一種回收石化行業有機廢氣的裝置的製作方法

2023-10-06 01:56:29

本實用新型屬於氣體回收處理技術領域，涉及一種有機廢氣回收處理裝置，具體涉及一種回收石化行業有機廢氣的裝置。

背景技術：

VOCs具有較濃的臭味、刺激性和毒性，在大氣中易形成有機細粒子，是PM2.5的前驅體，也是引起霧霾的原因之一。目前全國工業源VOCs年排放量約為1500萬噸，其中石油化工、建築裝飾、機械製造及印刷為四大主要排放源，分別佔比17%、16%、11%和7%。第一排放大戶石化行業VOCs排放源主要有兩大類，一類是諸如石油煉化排放的工藝尾氣，佔其總排放的15%左右；另一類是油品儲罐區、裝卸站臺等的呼吸氣或揮發氣，其排放量約佔45%。

對於石化行業第一類有機廢氣，目前常規處理方法是進入火炬燃燒，或簡單吸附處理後排放，排放氣烴類濃度難以達標。對於第二類有機廢氣，由於含有多環芳 香烴等重組分，目前國內大多採用冷凝、吸收、吸附、燃燒及其組合處理工藝，能處理大部分VOCs，但運行成本居高不下，難以穩定達標排放，仍處於工藝優化、整體性能提升階段。

目前成熟的石化行業有機廢氣回收處理技術由歐美等發達國家壟斷。例如，美 國Air Products公司採用壓縮冷凝+變壓吸附的回收處理工藝（專利號為US6576043B2），先將處理氣壓縮至3.0MPa以上，再通過多級冷凝，將處理氣的溫 度降低到-45℃以下回收其中的絕大部分烴類，再經變壓吸附回收幾乎所有的烴類。但該工藝壓縮系統投資高電耗大，處理氣中的粉塵會嚴重影響壓縮機及整個系統安全穩定；活性炭吸附劑機械強度不高，不適應長周期變壓吸附操作，再生困難，整套裝置運行成本高。

本實用新型針對化行業生產工藝複雜、產品種類多，生產排放的揮發性有機廢氣（VOCs）成分多樣等特點，採用多級復疊式高效節能冷凝技術、先進的膜分離技術和專有的變壓吸附技術相耦合的方式，提供一種回收石化行業有機廢氣的耦合裝置，適用於石化行業煉化尾氣、工藝排放氣、儲罐的大小呼吸廢氣、裝卸站臺揮發氣等產生有機廢氣的場合，經回收治理後排放氣的排放指標達到我國最新的排放標準。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是，克服現有技術的缺點，提供一種回收石化行業有機廢氣的裝置，解決了石化行業有機廢氣回收難以達標排放的問題。

本實用新型解決以上技術問題的技術方案是：

一種回收石化行業有機廢氣的裝置，其特徵在於，包括緩衝罐、風機、冷凝裝置、膜分離器、膜分離真空泵、吸附裝置、脫附真空泵、產品氣/油罐、產品氣/油泵和煙囪；所述緩衝罐連接至風機，風機可控連接至冷凝裝置或吸附裝置；冷凝裝置的一個出口連接至產品氣/油罐，另一個出口可控連接至膜分離器或吸附裝置；膜分離器分別連接至吸附裝置和膜分離真空泵，膜分離真空泵連接至緩衝罐；吸附裝置分別連接至煙囪和脫附真空泵，脫附真空泵連接至緩衝罐；產品氣/油罐與緩衝罐互連，產品氣/油罐還連接至產品氣/油泵。

本實用新型具有如下優點及有益效果：

（1）本實用新型針對石化行業生產工藝複雜、產品種類多，生產排放的揮發性有機廢氣成分多樣等特點，適用於石化行業煉化尾氣、工藝排放氣、儲罐的大小呼吸廢氣、裝卸站臺揮發氣等產生有機廢氣的各種場合，

（2）冷凝裝置採用三級梯度降溫，為防止冷凝過程中有機廢氣結冰帶來系統冷凝器堵塞，冷凝器採用雙通道設計，可自動啟動融冰系統。開發出節能除冰工藝、回熱交換系統和換熱器，實現了系統內能量的綜合利用，確保系統穩定運行且能耗最低。

（3）可根據尾氣處理量及組分不同，選擇多級冷凝、膜分離和變壓吸附三組模塊不同的耦合方式，實現了石化行業有機廢氣低成本資源化回收及淨化處理達標排放。

【附圖說明】

圖1是本實用新型的設備連接圖

【具體實施方式】

實施例1

如圖1，一種回收石化行業有機廢氣的裝置，包括緩衝罐1、風機2、冷凝裝置3、膜分離器8、膜分離真空泵11、吸附裝置9、脫附真空泵10、產品氣/油罐13、產品氣/油泵14和煙囪15。緩衝罐1連接至風機2，風機2可控連接至一級冷凝器4的另一個入口或吸附裝置9。膜分離器8分別連接至吸附裝置9和膜分離真空泵11，膜分離真空泵11連接至緩衝罐1；吸附裝置9分別連接至煙囪15和脫附真空泵10，脫附真空泵10連接至緩衝罐1；產品氣/油罐13與緩衝罐1互連，產品氣/油罐13還連接至產品氣/油泵14。

冷凝裝置3由一級冷凝器4、二級冷凝器5、三級冷凝器6、氣液分離罐7及壓縮機12組成。一~三級冷凝器4、5、6及氣液分離罐7順次連接。氣液分離罐7設有兩個出口，其中一個出口連接至一級冷凝器4的一個入口，另一個出口連接至產品氣/油罐13。一級冷凝器4的一個出口（另一個出口連接二級冷凝器5）可控連接至膜分離器8或吸附裝置9。壓縮機12與二級冷凝器5、三級冷凝器6互聯，給二級、三級冷凝器冷凝製冷。每一級冷凝器均含有兩個蒸發器，當一個通道結霜需進行除霜操作時，可自動切換至另一通道，確保系統穩定運行且能耗最低。

吸附裝置9採用多塔並聯的方式，採用活性炭和矽鋁分子篩吸附劑混裝填充，吸附劑再生採用真空泵抽吸變壓脫附；每塔各自處於不同的工作狀態交替切換運行，其中始終有一塔處於吸附狀態，一塔處於脫附狀態。

實施例2

本實施案例是一種回收石化行業機廢氣的耦合裝置，設備連接如圖1虛線所示，包括緩衝罐1、風機2、吸附裝置9、脫附真空泵10、產品氣/油罐13、產品氣/油泵14和煙囪15；用於低濃度、多組分、低壓煉化尾氣，由煉化行業生產過程中產生的大量的含低濃度的烴類（CxHy）尾氣，其烴類組分主要有乙烯、丙烯等，平衡氣為氮氣。具體為：

有機廢氣經緩衝罐1穩壓後，通過風機2進入吸附裝置9，根據尾氣處理量及組分不同，選擇塔的數量。以兩段六塔為例，一段對尾氣（烴類組分最低濃度13%）進行淨化，確保淨化氣非甲烷總烴濃度<1%(V)，處理後的淨化氣返回系統或直接排放，同時最大限度回收烴類組分（濃度約50%）進入二段；二段主要提高產品氣濃度至92%以上，滿足主體裝置對產品氣質量要求，同時確保烴類回收率96%以上。二段淨化氣再返回一段入口循環處理。每段均有六塔各自處於不同工作步驟交替切換運行，始終有一塔吸附，兩塔均升壓或降壓，兩塔抽真空互補平衡解吸，一塔產品氣置換。經吸附處理後的淨化氣通過煙囪15達標排放，吸附下來的產品氣經脫附真空泵10脫附後送入緩衝罐，經緩衝罐穩壓後進入產品氣罐13，產品氣作為化工原料經產品氣泵14輸送到車間進行再利用。

實施例3

本實施案例是一種回收石化行業機廢氣的耦合裝置，設備連接如圖1所示，包括緩衝罐1、風機2、由一級冷凝器4、二級冷凝器5、三級冷凝器6、氣液分離罐7和壓縮機12組成的冷凝裝置3、膜分離器8、膜分離真空泵11、吸附裝置9、脫附真空泵10、產品氣/油罐13、產品氣/油泵14和煙囪15；用於石化行業罐區及裝卸站臺含有芳香烴等重組分的有機廢氣，具體為：

有機廢氣先進入緩衝罐1進行穩壓，然後經風機2進入冷凝裝置3，有機廢氣經過三級冷凝後進入氣液分離器7進行氣液分離，分離後的低溫氣體與進入一級冷凝器4的有機廢氣進行熱量交換，接著進入膜分離器8，氣液分離器7分離出的物質進入產品氣/油罐13經產品氣/油泵14送入管道。由膜分離器8分離後的有機氣體進入吸附裝置9，經吸附處理後的淨化氣通過煙囪15達標排放，吸附下來的物質經真空泵10脫附後與膜分離器8分離下來的物質經膜真空泵11一起送入緩衝罐1進行循環處理。

實施例4

本實施案例是一種回收石化行業機廢氣的耦合裝置，設備連接如圖1虛線所示，包括緩衝罐1、風機2、由一級冷凝器4、二級冷凝器5、三級冷凝器6、氣液分離罐7和壓縮機12組成的冷凝裝置3、吸附裝置9、脫附真空泵10、產品氣/油罐13、產品氣/油泵14和煙囪15；用於石化行業碼頭揮發的高濃度間斷的有機廢氣，具體為：

有機廢氣先進入緩衝罐1進行穩壓，然後經風機2進入冷凝裝置3，有機廢氣經過三級冷凝後進入氣液分離器7進行氣液分離，分離後的低溫氣體與進入一級冷凝器4的有機廢氣進行熱量交換，接著進入吸附裝置9，氣液分離器7分離出的物質進入產品氣/油罐13經產品氣/油泵14送入管道。經吸附處理後的淨化氣通過煙囪15達標排放，吸附下來的物質經真空泵10脫附後送入緩衝罐1進行循環處理。

除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，可根據尾氣處理量及組分，選擇多級冷凝、膜分離和變壓吸附三組模塊的耦合方式。凡採用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護範圍。