安全环保型碱液再生尾气处理装置的制作方法

专利2024-01-23  91


本发明涉及石油化工装置尾气处理技术领域,特别涉及一种处理液化气脱硫醇碱液再生尾气的安全环保型碱液再生尾气处理装置。



背景技术:

炼油厂内催化裂化装置、焦化装置和轻烃回收装置液化气脱硫醇单元主要采用碱液脱硫醇方法,这种方法脱硫醇后碱液需催化氧化再生,再生后尾气含有空气、烃类和硫化物等,硫化物种类较多,有较强的臭味,并且有中毒的危险,其中大部分介质受《恶臭污染物排放标准》(gb14554-1993)和《石油炼制工业污染物排放标准》(gb31570-2015)国家标准相关限值的限制。该尾气还具有爆炸危险性,不经过处理直接送至火炬或下游装置有一定安全隐患。

目前,现有装置液化气脱硫醇尾气处理主要采用通过烟囱高空直接排放、排放至火炬管网、送至硫磺(硫酸)装置焚烧炉燃烧、送至rto焚烧炉燃烧、采用吸附剂吸附、用柴油吸收后焚烧等措施及以上组合措施。采用高空直接排放和排放至火炬管网方案对环境和安全都有较大的隐患,而且由于尾气含有硫化物和氧气,容易在管线中析出单质硫,影响火炬系统安全平稳运行;送至硫磺焚烧炉燃烧方案由于焚烧炉对压降要求严格,尾气中烃类含量不稳定会影响焚烧炉的压降,焚烧后尾气需增加尾气处理措施;采用吸附剂吸附方案,吸附效率高,操作简单,但吸附剂床层达到穿透点时需更换吸附剂,产生废吸附剂需进一步处理,相应增加了操作费用和难度;采用柴油吸收工艺,吸收流程复杂,产生碱性柴油影响柴油加氢催化剂活性、处理成本较高,rto焚烧还需解决焚烧炉平面布置问题。



技术实现要素:

本发明的目的是针对背景技术中现有技术液化气脱硫醇碱液再生尾气处理措施生产成本高、对下游装置产生较大影响、不能有效解决尾气排放、尾气热值和氧气损失、能耗大、流程长等不足,提供一种流程简单、利用上游装置现有设施达标排放、有效利用尾气中热值和氧气的安全环保型碱液再生尾气处理装置。

一种安全环保型碱液再生尾气处理装置,通过催化裂化装置主风总管与催化裂化装置再生器相连通,包括静态混合器、水环压缩机组、变频器、水洗塔、缓冲罐、控制部分。

碱液再生尾气从静态混合器的一个进料口进入静态混合器内,压缩空气通过补压缩空气管线从静态混合器的另一个进料口进入静态混合器内,补压缩空气管线上设有补压缩空气流量控制阀。静态混合器的出料口与稀释尾气集合管相连通,稀释尾气集合管上靠近静态混合器的那端设有在线烃分析仪,稀释尾气集合管远离静态混合器的那端分二路,一路通过紧急泄压阀与余热锅炉烟气系统相连通,另一路与水环压缩机组的入口相连通。稀释尾气集合管上靠近水环压缩机组的入口的那端设有第一压力变送器。

水环压缩机组的出口管道分二路,一路通过回流阀与水环压缩机组的入口相连通,另一路与水洗塔中部的入口相连通,且连接水洗塔中部的入口的管线上设有第二压力变送器。水环压缩机组的电机与变频器相连。水洗塔顶部的出口与缓冲罐的入口相连通。催化裂化装置副产的酸性水从水洗塔上部进入水洗塔内,水洗塔上设有液位计,水洗塔底部设有水洗水排出管线,水洗水排出管线上设有水洗水液位控制阀。水洗水排出管线远离水洗塔的那端、水环压缩机组的排污口、缓冲罐底部的出口都与催化裂化装置粗汽油罐相连通。缓冲罐的顶部设有第三压力变送器。所述缓冲罐顶部的出口与尾气排出管线相连通,尾气排出管线上设有紧急切断阀,尾气排出管线远离缓冲罐的那端通过催化裂化装置主风总管与催化裂化装置再生器相连通。

所述控制部分分别与第一压力变送器、第二压力变送器、紧急泄压阀、紧急切断阀、回流阀、变频器、水环压缩机组、催化裂化装置主风单向阻尼阀相连。紧急泄压阀联锁信号来自水环压缩机组停机信号或紧急切断阀关闭信号。紧急切断阀信号来自催化裂化装置主风单向阻尼阀切断信号或水环压缩机组停机信号。控制部分通过第一压力变送器、第二压力变送器传输的数据控制回流阀的开度以及变频器驱动水环压缩机组的电机转速,使水环压缩机组的出口压力保持在所需的范围内。控制部分根据液位计的液位数据控制水洗水液位控制阀。在线烃分析仪通过控制部分与补压缩空气流量控制阀相连,控制部分根据在线烃分析仪传输的信号控制补压缩空气流量控制阀的开度从而保证经静态混合器混合后的气体在爆炸极限下限25%以下。

在其中一个实施例中,所述碱液再生尾气、静态混合器设置在液化气脱硫醇单元,所述水环压缩机组、水洗塔、缓冲罐设置在催化裂化装置单元。

在其中一个实施例中,在线烃分析仪通过控制部分与报警装置相连。

在其中一个实施例中,所述补压缩空气管线上对应补压缩空气流量控制阀与静态混合器之间设有第一止回阀和第二止回阀,防止尾气倒串。

在其中一个实施例中,所述静态混合器为sv型静态混合器。

在其中一个实施例中,所述水环压缩机组包括液环泵、分液罐、工作液冷却器,水环压缩机组的出口压力为0.45mpag。

在其中一个实施例中,所述水洗塔为散堆填料塔,所述散堆填料塔的填料床高度为3m,填料为直径25cm的散堆塑料鲍尔环。

在其中一个实施例中,所述水洗塔内酸性水与尾气的体积比为5~12l/nm3

在其中一个实施例中,所述尾气排放管线上对应紧急切断阀与缓冲罐顶部的出口之间设有二组并联的阻火器。

在其中一个实施例中,所述尾气排出管线为不锈钢管线。

本发明的优点和有益效果:

1、本发明将碱液再生尾气稀释至爆炸极限下限25%后输送至催化裂化装置,保证生产本质安全。稀释后的尾气增压后引入水洗塔利用催化裂化装置副产的酸性水脱碱,水洗塔底部和缓冲罐底部的含碱含硫酸性水排入催化裂化装置粗汽油罐循环处理,缓冲罐顶部稀释尾气经尾气排出管线排入催化裂化装置主风总管,再进入催化裂化装置再生器焚烧,因催化裂化装置本身设置有烟气脱硫脱硝系统,可进一步脱除排入尾气中的so2,实现尾气的达标排放,同时利用尾气中氧作为再生器烧焦用氧,回收尾气中烃类焚烧放出热量,具有节能和环保效果;解决了现有技术液化气脱硫醇碱液再生尾气直接稀释后排放到高空中,既对环境和安全造成隐患,又造成热值浪费的问题。

2、本发明适用于液化气脱硫醇装置,由于碱液再生尾气含有碱,本发明采用催化裂化装置副产的酸性水与稀释后的尾气逆流接触,利用酸性水中h2s,洗涤尾气中碱,避免尾气中碱对催化裂化催化剂活性影响;洗涤后的水洗水、缓冲罐底部的凝液、水环压缩机组的污液排入催化裂化装置粗汽油罐循环处理,实现凝液中烃类的回收。

3、本发明巧妙利用液化气脱硫醇装置和催化裂化装置上下游装置现有物料和尾气处理系统,根据物料性质合理进行设备平面布置,水洗水利用催化裂化装置副产的酸性水,水洗塔内水洗后的水洗水循环至催化裂化装置粗汽油罐,不新增污水排放口和外排水量,不影响下游装置运行。

4、本发明流程短、流程紧凑、运行可靠,值得在炼油厂液化气脱硫醇碱液再生尾气治理中推广。

5、本发明静态混合器、在线烃分析仪、补压缩空气流量控制阀的设计,有利于碱液再生尾气与压缩空气混合均匀,并保证尾气在输送过程中安全。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被认为是“设置”在另一个元件上,它可以是直接设置或连接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作。

除非另有定义,本文中所使用的所有的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施目的,不是旨在限制本发明。

实施例1

请参阅图1,一种安全环保型碱液再生尾气处理装置,通过催化裂化装置主风总管1与催化裂化装置再生器相连通,本发明包括静态混合器2、水环压缩机组3、变频器4、水洗塔5、缓冲罐6、控制部分。

具体的,碱液再生尾气7从静态混合器2的一个进料口进入静态混合器2内,压缩空气8通过补压缩空气管线81从静态混合器2的另一个进料口进入静态混合器2内。补压缩空气管线81上设有补压缩空气流量控制阀82。静态混合器2的出料口与稀释尾气集合管21相连通。稀释尾气集合管21上靠近静态混合器2的那端设有在线烃分析仪22。稀释尾气集合管21远离静态混合器2的那端分二路,一路通过紧急泄压阀9与余热锅炉烟气系统91相连通,另一路与水环压缩机组3的入口相连通。稀释尾气集合管21上靠近水环压缩机组3的入口的那端设有第一压力变送器31。水环压缩机组3的出口管道34分二路,一路通过回流阀32与水环压缩机组3的入口相连通,另一路与水洗塔5中部的入口相连通,且连接水洗塔5中部的入口的管线上设有第二压力变送器33。水环压缩机组3的电机与变频器4相连。水洗塔5顶部的出口与缓冲罐6的入口相连通。催化裂化装置副产的酸性水10从水洗塔5上部进入水洗塔5内。水洗塔5上设有液位计51,水洗塔底部设有水洗水排出管线52,水洗水排出管线上设有水洗水液位控制阀53。水洗水排出管线52远离水洗塔5的那端、水环压缩机组3的排污口、缓冲罐6底部的出口都与催化裂化装置粗汽油罐11相连通。缓冲罐的顶部设有第三压力变送器61。所述缓冲罐6顶部的出口与尾气排出管线62相连通,尾气排出管线62上设有紧急切断阀63。尾气排出管线62远离缓冲罐6的那端通过催化裂化装置主风总管1与催化裂化装置再生器相连通。

具体的,控制部分分别与第一压力变送器31、第二压力变送器33、紧急泄压阀9、紧急切断阀63、回流阀32、变频器4、水环压缩机组3、催化裂化装置主风单向阻尼阀相连,紧急泄压阀9联锁信号来自水环压缩机组3停机信号或紧急切断阀63关闭信号。紧急切断阀信号63来自催化裂化装置主风单向阻尼阀切断信号13或水环压缩机组3停机信号。控制部分通过第一压力变送器31、第二压力变送器33传输的数据控制回流阀32的开度以及变频器4驱动水环压缩机组3的电机转速,使水环压缩机组3的出口压力保持在所需的范围内。控制部分根据液位计51的液位数据控制水洗水液位控制阀53。在线烃分析仪22通过控制部分与补压缩空气流量控制阀82相连,控制部分根据在线烃分析仪22传输的信号控制补压缩空气流量控制阀82的开度从而保证经静态混合器2混合后的气体在爆炸极限下限25%以下,保证尾气在输送过程中的本质安全。

其中,碱液再生尾气7、静态混合器2设置在液化气脱硫醇单元15,所述水环压缩机组3、水洗塔5、缓冲罐6设置在催化裂化装置单元16。

其中,在线烃分析仪22通过控制部分与报警装置相连,当稀释尾气集合管21内气体含烃浓度超过一定值时报警装置进行报警。

具体的,补压缩空气管线81上对应补压缩空气流量控制阀82与静态混合器2之间设有第一止回阀83和第二止回阀84,第一止回阀83和第二止回阀84为2个不同类型的止回阀,防止尾气倒串。

其中,静态混合器2为sv型静态混合器。

具体的,所述水环压缩机组3包括液环泵、分液罐、工作液冷却器,水环压缩机组3的出口压力为0.45mpag。需要说明的是:水环压缩机组3的排污口指的是分液罐的排污口。

具体的,所述水洗塔5为散堆填料塔,所述散堆填料塔的填料床高度为3m,填料为直径25cm的散堆塑料鲍尔环。

具体的,所述水洗塔5内酸性水10与尾气的体积比为5~12l/nm3。水洗塔5的操作压力为430kpag。

如图1,所述尾气排放管线62上对应紧急切断阀63与缓冲罐6顶部的出口之间设有二组并联的阻火器64。

其中,所述尾气排出管线62为不锈钢管线。

本发明的工作原理及其工作过程

碱液再生尾气7(120nm3/h)自氧化再生系统来,与压缩空气8在静态混合器2中混合,混合后通过稀释尾气集合管21,在线烃分析仪22分析稀释尾气集合管21内尾气的烃类含量通过控制部分控制补压缩空气流量控制阀82的开度补入空气(400-500nm3/h),保证在最苛刻条件下,稀释尾气vocs浓度不高于8500mg/nm3,稀释尾气集合管21内稀释尾气压力为0.25mpag;稀释尾气集合管21分两路,一路通过紧急泄压阀9与余热锅炉烟气系统91连接,一路与水环压缩机组3的入口连接;当水环压缩机组3事故停机或紧急切断阀63关闭时,快速打开紧急泄压阀9,尾气泄放至余热锅炉烟气系统91;正常生产时,稀释尾气通过水环压缩机组3升压,通过控制回流阀32的开度来调节水环压缩机组3出口压力,当水环压缩机组3入口压力在0.28mpag时,回流阀32全开,通过变频器4调节水环压缩机组3的电机转速来提高尾气排出量,尾气通过水环压缩机组3升压至0.45mpag进入水洗塔5,在水洗塔5内与催化裂化装置副产的酸性水10逆流接触脱碱,且水洗塔5内酸性水流量与尾气体积比为5~12l/nm3;水洗塔5内脱碱后的顶部尾气进入缓冲罐6,进一步脱除尾气携带水滴;缓冲罐6顶部尾气通过尾气排出管线62到达催化裂化装置主风总管1内,再经催化裂化装置主风总管1上的催化裂化装置主风单向阻尼阀之后,与主风一起进入催化裂化装置再生器作为待生催化剂再生用风,同时有机物和硫化物发生氧化燃烧,生产co2和so2,生产烟气进一步余热回收后进入烟气脱硫脱硝系统后达标高空排放,在处理尾气同时,也实现了废气中氧气进一步利用和烃类燃烧热能利用,达到节能效果。尾气排出管线62上设有紧急切断阀63,紧急切断阀63信号来自催化裂化装置主风单向阻尼阀的切断信号13或水环压缩机组3停机信号,当紧急切断阀63动作时,同时打开紧急泄压阀9。水环压缩机组3的污液、水洗塔5底部的水洗水和缓冲罐6底部的凝液汇合后排至催化裂化装置粗汽油罐11。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述,并非对本发明构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中工程技术人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入本发明的保护范围,本发明请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。


技术特征:

1.一种安全环保型碱液再生尾气处理装置,通过催化裂化装置主风总管与催化裂化装置再生器相连通,其特征在于,包括静态混合器、水环压缩机组、变频器、水洗塔、缓冲罐、控制部分;

碱液再生尾气从静态混合器的一个进料口进入静态混合器内,压缩空气通过补压缩空气管线从静态混合器的另一个进料口进入静态混合器内,补压缩空气管线上设有补压缩空气流量控制阀,静态混合器的出料口与稀释尾气集合管相连通,稀释尾气集合管上靠近静态混合器的那端设有在线烃分析仪,稀释尾气集合管远离静态混合器的那端分二路,一路通过紧急泄压阀与余热锅炉烟气系统相连通,另一路与水环压缩机组的入口相连通,稀释尾气集合管上靠近水环压缩机组的入口的那端设有第一压力变送器,水环压缩机组的出口管道分二路,一路通过回流阀与水环压缩机组的入口相连通,另一路与水洗塔中部的入口相连通,且连接水洗塔中部的入口的管线上设有第二压力变送器,水环压缩机组的电机与变频器相连,水洗塔顶部的出口与缓冲罐的入口相连通,催化裂化装置副产的酸性水从水洗塔上部进入水洗塔内,水洗塔上设有液位计,水洗塔底部设有水洗水排出管线,水洗水排出管线上设有水洗水液位控制阀,水洗水排出管线远离水洗塔的那端、水环压缩机组的排污口、缓冲罐底部的出口都与催化裂化装置粗汽油罐相连通,缓冲罐的顶部设有第三压力变送器,所述缓冲罐顶部的出口与尾气排出管线相连通,尾气排出管线上设有紧急切断阀,尾气排出管线远离缓冲罐的那端通过催化裂化装置主风总管与催化裂化装置再生器相连通;

所述控制部分分别与第一压力变送器、第二压力变送器、紧急泄压阀、紧急切断阀、回流阀、变频器、水环压缩机组、催化裂化装置主风单向阻尼阀相连,紧急泄压阀联锁信号来自水环压缩机组停机信号或紧急切断阀关闭信号,紧急切断阀信号来自催化裂化装置主风单向阻尼阀切断信号或水环压缩机组停机信号,控制部分通过第一压力变送器、第二压力变送器传输的数据控制回流阀的开度以及变频器驱动水环压缩机组的电机转速,使水环压缩机组的出口压力保持在所需的范围内,控制部分根据液位计的液位数据控制水洗水液位控制阀,在线烃分析仪通过控制部分与补压缩空气流量控制阀相连,控制部分根据在线烃分析仪传输的信号控制补压缩空气流量控制阀的开度从而保证经静态混合器混合后的气体在爆炸极限下限25%以下。

2.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述碱液再生尾气、静态混合器设置在液化气脱硫醇单元,所述水环压缩机组、水洗塔、缓冲罐设置在催化裂化装置单元。

3.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,在线烃分析仪通过控制部分与报警装置相连。

4.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述补压缩空气管线上对应补压缩空气流量控制阀与静态混合器之间设有第一止回阀和第二止回阀,防止尾气倒串。

5.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述静态混合器为sv型静态混合器。

6.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述水环压缩机组包括液环泵、分液罐、工作液冷却器,水环压缩机组的出口压力为0.45mpag。

7.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述水洗塔为散堆填料塔,所述散堆填料塔的填料床高度为3m,填料为直径25cm的散堆塑料鲍尔环。

8.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述水洗塔内酸性水与尾气的体积比为5~12l/nm3

9.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述尾气排出管线上对应紧急切断阀与缓冲罐顶部的出口之间设有二组并联的阻火器。

10.根据权利要求1所述的安全环保型碱液再生尾气处理装置,其特征在于,所述尾气排出管线为不锈钢管线。

技术总结
本发明涉及一种安全环保型碱液再生尾气处理装置,通过催化裂化装置主风总管与催化裂化装置再生器相连通,包括静态混合器、水环压缩机组、变频器、水洗塔、缓冲罐、控制部分、补压缩空气管线、补压缩空气流量控制阀、稀释尾气集合管、在线烃分析仪、紧急泄压阀、余热锅炉烟气系统、第一压力变送器、回流阀、第二压力变送器,变频器、第三压力变送器、尾气排出管线、紧急切断阀。本发明适用于液化气脱硫醇装置碱液再生尾气处理,能有效解决现有技术工艺流程复杂、运行成本高、投资高等问题,具有流程短、安全、环保、节能的特点。

技术研发人员:温林景;薛洪旺;卢靓
受保护的技术使用者:长岭炼化岳阳工程设计有限公司;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院
技术研发日:2020.08.20
技术公布日:2021.04.06

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