一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统

摘要

本发明公开了一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统，包括脱硫单元、多级冷凝单元、吸收单元、吸附单元、催化氧化单元、二氧化硫传感器、油气组分传感器和电磁换向阀。该石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统，采用新型的结构设计，对于原油可以通过脱硫、多级冷凝、吸收、吸附、催化氧化联合处理；对于柴油可以通过脱硫、多级冷凝、吸附联合处理；汽油和石脑油可以通过脱硫、多级冷凝、吸收、催化氧化，以及对新进油气与上次处理任务的残余油气形成的混合复杂油气进行清扫处理，选择脱硫、吸附、催化氧化作为其处理工艺，多种处理工艺联合使用可以将油气中的所有组分全部处理干净，实现清洁排放。

说明书

技术领域

本发明涉及石油化工码头油气处理技术领域，具体为一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统。

背景技术

近年来，随着国家对挥发性有机物的逐步重视，有关标准、规范相继出台，油气回收处理系统已成为油品及液体化工装船码头必不可少的设施之一。大型液体化工码头，油气挥发量大且种类多，各地方执行的油气排放标准较国家标准更加严格。

现有技术中，授权公告号为CN112832935A的中国专利公开了一种油气处理系统、油气处理方法以及机械设备，该油气处理系统包括油气分离装置和第一油气输送装置。油气分离装置配置为对油气产生装置产生的油气进行油气分离处理，油气分离装置包括润滑油箱，用于容纳润滑油；第一油气输送装置与润滑油箱连通，且配置为将油气至少部分输送至润滑油箱内，润滑油箱配置为对输送到润滑油箱内的油气进行分离，分离出来的油产物留在所述润滑油箱内，本公开实施例提供的油气处理系统利用润滑油箱对油气产生装置产生的油气进行油气分离，易于操作，不需要另外设置油气分离装置，简化了油气处理系统的结构，且节约成本。

但是在实际的使用过程中，而国内油气处理技术尚不成熟，处理过后的油气含量往往达不到排放要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统，以解决上述背景技术中提出处理后的油气含量达不到排放标准的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统，包括脱硫单元、多级冷凝单元、吸收单元、吸附单元、催化氧化单元、二氧化硫传感器、油气组分传感器和电磁换向阀等，其特征在于，一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺，包括以下步骤：

S1：油气通过管道输送至脱硫单元之前会经过硫含量传感器的检测，若硫含量低于50mg/m

S2：脱硫之后的油气进入多级冷凝单元，多级冷凝单元包括三个冷凝器和一个凝液罐，将三个冷凝器分别串联在一起，油气从一级冷凝器到二级冷凝器再到三级冷凝器，第一级冷凝器进行预冷除去油气中大部分的水蒸汽，然后进入第二级冷凝器进行回收油气中C6等高碳烃类物质，最后进入第三级冷凝器进行冷凝，其中C5和大部分C4组分被冷凝，从第三级冷凝器出来后会进入升温装置将冷却的气体变成室温，在油气经过三级冷凝单元处理后会通过管道进入吸收单元进行处理；

S3：当油气进入吸附单元后，吸附单元包括4个活性炭吸附罐分成两组，两组活性炭罐组交替工作，同时可对已饱和的吸附罐进行脱附处理，脱附时产生的油液会进入油气捕集器然后将液态油品送入凝液罐，对于油气捕集器中残留的油气会输送到冷凝单元进行再处理，在活性炭罐的排放口处安装非甲烷总烃浓度传感器进行检测，如果满足排放要求则可以直接排放，如果不能则就需要进行下一步处理；

S4：浓度不达标的油气进入催化氧化单元，催化氧化单元包括电加热室和反应室以及换热器，油气通过管道进入换热器进行初步预热，然后与排出的部分高温气体混合进行预热和稀释，随后进入电加热室进行再升温直到达到设定温度，最后进入反应室进行无焰燃烧反应，经过催化氧化处理后最终生成H2O和CO2等其他物质，在最后出口处安装非甲烷总烃浓度传感器，根据监测数值判断是否需要后续处理。

优选的，所述油气处理系统根据不同处理介质选择不同的合理工艺进行油气处理。

优选的，所述吸附单元进行脱附后会将残留在油气捕集器中的油气送入冷凝单元进行再处理。

优选的，所述催化氧化单元将催化氧化反应后的高温二氧化碳一部分送至换热器对从吸附单元出来的油气进行预热，另一部分与换热器预热后的油气进行混合进一步提高混合气体温度和安全性。

优选的，所述根据油气组分传感器本次检测的油气组分和上次所检测的油气组分相比较，对系统进行清扫处理将才开始产生的混合杂气处理掉，进而保证系统中只存在单一油气，提高了回收油品的纯度。

优选的，所述脱硫单元采用两个脱硫塔串联进行脱硫，一个为湿法脱硫一个为干法脱硫，湿法在前干法在后且两者串联，根据拟油气含硫量选择性脱硫，油气首先进入的是第一脱硫塔，脱硫剂会泵送至脱硫塔的液体分布器，然后硫元素反应后的脱硫剂会进入还原塔进行还原，将二价铁还原成三价铁后再输送至脱硫剂储罐。

优选的，所述湿法脱硫的初始硫含量大于100mg/m3，干法脱硫的初始硫含量小于100mg/m3，且第一级冷凝的温度为4℃，第二级冷凝的温度为-40℃，第三级冷凝的温度为-75℃，并且柴油闪蒸的温度为36℃，在进入电加热室之前的预热温度为220℃，在电加热室的温度为400℃，排放的非甲烷总烃浓度为80mg/m3。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统，采用新型的结构设计，对于原油可以通过脱硫、多级冷凝、吸收、吸附、催化氧化联合处理；对于柴油可以通过脱硫、多级冷凝、吸附联合处理；汽油和石脑油可以通过脱硫、多级冷凝、吸收、催化氧化，以及对新进油气与上次处理任务的残余油气形成的混合复杂油气进行清扫处理，选择脱硫、吸附、催化氧化作为其处理工艺，多种处理工艺联合使用可以将油气中的所有组分全部处理干净，实现清洁排放，其具体内容如下：

1.设计了吸附单元，共有四个活性炭罐分两组，活性炭是一种微孔吸附剂具有大比表面积和优异的吸附性能，而且再活性炭的表面还存在一定的化学吸附，当油气经过活性炭过滤后一部分油气组分会被截留在细孔中，在达到饱和以后进行真空脱附处理，脱附时浓缩油气会进入油气捕集器中液态油品进行回收，其中残留油气送至冷凝单元入口进行再处理，从而避免活性炭脱附产生的残留尾气任意排放造成的环节污染。

2.设计了催化氧化单元，有一个换热器和一个催化氧化炉，催化氧化工艺的反应温度低且没有明火属于无焰反应因而安全性较高，也不需要补充天然气等燃料因而操作费用较低，此外也不会产生NOX等副产物，最终产生二氧化碳和水，净化效率高，而且高温二氧化碳可以通过对新进油气进行预热，也可以与预热后的油气进行混合从而降低油气浓度提高油气温度，从而降低系统功耗和提高系统运行安全性。

3.设计了脱硫单元，共有两个串联脱硫塔和一个还原塔，第一个是湿法脱硫塔第二个是干法脱硫塔，湿法脱硫采用的是络合铁脱硫法，干法脱硫采用的是活性炭脱硫法，根据油气中所含的油气含量合理选择脱硫方法，络合铁脱硫法具有占地小、能耗低、无二次污染、脱硫效率高的优点，且吸收剂损耗较低，可循环使用，克服了传统湿法脱硫的缺陷，当测得硫含量大于等于100mg/m3的时候可以采用湿法干法联合脱硫的方法，通过湿法脱硫后的油气会夹带一定水份有助于促进后面的干法脱硫；低于100mg/m3的时候可以采用干法脱硫这样可以最大程度的对油气进行脱硫处理，提高脱硫效率，降低脱硫环节的能耗。

附图说明

图1为本发明工艺流程图；

图2为本发明系统流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺和系统，包括脱硫单元、多级冷凝单元、吸收单元、吸附单元、催化氧化单元、二氧化硫传感器、油气组分传感器和电磁换向阀等，其特征在于，一种石油化工码头分布式多级油气处理工艺，包括以下步骤：

S1：油气通过管道输送至脱硫单元之前会经过硫含量传感器的检测，若硫含量低于50mg/m

S2：脱硫之后的油气进入多级冷凝单元，多级冷凝单元包括三个冷凝器和一个凝液罐，将三个冷凝器分别串联在一起，油气从一级冷凝器到二级冷凝器再到三级冷凝器，第一级冷凝器进行预冷除去油气中大部分的水蒸汽，然后进入第二级冷凝器进行回收油气中C6等高碳烃类物质，最后进入第三级冷凝器进行冷凝，其中C5和大部分C4组分被冷凝，从第三级冷凝器出来后会进入升温装置将冷却的气体变成室温，在油气经过三级冷凝单元处理后会通过管道进入吸收单元进行处理；

S3：当油气进入吸附单元后，吸附单元包括4个活性炭吸附罐分成两组，两组活性炭罐组交替工作，同时可对已饱和的吸附罐进行脱附处理，脱附时产生的油液会进入油气捕集器然后将液态油品送入凝液罐，对于油气捕集器中残留的油气会输送到冷凝单元进行再处理，在活性炭罐的排放口处安装非甲烷总烃浓度传感器进行检测，如果满足排放要求则可以直接排放，如果不能则就需要进行下一步处理；

S4：浓度不达标的油气进入催化氧化单元，催化氧化单元包括电加热室和反应室以及换热器，油气通过管道进入换热器进行初步预热，然后与排出的部分高温气体混合进行预热和稀释，随后进入电加热室进行再升温直到达到设定温度，最后进入反应室进行无焰燃烧反应，经过催化氧化处理后最终生成H2O和CO2等其他物质，在最后出口处安装非甲烷总烃浓度传感器，根据监测数值判断是否需要后续处理。

油气处理系统根据不同处理介质选择不同的合理工艺进行油气处理。

吸附单元进行脱附后会将残留在油气捕集器中的油气送入冷凝单元进行再处理。

催化氧化单元将催化氧化反应后的高温二氧化碳一部分送至换热器对从吸附单元出来的油气进行预热，另一部分与换热器预热后的油气进行混合进一步提高混合气体温度和安全性。

根据油气组分传感器本次检测的油气组分和上次所检测的油气组分相比较，对系统进行清扫处理将才开始产生的混合杂气处理掉，进而保证系统中只存在单一油气，提高了回收油品的纯度。

脱硫单元采用两个脱硫塔串联进行脱硫，一个为湿法脱硫一个为干法脱硫，湿法在前干法在后且两者串联，根据拟油气含硫量选择性脱硫。

湿法脱硫的初始硫含量大于100mg/m3，干法脱硫的初始硫含量小于100mg/m3，且第一级冷凝的温度为4℃，第二级冷凝的温度为-40℃，第三级冷凝的温度为-75℃，并且柴油闪蒸的温度为36℃，在进入电加热室之前的预热温度为220℃，在电加热室的温度为400℃，排放的非甲烷总烃浓度为80mg/m3。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。