CN103768914A

CN103768914A - 一种酸性水储罐逸散废气处理方法

Info

Publication number: CN103768914A
Application number: CN201210404088.4A
Authority: CN
Inventors: 郭兵兵; 方向晨; 刘忠生; 王海波; 朴勇; 刘璐; 祝月全; 刘洋
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2032-10-23
Also published as: CN103768914B

Abstract

本发明公开了一种酸性水储罐逸散废气处理方法，包括：（1）酸性水罐顶逸散的废气首先经过引气设备进行提压，提压后废气的表压为0.1～800KPa；（2）提压后的废气进入馏分油吸收设备进行吸收；（3）馏分油吸收后的废气进入有机胺吸收设备，富胺液进入胺液再生系统；（4）有机胺吸收后的废气进入碱液吸收设备，吸收后获得净化气。本发明可彻底消除酸性水储罐逸散废气产生的环境污染，最大程度的回收废气中的各种污染组分，适用于炼油企业酸性水储罐产生的废气污染治理，也可用于同类企业各种污水和油品储罐产生的废气污染，特别是含高浓度硫化物废气的净化。

Description

一种酸性水储罐逸散废气处理方法

技术领域

本发明涉及一种酸性水储罐逸散废气处理方法，主要用于炼油企业酸性水储罐产生的废气污染治理，也可用于同类企业各种污水和油品储罐产生的废气污染，特别是含高浓度硫化物废气的净化。

背景技术

炼油厂在加工原油的过程中，一些设施不可避免地排放出大量的恶臭污染废气，如含硫污水储罐、半成品油品储罐、污油储罐，特别是含硫污水储罐，逸散的废气组分复杂，废气中恶臭污染物包含硫化氢、有机硫化物、苯系物及其它VOCs（挥发性有机物）等组分。工作人员长期活动在被这些物质污染的环境中，可能引发呼吸系统、消化系统、生殖系统等疾病，也可能引发机体病变甚至致癌；在短期污染严重时，还会使人产生明显的头晕、喉疼、恶心、呕吐等急性中毒症状。

上述废气不但造成周边环境的恶臭污染，对人体健康造成威胁，而且造成大量烃类资源浪费。酸性水储罐逸散的废气中各种污染物浓度高，组分复杂，难以彻底净化，因此这类废气治理的开发也越来越迫切。

储罐排放恶臭废气的处理有其特殊性，主要表现为，废气处理装置净化废气时容易干扰储罐正常运行，如可能引起储罐的瘪罐或爆罐；另外，储罐排放废气组成复杂，废气排放时间和排放量均不确定，净化难度较大。

CN200610047790.4中采用液氨和高沸点有机溶剂吸收储罐废气，该方法可较好的净化废气中硫化物和烃类，但挥发的氨气易造成二次污染。CN200710010373.7中采用液氨和净化水吸收储罐废气，该方法可较好地净化废气中硫化物，但挥发的氨气易造成二次污染，烃类没有得到回收。CN200710012210.2采用脱硫-吸附工艺净化储罐废气污染物，该方法采用碱液脱除硫化物，然后采用组合吸附床吸附烃类，可很好地净化该类污染物，但存在饱和烃类气体回收流程较长的问题。

CN200710069125.X公开了一种重污油罐恶臭尾气处理方法，将重污油管线上吹扫装置来的恶臭尾气先用空冷器冷却至96～100℃，送重污油罐储存，从重污油罐引出气体，再送入冷凝器冷却，控制温度在50℃以下，将尾气在吸收塔内用吸收剂进行吸收除臭处理，再在文丘里喷射器用吸收剂进行除臭处理，提升动力，最后，通过放空管将处理后的尾气排放。该方法可有效净化废气中硫化物，但废气中的烃类并没有得到净化，另外，长时间运转后，有机硫化物净化效率降低较为明显，吸收剂更换频繁。

上述这些方法中，主要工艺采用吸收法对硫化物进行净化，主要存在问题是吸收剂或碱液消耗较大，运行费用高，存在二次污染，净化效率有限导致排放口仍有恶臭污染物排放。特别是在处理酸性水储罐逸散的含高浓度硫化氢、有机硫和烃类复杂组分的废气时，烃类废气往往不能得到较好的净化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种酸性水储罐逸散废气处理方法。该方法可大大提高烃类的回收率，使废气中的各种硫化物、烃类等污染组分得到回收和净化，减少碱液或吸收剂的用量和废吸收剂的处理费用，降低配套管线的投资费用。

本发明酸性水储罐逸散废气处理方法，包括如下步骤：

（1）酸性水罐顶逸散的废气首先经过引气设备进行提压，提压后废气的表压为0.1～800KPa；

（2）提压后的废气进入馏分油吸收设备进行吸收，吸收温度为-20～40℃；

（3）经过馏分油吸收后的废气进入有机胺吸收设备，富胺液进入胺液再生系统；

（4）经过有机胺吸收后的废气进入碱液吸收设备，吸收后获得净化气。

本发明中，步骤（1）所述的引气设备可以采用螺杆压缩机、罗兹风机、液环真空泵、液环压缩机、涡旋真空泵、涡旋压缩机、离心压缩机或者爪式真空泵等各种形式的风机或提压设备，优选螺杆压缩机、液环压缩机、液环真空泵或爪式真空泵。本发明优选推荐使用液环压缩机，因液环压缩机有良好的安全性。上述引气设备最好进行防爆设计，如可以采用安装防爆电机或气体过流部件采用防爆材质等。

本发明中，废气经过引气设备提压后，表压增加到0.1～800KPa，因为废气在正压吸收下，吸收效率明显提高，然而，过高的压力，会使增压设备能耗急剧上升，表压增加到800KPa以上时，压力的增加对吸收效果提高影响并不显著。对于本发明，表压优选40～300KPa，在此范围内，现有的引气设备能耗处于更合理的范围，污染物的吸收净化效果也非常显著，废气污染组分的净化效率均可达到95wt%～99wt%。馏分油吸收设备和有机胺吸收设备的吸收压力可根据实际工艺进行调整，吸收表压为10～800KPa，优选吸收表压为40～300KPa。碱液吸收设备的吸收表压为0～800KPa，优选吸收表压为0～300KPa，一般在气量较低时，可采用常压设备。

本发明中，所述吸收设备适用于馏分油吸收设备、有机胺吸收设备和碱液吸收设备。吸收设备可以采用本领域常规的结构和操作条件，如采用填料式吸收塔，吸收塔顶部设有压力控制阀，塔内填料为常规规整填料，优选金属规整填料，更优选金属阶梯环。吸收设备采用吸收塔时，废气的体积空速一般为20~1500h^-1，优选为500~1500 h^-1，吸收剂与废气的体积比一般为0.005~0.5，优选为0.01~0.1。吸收设备也可以采用旋转床吸收反应器、超重力反应设备、强化传质搅拌反应器、喷射泵作为动力的反应器或内循环反应器等新式吸收设备，废气在吸收设备内的停留时间为0.1s~20min。

本发明中，步骤（2）所述的馏分油吸收设备的吸收剂可选用各种石油加工过程的粗馏分油品，如蒸馏过程、催化裂化过程、焦化过程等产生的粗柴油、粗汽油、石脑油、航煤等中的一种或几种，一般要求初馏点高于40℃，最好高于160℃，吸收温度为-20～40℃，优选0～15℃。具体操作条件可以根据废气中烃类物质含量及回收率等，由本领域技术人员确定，吸收废气的馏分油进入下游装置进行加工提炼。低温吸收油品可通过冷媒冷却或电制冷及其它制冷方式，具体方式由本领域技术人员确定。粗馏分油中含有较多的有机硫化物、氮化物等杂质，需要进一步加氢处理才能得到合格的产品，本发明中用于吸收剂后进一步吸收了烃类和有机硫化物不影响作为加氢处理原料的性质，同时节省了吸收溶剂再生的装置和操作费用。通过馏分油吸收后，废气中的烃类可回收95wt%以上，有机硫化物可回收99wt%以上，硫化氢可回收90wt%以上。

本发明中，步骤（3）所述的有机胺吸收设备中的吸收剂可选用脂肪胺类、醇胺类、酰胺类、脂环胺类、芳香胺类、萘系胺类、砜胺类等中的一种或几种，具体可以采用一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA），二异丙醇胺（DIPA）、三乙醇胺（TEA）、N-甲基二乙醇胺（MDEA）等中的一种或几种。优选醇胺类吸收剂，如N-甲基二乙醇胺等。通过有机胺吸收后，硫化氢剩余浓度小于400mg/m³。

本发明中，步骤（4）所述的碱液吸收过程可以采用碱性水溶液、乙醇胺溶液等，一般可以使用氢氧化钠和/或碳酸钠的水溶液，浓度为0.1wt%～30wt%，pH值一般控制为7.5~14，操作时循环使用，当pH值降至7.5以下时，通过更换或补充新鲜碱液进行调整。为了提高废气脱硫预处理效果，可以在脱硫吸收液中加入适宜的添加剂，如为了提高对有机硫化物的处理效果，可以添加少量氧化剂、具有催化作用的金属化合物等，如次氯酸钠、磺化酞菁钴等。通过碱液吸收后，可完全净化废气中各种硫化物和氨等污染物，最后的净化气直接排放。

本发明中，净化气中尚有少量浓度的烃类化合物，根据现有的国家排放标准可直接排放，如果国家标准进一步严格，可采取催化氧化技术或焚烧技术进一步处理。

本发明中，废气通过引气设备提压-馏分油吸收-有机胺吸收-碱液吸收处理后，废气中各种硫化物、烃类等污染物均可回收，总回收率大于95wt%。传统的碱液及氧化剂吸收法仅能够净化硫化氢和少量有机硫化物，对烃类没有任何净化和回收能力，并且碱液消耗较大。采用本发明可减少碱液消耗96wt%以上，烃类回收率比常压吸收增加1～5个百分点，可稳定在95wt%以上，吸收后，净化气非甲烷总烃浓度可稳定在 15000mg/m³以下，比常压吸收净化气非甲烷总烃浓度降低5000～10000mg/m³以上，可满足日益苛刻的油气排放标准。另外，采用引气设备提压后吸收，可减少馏分油用量一半以上，减少了配套管线的投资费用。

本发明可彻底消除酸性储罐逸散废气产生的环境污染，最大程度的回收废气中的各种污染组分，极大的减少了传统处理方法的吸收剂用量和二次污染。本发明方法适用于各类含硫含烃废气的恶臭治理和烃类回收，特别是炼油企业酸性水储罐类废气的回收处理。

附图说明

图1是本发明一种废气处理工艺流程图。

其中：1－废气；2－压缩机；3－馏分油吸收设备；4－有机胺吸收设备；5－碱液吸收设备；6－富馏分油；7－富胺液；8－富油泵； 9－富胺泵；10－贫馏分油；11－贫胺液；12－净化气；13－馏分油吸收设备压力控制阀；14－有机胺吸收设备压力控制阀；15－碱液吸收设备压力控制阀。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的工艺过程。本发明中，wt%为质量分数。

如图1所示，储罐顶部废气1经过压缩机2压缩后进入馏分油吸收设备3与低温贫馏分油10进行逆流吸收，吸收后的富馏分油6由富油泵8输送到下游加工装置。馏分油吸收设备3的压力可通过压力控制阀13进行调节，经过馏分油吸收后，废气进入有机胺吸收设备4与贫胺液11进行逆流吸收，吸收后的富胺液7由富胺泵9输送到下游装置。有机胺吸收设备4内的压力可通过压力控制阀14进行调节，吸收后的废气再经过碱液吸收设备5进行脱硫，碱液吸收设备5内的反应压力可通过压力控制阀15 进行调节，最后净化气12直接排放。

下面通过实施例进一步说明本发明方法的操作方法和效果。

实施例1

某企业含硫污水储罐散发废气主要恶臭污染物组成如表1所示，压力为常压。采用本发明工艺进行净化，采用液环压缩机，使废气压力提高至表压300KPa，工作液采用与馏分油吸收设备内同样的吸收剂，采用馏程150～370℃的粗柴油，吸收表压为300KPa，吸收温度为10℃。有机胺吸收设备的吸收表压为250KPa，采用的吸收剂为MDEA。碱液吸收设备的吸收表压为200KPa，碱液使用10wt%氢氧化钠水溶液，当溶液pH值降至7.5时补充更换新鲜碱液。馏分油吸收设备和有机胺吸收设备采用填料塔，塔内装填Dg25金属鲍尔环，吸收剂与废气体积比为0.05，平均废气体积空速为1500h^-1。碱液吸收设备采用内循环反应器。排气中各种组分浓度见表1。

表1 实施例1废气处理结果

主要恶臭物种类	处理前浓度（mg/m³）	处理后浓度（mg/m³）
			硫化氢	150000	<1
有机硫化物	100~1500	<1
			非甲烷总烃	1000000	10000

由表1可知，硫化氢和有机硫化物净化率近100wt%，出口的非甲烷总烃浓度为10000 mg/m³，净化率达99wt%。

实施例2

某企业含硫储罐散发废气主要恶臭污染物组成如表2所示，压力为常压。采用本发明工艺进行净化，压缩机采用液环压缩机，使废气压力提高至表压100KPa，工作液采用与馏分油吸收设备内同样的吸收剂，采用馏程200～360℃的粗柴油，吸收表压为100KPa，吸收温度为0℃。有机胺吸收设备的吸收表压为80KPa，采用的吸收剂为DEA。碱液吸收设备的吸收表压为50KPa，碱液使用10wt%的碳酸钠水溶液。馏分油吸收设备、有机胺吸收设备和碱液吸收设备均采用填料塔，塔内装填Dg25金属阶梯环，吸收剂与废气体积比为0.07，平均废气体积空速为500h^-1。排气中各种组分浓度见表2。

表2 实施例2废气处理结果

主要恶臭物种类	处理前浓度（mg/m³）	处理后浓度（mg/m³）
			硫化氢	50000	<0.5
有机硫化物	100~1500	<1
			非甲烷总烃	300000	10000

由表2可知，硫化氢和有机硫化物净化率近100wt%，出口的非甲烷总烃浓度为10000 mg/m³，净化率达99wt%。

比较例1

对于同实施例2相同的废气，废气不经过提压，均采用常压吸收。馏分油吸收剂采用馏程200～360℃的粗柴油，吸收温度为0℃。有机胺吸收剂为DEA，碱液采用10wt%碳酸钠水溶液。馏分油吸收设备、有机胺吸收设备和碱液吸收设备均采用填料塔，塔内装填Dg25金属阶梯环，吸收剂与废气体积比为0.07，平均废气体积空速为500h^-1。排气中各种组分浓度见表3。

表3 比较例废气处理结果

主要恶臭物种类	处理前浓度（mg/m³）	处理后浓度（mg/m³）
			硫化氢	50000	<0.5
有机硫化物	100~1500	<1
			非甲烷总烃	300000	20000

由表3可知，硫化氢和有机硫化物净化率近100wt%，出口的非甲烷总烃浓度为20000mg/m³。

Claims

1.一种酸性水储罐逸散废气处理方法，包括如下步骤：

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的引气设备采用螺杆压缩机、液环压缩机、液环真空泵或爪式真空泵。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：引气设备进行防爆设计，采用安装防爆电机或气体过流部件采用防爆材质。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于：引气设备提压后废气的表压为40～300KPa。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：馏分油吸收设备和有机胺吸收设备的吸收表压为10～800KPa，碱液吸收设备的吸收表压为0～800KPa。

6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：馏分油吸收设备和有机胺吸收设备的吸收表压为40～300KPa，碱液吸收设备的吸收表压为0～300KPa。

7.按照权利要求1、5或6所述的方法，其特征在于：所述吸收设备采用填料式吸收塔，吸收塔顶部设有压力控制阀，塔内填料为金属规整填料。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于：所述吸收塔的废气的体积空速20~1500h^-1，吸收剂与废气的体积比为0.005~0.5。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于：所述吸收塔的废气的体积空速500~1500h^-1，吸收剂与废气的体积比为0.01~0.1。

10.按照权利要求1、5或6所述的方法，其特征在于：所述吸收设备采用超重力反应设备、强化传质搅拌反应器、喷射泵作为动力的反应器或内循环反应器，废气在吸收设备内的停留时间为0.1s~20min。

11.按照权利要求1、5或6所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述馏分油吸收剂选用粗柴油、粗汽油、石脑油、航煤等中的一种或几种，初馏点高于40℃。

12.按照权利要求11所述的方法，其特征在于：所述吸收剂的初馏点高于160℃，吸收温度为0～15℃。

13.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的有机胺吸收剂选用一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺等中的一种或几种。

14.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述的碱液采用氢氧化钠和/或碳酸钠的水溶液，浓度为0.1wt%～30wt%，pH值为7.5~14，操作时循环使用，当pH值降至7.5以下时，通过更换或补充新鲜碱液进行调整。

15.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（4）所述的净化气直接排放或者采取催化氧化技术或焚烧技术进一步处理。