其中一个所述第二吸附塔吸附饱和后，通过所述控制系统控制另一个所述第二吸附塔切换工作。

优选地，还包括用于对所述第一吸附塔输送油气的芳烃储罐，所述芳烃储罐和所述第一吸附塔之间设有增压泵。

本实用新型提供的油气处理系统，采用串联设置的第一吸附塔和第二吸附塔，分别对油气中的C₄ ⁺烃和C₂-C₃烃进行分级吸附处理，先对油气中易吸附的C₄ ⁺烃进行吸附处理，再对难吸附的C₂-C₃烃进行吸附处理，在对C₂-C₃烃进行吸附处理时，C₂-C₃烃吸附剂不容易被C₄ ⁺烃污染，使得C₂-C₃烃吸附剂具有较长的吸附寿命和较高的吸附效率，因此，对芳烃罐区油气等较难处理的VOCs或有机废水具有较佳的处理效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例所提供的油气处理系统的结构示意图；

图2为图1的工艺流程图。

图1和图2中的附图标记如下：

1为第一吸附塔、2为第二吸附塔、3为洗涤及废水罐、31为生化池或汽提塔、32为来水净化系统、33为来水制冷系统、4为冷凝器、5为催化剂氧化塔、6为芳烃储罐、7为增压泵、81为第一缓冲罐、82为第二缓冲罐、9为混合芳烃罐、91为分离塔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种油气处理系统，对芳烃罐区油气等较难处理的VOCs或有机废水具有较佳的处理效果。

请参考图1-图2，图1为本实用新型具体实施例所提供的油气处理系统的结构示意图；图2为图1的工艺流程图。

需要说明的是，图1和图2中的箭头方向为气体或液体的流动方向。

本实用新型提供一种油气处理系统，包括串联设置的第一吸附塔1和第二吸附塔2，第一吸附塔1用于与芳烃储罐6相连，以对芳烃储罐6输送的油气中的C₄ ⁺烃进行吸附处理，第二吸附塔2的气体入口与第一吸附塔1的气体出口相连，第二吸附塔2用于对从第一吸附塔1排出的油气中的C₂-C₃烃进行吸附处理，第二吸附塔2设有第一排放口，用于排放将C₂-C₃烃吸附后达标的气体。

具体地，第一吸附塔1内设有第一装填层和第一冷却装置，第一装填层用于装填C₄ ⁺烃吸附剂，以使C₄ ⁺烃吸附剂对C₄ ⁺烃进行吸附；第一冷却装置用于对第一吸附塔1的内部空间进行冷却降温，以使第一吸附塔1内的温度保持在10-15℃，从而使得C₄ ⁺烃在C₄ ⁺烃吸附剂上冷凝。

可以理解的是，工作时，随着液相的增多，第一吸附塔1的冷却效果越来越好，第一吸附塔1内很快过渡到一个工作温度下的气体平衡状态，此时，C₄ ⁺烃在氮气中的分压将大幅度降低。

同理，第二吸附塔2内设有第二装填层和第二冷却装置，第二装填层用于装填C₂-C₃烃吸附剂，以使C₂-C₃烃吸附剂对C₂-C₃烃进行吸附，第二冷却装置用于对第二吸附塔2的内部空间进行冷却降温，以使C₂-C₃烃在C₂-C₃烃吸附剂上冷凝。

需要说明的是，本实用新型对C₄ ⁺烃吸附剂和C₂-C₃烃吸附剂的具体材质不做限定，本领域技术人员可以参见现有技术，例如，C₄ ⁺烃吸附剂和C₂-C₃烃吸附剂可以为不同组分的活性炭吸附剂或碳纳米材料吸附剂等。

另外，本实用新型对第一冷却装置和第二冷却装置的具体结构及其冷却原理不做限定，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。

作为一种优选方案，第一冷却装置和第二冷却装置均为冷却水装置，包括用于流通冷却介质的盘管，以通过冷却介质的间接换热，实现第一吸附塔1和第二吸附塔2内的冷却降温。

考虑到C₄ ⁺烃在C₄ ⁺烃吸附剂上的冷凝效果，以及C₂-C₃烃在C₂-C₃烃吸附剂上的冷凝效果，优选地，第一装填层与第一冷却装置的盘管接触设置；第二装填层与第二冷却装置的盘管接触设置。

由此可以看出，本实用新型提供的油气处理系统，采用串联设置的第一吸附塔1和第二吸附塔2，分别对油气中的C₄ ⁺烃和C₂-C₃烃进行分级吸附处理，先对油气中易吸附的C₄ ⁺烃进行吸附处理，再对难吸附的C₂-C₃烃进行吸附处理，在对C₂-C₃烃进行吸附处理时，C₂-C₃烃吸附剂不容易被C₄ ⁺烃污染，使得C₂-C₃烃吸附剂具有较长的吸附寿命和较高的吸附效率，因此，对芳烃罐区油气等较难处理的VOCs或有机废水具有较佳的处理效果。

在上述实施例的基础之上，第一吸附塔1的塔底通过第一管道与第一混合芳烃罐相连，以当第一吸附塔1的塔底有芳烃冷凝液时，通过第一管道将芳烃冷凝液直接送入第一混合芳烃罐内，以便送回分离塔91处理。

考虑到当第一吸附塔1对C₄ ⁺烃吸附不彻底时，对从第一吸附塔1排出的油气中的残留C₄ ⁺烃的处理方式，在上述实施例的基础之上，第一吸附塔1和第二吸附塔2之间设有用于使第一吸附塔1吸附处理后残留的C₄ ⁺烃转移到水中的洗涤及废水罐3。

具体地，将从第一吸附塔1的气体出口排出的气体通过第二管道通入洗涤及废水罐3中，通过气体的分布，并控制第二管道插入洗涤及废水罐3中的深度，来强化水对油气的洗涤作用，使从第一吸附塔1的气体出口排出的气体中的残留C₄ ⁺烃完全转移到水中，以避免残留C₄ ⁺烃进入第二吸附塔2内，对第二吸附塔2内的C₂-C₃烃吸附剂造成污染等。

可以理解的是，从洗涤及废水罐3中排出的气体在进入C₂-C₃烃吸附剂之前，需首先对其进行干燥，因此，优选地，第二吸附塔2内设有用于对从洗涤及废水罐3中排出的气体进行干燥的干燥室。也即，从洗涤及废水罐3中排出的气体进入第二吸附塔2后，先经过干燥后，再进行冷却，然后进入C₂-C₃烃吸附剂。

另外，考虑到气体洗涤后，在洗涤及废水罐3中产生的油水混合物中，含有少量的C₄ ⁺烃，为了便于对洗涤及废水罐3中溶解的C₄ ⁺烃进行处理，在上述实施例的基础之上，洗涤及废水罐3与生化池或汽提塔31相连。

也即，将洗涤及废水罐3中的油水混合物送生化池或汽提塔31进行处理。

考虑到洗涤及废水罐3的供水问题，在上述实施例的基础之上，洗涤及废水罐3与供水源之间通过来水净化系统32和来水制冷系统33相连。

也即，本实施例通过供水源对洗涤及废水罐3进行补水，且在补水时，通过来水制冷系统33对需要进入洗涤及废水罐3的水进行防爆处理，并通过来水净化系统32对需要进入洗涤及废水罐3的水进行净化。

考虑到对第一吸附塔1吸附的C₄ ⁺烃的回收问题，在上述任意一项实施例的基础之上，第一吸附塔1设有第一加热装置和第一蒸发口，该油气处理系统还包括与第一蒸发口相连的冷凝器4。

具体地，第一加热装置用于对第一吸附塔1内的空间进行加热，以将C4+烃吸附剂装填层上吸附的C₄ ⁺烃高温脱附；第一蒸发口用于将从C4+烃吸附剂装填层上蒸发的芳烃油排出；冷凝器4用于对从第一吸附塔1高温脱附的芳烃油进行冷凝。

本实施例对第一加热装置的具体结构不做限定，优选地，第一加热装置为蒸汽加热装置，包括夹套和换热管，以通过夹套和换热管中流通的蒸汽将第一吸附塔1内的空间加热至预设温度，例如，将第一吸附塔1加热到150℃。

本实施例中的冷凝器4内优选装填有瓷环，在本实施例的基础之上，冷凝器4与第二混合芳烃罐相连，以通过冷凝器4将由第一吸附塔1高温脱附的芳烃油变为液态芳烃混合物后，使液体芳烃混合物进入第二混合芳烃罐，便于定期将第二混合芳烃罐中的液体芳烃混合物送分离塔91处理。

需要说明的是，第一混合芳烃罐与第二混合芳烃罐可以为同一个混合芳烃罐9，也可以为不同的混合芳烃罐，本领域技术人员可以根据实际需要来选择。

可以理解的是，本实施例中的第一吸附塔1既具有低温吸附的作用，又具有高温脱附的功能，考虑到低温吸附与高温脱附功能的自动切换问题，在上述实施例的基础之上，还包括分别与第一冷却装置和第一加热装置相连的控制系统，以通过控制系统来控制第一加热装置与第一冷却装置切换工作。

需要说明的是，本实用新型对控制系统对第一加热装置与第一冷却装置切换工作的控制方法不做具体限定，例如，控制系统可以通过控制分别与冷却水装置和蒸汽加热装置相连的阀门的通断，来控制冷却介质和加热介质的切换，实现低温吸附与高温脱附功能的切换。

同理，考虑到对第二吸附塔2吸附的C₂-C₃烃的回收问题，在上述任意一项实施例的基础之上，第二吸附塔2设有第二加热装置和第二蒸发口，该油气处理系统还包括与第二蒸发口相连的催化剂氧化塔5，催化剂氧化塔5设有用于排放达标气体的第二排放口。

具体地，第二加热装置用于对第二吸附塔2内的空间进行加热，以将C₂-C₃烃吸附剂上吸附的C₂-C₃烃高温脱附；第二蒸发口用于将从C₂-C₃烃吸附剂上蒸发的C₂-C₃烃和水排出；催化剂氧化塔5用于对第二吸附塔2高温脱附的C₂-C₃烃进行氧化，在催化剂的作用下，将C₂-C₃烃变为CO₂与水，并将CO₂从第二排放口排出。

优选地，第二加热装置为蒸汽加热装置，包括夹套和换热管，以通过夹套和换热管中流通的蒸汽将第二吸附塔2内的空间加热至预设温度，例如，将第二吸附塔2加热到100～150℃。

也即，本实施例中的第二吸附塔2既具有低温吸附的作用，又具有高温脱附的功能，考虑到低温吸附与高温脱附功能的自动切换问题，在上述实施例的基础之上，上述控制系统分别与第二冷却装置和第二加热装置相连的控制系统，以通过控制系统来控制第二加热装置与第二冷却装置切换工作。本实用新型对控制系统对第二加热装置与第二冷却装置切换工作的控制方法不做具体限定。

为了提高第一吸附塔1的吸附效率，在上述任意一项实施例的基础之上，第一吸附塔1的数量为两个，两个第一吸附塔1可切换工作的并联设置。

也就是说，本实施例通过增设第一吸附塔1的数量，来提高第一吸附塔1的吸附效率，以当其中一个第一吸附塔1吸附饱和后，切换到另一个第一吸附塔1进行吸附工作。

当第一吸附塔1同时具有低温吸附和高温脱附的功能时，可以在第一个第一吸附塔1吸附饱和后，切换到第二个第一吸附塔1进行低温吸附的同时，控制第一个已吸附饱和的第一吸附塔1进行高温脱附工作。

考虑到两个第一吸附塔1自动切换的实现，在上述实施例的基础之上，两个第一吸附塔1均设有用于检测第一吸附塔1是否吸附饱和的第一检测器，第一检测器与控制系统相连，以当其中一个第一吸附塔1吸附饱和后，通过控制系统控制另一个第一吸附塔1切换工作。

需要说明的是，本实施例对第一检测器的具体结构及其检测原理不做限定，例如，第一检测器可以为设置在第一吸附塔1塔底的视镜，用于观察第一吸附塔1内部的液面情况，以通过检测第一吸附塔1内的液面情况来判断第一吸附塔1是否吸附饱和。第一检测器还可以为液位计，以通过检测第一吸附塔1内的液位高低来判断第一吸附塔1是否吸附饱和。

可以理解的是，控制系统可以通过控制两个第一吸附塔1内的第一冷却装置切换工作来实现两个第一吸附塔1的切换。

同理，为了提高第二吸附塔2的吸附效率，在上述任意一项实施例的基础之上，第二吸附塔2的数量为两个，两个第二吸附塔2可切换工作的并联设置。

也就是说，本实施例通过增设第二吸附塔2的数量，来提高第二吸附塔2的吸附效率，以当其中一个第二吸附塔2吸附饱和后，切换到另一个第二吸附塔2进行吸附工作。

当第二吸附塔2同时具有低温吸附和高温脱附的功能时，可以在第一个第二吸附塔2吸附饱和后，切换到第二个第二吸附塔2进行低温吸附的同时，控制第一个已吸附饱和的第二吸附塔2进行高温脱附工作。

考虑到两个第二吸附塔2自动切换的实现，在上述实施例的基础之上，两个第二吸附塔2均设有用于检测第二吸附塔2是否吸附饱和的第二检测器，第二检测器与控制系统相连，以当其中一个第二吸附塔2吸附饱和后，通过控制系统控制另一个第二吸附塔2切换工作。

需要说明的是，本实施例对第二检测器的具体结构及其检测原理不做限定，例如，第二检测器可以为用于检测第一排放口排出的气体中的非甲烷总烃含量的气体检测仪，以当第一排放口排出的气体中的非甲烷总烃含量达到非甲烷总烃合格排放最高值的80-85％时，通过控制系统控制两个第二吸附塔2切换工作。

为了满足第一吸附塔1吸附和脱附对油气压力的需求，在上述各个实施例的基础之上，还包括用于对第一吸附塔1输送油气的芳烃储罐6，芳烃储罐6和第一吸附塔1之间设有增压泵7。

也就是说，本实施例通过增压泵7对芳烃储罐6输送的油气进行增压，以便于适应第一吸附塔1的吸附与脱附工艺。

优选地，芳烃储罐6与增压泵7之间设有第一缓冲罐81；增压泵7与第一吸附塔1之间设有第二缓冲罐82。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的油气处理系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种油气处理系统，其特征在于，包括：

用于吸附处理芳烃储罐(6)输送的油气中的C₄ ⁺烃的第一吸附塔(1)，所述第一吸附塔(1)内设有用于装填C₄ ⁺烃吸附剂的第一装填层和用于对所述第一吸附塔(1)进行冷却以使所述C₄ ⁺烃在所述C₄ ⁺烃吸附剂上冷凝的第一冷却装置；

与所述第一吸附塔(1)串联设置的第二吸附塔(2)，所述第二吸附塔(2)内设有用于装填C₂-C₃烃吸附剂的第二装填层和用于对所述第二吸附塔(2)进行冷却以使所述C₂-C₃烃在所述C₂-C₃烃吸附剂上冷凝的第二冷却装置，所述第二吸附塔(2)设有用于排放达标气体的第一排放口。

2.根据权利要求1所述的油气处理系统，其特征在于，所述第一吸附塔(1)和所述第二吸附塔(2)之间设有用于使所述第一吸附塔(1)吸附处理后残留的C₄ ⁺烃转移到水中的洗涤及废水罐(3)。

3.根据权利要求1或2所述的油气处理系统，其特征在于，所述第一吸附塔(1)设有：

用于对所述第一吸附塔(1)内进行加热的第一加热装置；

用于使从所述C₄ ⁺烃吸附剂上蒸发的芳烃油排出的第一蒸发口；

所述油气处理系统还包括与所述第一蒸发口相连、用于对所述芳烃油进行冷却的冷凝器(4)。

4.根据权利要求3所述的油气处理系统，其特征在于，所述第二吸附塔(2)设有：

用于对所述第二吸附塔(2)内进行加热的第二加热装置；

用于使从所述C₂-C₃烃吸附剂上蒸出的C₂-C₃烃和水排出的第二蒸发口；

所述油气处理系统还包括与所述第二蒸发口相连、用于对所述第二吸附塔(2)高温脱附的C₂-C₃烃进行氧化的催化剂氧化塔(5)，所述催化剂氧化塔(5)设有用于排放达标气体的第二排放口。

5.根据权利要求4所述的油气处理系统，其特征在于，还包括与所述第一冷却装置、所述第一加热装置、所述第二冷却装置和所述第二冷却装置均相连的控制系统，用于控制所述第一冷却装置与所述第一加热装置切换工作，并控制所述第二冷却装置与所述第二加热装置切换工作。

6.根据权利要求5所述的油气处理系统，其特征在于，所述第一吸附塔(1)的数量为两个，两个所述第一吸附塔(1)可切换工作的并联设置。

7.根据权利要求6所述的油气处理系统，其特征在于，两个所述第一吸附塔(1)均设有用于检测所述第一吸附塔(1)是否吸附饱和的第一检测器，所述第一检测器与所述控制系统相连，以当其中一个所述第一吸附塔(1)吸附饱和后，通过所述控制系统控制另一个所述第一吸附塔(1)切换工作。

8.根据权利要求5所述的油气处理系统，其特征在于，所述第二吸附塔(2)的数量为两个，两个所述第二吸附塔(2)可切换工作的并联设置。

9.根据权利要求8所述的油气处理系统，其特征在于，两个所述第二吸附塔(2)均设有用于检测所述第二吸附塔(2)是否吸附饱和的第二检测器，所述第二检测器与所述控制系统相连，以当其中一个所述第二吸附塔(2)吸附饱和后，通过所述控制系统控制另一个所述第二吸附塔(2)切换工作。

10.根据权利要求1所述的油气处理系统，其特征在于，还包括用于对所述第一吸附塔(1)输送油气的芳烃储罐(6)，所述芳烃储罐(6)和所述第一吸附塔(1)之间设有增压泵(7)。

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