CN219976147U - 本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，主要由常压罐、单呼吸阀、VOCs气相支线、阻火器、尾气集合管、尾气分液罐、增压风机、尾气输送总管、在线氧分析仪、压力变送器、液位变送器、开关阀、调节阀、冷却器、流量变送器、吸附罐、温度变送器、报警装置、变频器、控制***等组成。本实用新型将芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气进行油气收集和增压输送，通过DCS控制***控制尾气增压输送，将常压罐VOCs尾气送至尾气处理设施，能安全、有效解决装置VOCs排放，满足国家及地方的达标排放和环境质量要求，同时避免过度投资和尾气处理成本增加。

Description

本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***

技术领域

本实用新型涉及石油化工装置尾气处理技术领域，更具体的说，涉及一种本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气的尾气增压输送***。

背景技术

芳烃抽提装置是石化行业生产BTX（苯、甲苯、二甲苯）装置，为下游装置提供重要的一级基本有机原料，是减油增化的一套重要工艺装置。芳烃抽提装置常压罐担负着装置新鲜溶剂储存、精馏塔进料稳定、开工不合格油暂存中转及停工溶剂的储存的重任。这些常压罐常容积在200～1000m³，布置在装置边缘，气相排放尾气主要为氮气和烃类，是石化企业的VOCs（挥发性有机化合物）主要排放源，特别是含苯等芳烃尾气，更是对人身健康构成危害，大部分烃类介质受《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，同时2014年12月5日，环境保护部发布了《石化行业挥发性有机物综合整治方案》，该方案指出，苯、甲苯、二甲苯等危险化学品应在内浮顶罐基础上安装油气回收等处理设施。

目前，现有对芳烃抽提装置常压罐尾气处理主要采用高效密封的全接液浮盘、尾气压缩后送至低压火炬***、送入相邻装置加热炉负压火嘴燃烧、用柴油吸收后焚烧等措施及以上组合措施。由于苯及C6烃类饱和蒸汽低较高，采用高效密封的全接液浮盘不能完全消除VOCs排放；由于尾气含有芳烃组分，送至低压火炬***，由于芳烃对氟橡胶等有溶解性，不利于火炬气压缩密封***平稳运行，造成机械密封损坏的安全隐患，同时尾气中氧含量更是对火炬***安全造成威胁；送至装置加热炉负压火嘴燃烧，由于尾气中含有BTX组分，流量不稳定，造成加热炉燃烧不稳定、火苗过高及炉管温度高等安全隐患；现有尾气增压输送设施，大部分未考虑异常工况下，尾气排放环保达标的问题，满足不了GB 37822-2019 《挥发性有机物无组织排放控制标准》对无组织排放有机物要求；装置常压罐容积较小，正常平稳生产过程中，常压罐排放尾气只有小呼吸排放的气量，流量小、波动大且氮气含量高，芳烃抽提装置单独上一套油气回收***存在投资高、能耗高、平面布置受限等问题。

因此，针对现有炼厂和新建芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气，如何降低尾气环保治理成本，同时需达到本质安全、环保、长周期运行，成为本领域专业技术需解决的重要问题。

实用新型内容

本发明的目的是针对现有技术芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气处理措施对加热炉和火炬***安全平稳运行产生较大影响、不能有效解决尾气排放、生产成本高等不足，提供一种流程简单、环保达标、利用全厂VOCs尾气处理措施的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***。

本实用新型技术方案：

一种本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，主要由常压罐、单呼吸阀、VOCs气相支线、阻火器、尾气集合管、尾气分液罐、增压风机、尾气输送总管、在线氧分析仪、压力变送器、液位变送器、开关阀、调节阀、冷却器、流量变送器、吸附罐、温度变送器、报警装置、变频器、DCS控制***等组成。

所述装置常压罐设有氮封***，顶部气相出口设有所述单呼吸阀，常压罐设有VOCs气相支线与所述VOCs尾气集合管相连通，所述尾气集合管与所述尾气分液罐相连通。

所述尾气分液罐顶部气相出口设有两路，一路与所述增压风机相连通，另一路与所述吸附罐相通，底部液相出口经所述开关阀与装置轻污油总管相连通，尾气分液罐罐壁设有氮气吹扫口，通过开关阀与所述氮气吹扫线相连通，尾气分液罐气相设有在线氧分析仪、压力变送器，液相设有液位变送器。

所述增压风机出口管道与所述冷却器入口相连通，所述冷却器出口一路通过调节阀与所述尾气分液罐的气相连通，另一路通过尾气输送总管与尾气处理设施相连通，所述冷却器壳层液相与尾气分液罐相连通，所述吸附罐顶部出口与大气相连通。

所述增压风机入口集合管设有压力变送器、所述尾气输送总管设有流量变送器、温度变送器、在线氧分析仪及开关阀，所述变频器与所述尾气增压机电机相连。

所述的DCS控制***分别与开关阀、调节阀、压力变送器、在线氧分析仪、温度变送器、变频器相连。

在其中一个实施例中，所述常压罐顶部气相出口设有单呼吸阀，气相支线靠近储罐位置设有双向防爆轰阻火器，单呼吸阀开启压力为900PaG。

在其中一个实施例中，尾气集合管设有双向防爆轰非稳态阻火器。

在其中一个实施例中，所述在线氧分析仪为激光氧分析仪，避免水及气体浓度对测量的影响，测量精度更高，正常操作控制氧含量＜2%V。

在其中一个实施例中，所述在线氧分析仪任何一台氧含量＞2%V时，联锁打开所述吸附罐入口开关阀和所述氮气吹扫线开关阀，停增压风机，并关闭尾气输送总管开关阀，确保尾气增压输送***及下游尾气处理设施的本质安全。

在其中一个实施例中，所述增压风机为罗茨风机，避免水环泵产生含苯废水，造成废水难于处理问题，数量为2台，一开一备，均需设置手动/自动切换开关。采用双端面机械密封，密封液采用除盐水，避免风机转动部分泄漏，增压风机出口压力为40KPaG。

在其中一个实施例中，所述尾气增压机采用变频电机，变频范围0～50HZ。变频器通过所述增压风机入口集合管压力变送器控制，在油气中氧含量正常的前提下，当压力升高至1.3KPaG时，增压风机调至额定频率；压力降到0.6KPaG时，风机频率调至40%；压力低于0.2KPaG时，启动旁路调节阀调节。

在其中一个实施例中，所述吸附罐装有活性炭，活性炭对烃类吸附效率达99.5%，吸附后再排入大气，吸附罐设有温度变送器，温度高报警温度为55℃。

在其中一个实施例中，所述冷却器为列管式换热器，材质为S31603, 冷却器带分离功能设施，设置有排液口，冷却介质为循环水，循环水走管程。

在其中一个实施例中，所述尾气分液罐液位变送器设置有1台，开关阀联锁信号为尾气分液罐液位变送器，液位≥70%开启，液位≤25%关闭。

本申请的实施例提供的技术方案有以下优点及有益效果：

本实用新型新增芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，常压罐单呼吸阀呼出的VOCs尾气，通过增压风机增压后送至尾气处理设施，减少污染废气的排放，减少了有毒污染物的排放，降低了对环境的污染，满足了国家环保部分达标排放量的要求，同时避免装置单独上一套尾气处理设施造成投资高、运行成本高的问题。

本实用新型采用罗茨风机作为增压风机，避免水环泵中产生难于处理含苯废水，降低污水处理的成本，采用双端面机械密封，密封液采用除盐水，避免风机转动部分泄漏。采用激光氧分析仪，省掉采样和预处理过程，避免含苯尾气无法密闭排放。

本实用新型为了保证尾气增压输送***本质安全，关键部位设置了在线激光氧分析仪和阻火器，保证正常尾气输送至尾气处理设施***本质安全，当发生异常氧含量超标情况下，通过合理设置联锁，打开或关闭相关阀门，尾气通过吸附罐吸附后高空排放，即保证***本质安全，也保证异常情况下尾气达标排放。

附图说明

图1为本实用新型一种本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***示意图。

图中：1-尾气输送总管，2-尾气处理设施，3-常压罐，4-单呼吸阀， 5-VOCs气相支线，6-阻火器，7-尾气集合管，8-阻火器，9-尾气分液罐，10-增压风机入口总管，11-增压风机，12-吸附罐，13-氮气吹扫线，14-开关阀，15-温度变送器，16-开关阀，17-在线氧分析仪，18-在线氧分析仪，19-冷却器，20-压力变送器，21-流量变送器，22-开关阀，23-阻火器，24-调节阀，25-压力变送器，26-开关阀，27-液位变送器，28-轻污油总管，29-变频器，30-循环水管道，31-调节阀，32-温度变送器，33-冷凝液排放管，CWS-循环水供水，CWR-循环水回水。

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。

请参阅图1，一种本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，增压后VOCs尾气通过尾气输送总管1与尾气处理设施2相连通，对VOCs尾气进行处理达标后排放。

如此设置，芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，解决了污染废气的排放，降低了对环境的污染，保证尾气增压输送过程本质安全，又避免装置单独建设尾气处理措施造成投资高、能耗高的问题。

其中，常压罐3顶气相与VOCs气相支线5相连通，气相支线5与尾气集合管7相连通，设有单呼吸阀4和阻火器6和阻火器8。

具体的，常压罐3顶部气体经单呼吸阀4排至VOCs气相支线5，靠近常压罐3气相支线设有阻火器6，各路VOCs气相支线5斜45°接入尾气集合管7管线顶部。如此设置，防止各个常压罐尾气直接连通，消除常压罐油气互串带来安全隐患，保证常压罐和尾气增压输送***本质安全。

其中，尾气分液罐9顶部气相设有两路，一路与增压风机11相连通，另一路与吸附罐12相通，尾气分液罐9罐壁与氮气吹扫线13相连通，罐壁设有在线氧分析仪17，底部液相与轻污油总管28相连通。

具体的，集合总管来的尾气在尾气分液罐9实现气液分离，分离后尾气一路通过增压风机入口总管10与增压风机11相连通，一路通过开关阀14与吸附罐12相连通，罐壁通过开关阀16与氮气吹扫线13连通，打开开关阀14、15联锁信号来自在线氧分析仪17、18及增压风机11停机信号。尾气分液罐9底部液相通过液位开关阀26与轻污油总管28相连通。如此设置，实现尾气气液分离，保证增压风机安全运行，液相烃类组分回收至轻污油***，减少装置烃类组分损失，同时保证尾气增压风机故障停机及尾气氧含量超标情况下，尾气输送***本质安全及尾气满足环保标准达标排放。

其中，增压后尾气与冷却器19壳层相连通，冷却器19壳层出口分两路，一路与尾气分液罐9的气相相连通，一路与尾气输送总管1相连通。

具体的，增压后尾气在冷却器19壳层冷却至40℃后气相分成2路，一路通过调节阀24与尾气分液罐9的气相相连通，调节阀24控制信号来自压力变送器25；一路与尾气输送总管1相连通，尾气输送总管1设有流量变送器21、开关阀22、阻火器23、在线氧分析仪18，开关阀22联锁信号来自在线氧分析仪17、18及增压风机11停机信号；冷却器19壳层液相经冷凝液排放管33与尾气分液罐9相连通，如此设置，保证增压风机风量稳定，避免风机频繁启停，发生故障，保证尾气输送总管及增压风机机组本质安全。

其中，压力变送器20与变频器29相连通，液位开关阀26与液位变送器27信号连通。

具体的，控制部分分别与在线氧分析仪17、在线氧分析仪18、压力变送器20、压力变送器25、流量变送器21、液位变送器27、温度变送器15、温度变送器32、变频器29、开关阀14、开关阀16、开关阀22、开关阀26、调节阀26、调节阀31相连通。压力变送器25、在线氧分析仪17、在线氧分析仪18、温度变送器15通过控制部分与报警装置相连。

具体的，分液罐12内装有活性炭、设有温度变送器14，活性炭对烃类吸附效率达99.5%，吸附后再排入大气，吸附罐温度高报警温度为55℃。如此设置，保证异常工况下尾气排放满足GB 37822-2019 《挥发性有机物无组织排放控制标准》要求，同时防止活性炭发生自燃风险，保证吸附罐本质安全。

具体的，增压风机11设置为2台，为罗茨风机，每台增压机均需设置手动/自动切换开关，正常操作的增压机处于手动状态，备用增压机处于自动起停状态。每台处理量最大为100Nm³/h，变频器29变频范围0～50HZ，在油气中氧含量正常的前提下，当压力升高至1.3KPaG时，增压风机调至额定频率；压力降到0.6KPaG时，风机频率调至40%；压力低于0.2KPaG时，启动旁路调节阀24调节。风机出口压力为40KPaG。

具体的，液位变送器27设置有1台，液位开关阀27开关条件为，液位≥70%开启，液位≤25%关闭。

具体描述本实用新型实施例处理过程。

VOCs尾气（0～100 Nm³/h）从常压罐3来，当常压罐3压力大于900PaG时，单呼吸阀4开启，向VOCs气相支线5排放尾气，尾气经尾气分液罐9进行分液后分成两路，一路与吸附罐12相连接，一路与增压风机11入口相连接，当尾气增压输送***任何一台氧分析仪氧含量＞2%V或增压风机停机时，控制***快速打开开关阀14、开关阀16、关闭开关阀22，尾气经吸附罐12吸附后高空排放；正常生产时，尾气经增压风机11升压，通过变频器29调节增压风机入口风量，当压力升高至1.3KPaG时，增压风机调至额定频率；压力降到0.6KPaG时，风机频率调至40%；压力低于0.2KPaG时，启动旁路调节阀24调节。尾气增压至40KPaG后进入冷却器19，与循环水换热，循环水管道30设有温度控制阀31，根据换热器19尾气出口管线温度变送器32调节温度控制阀31开度，保证尾气冷却后温度为40℃送至尾气处理装置，经处理后尾气达标排放，冷却器19壳层带有分离功能，冷凝液经冷凝液排放管33排放至尾气分液罐9。尾气分液罐9液相烃类根据液位变送器27来控制液位开关阀26开关，正常生产，开关阀动作信号来自液位变送器达到≥70%时开启，液位≤25%时关闭，排放液体烃类经轻污油总管28排至装置污油罐。

本实用新型在实施中取得了如下效果：

1、将常压罐呼出的VOCs尾气增压输送至尾气处理设施，减少污染废气的排放，减少了有毒污染物的排放，降低了对环境的污染，满足了国家环保部分达标排放量的要求。因装置常压罐容积小，正常操作平稳，尾气量小，变化范围广，避免装置独立上一套尾气处理设施造成过度投资和能耗高问题。

2、由于常压罐VOCs尾气含有苯等芳烃，本实用新型在采用罗茨风机及激光氧分析仪，避免产生含苯废液等难于处理的废水，减轻污水处理的难度。

3、设置合理控制***，保证尾气增压输送***氧含量合格，同时设置合理吸附罐，保证异常工况下，尾气排放也达标，***本质安全。

4、作为装置常压罐的附属设施，增压风机设置变频器，正常操作由变频调节流量，两种偏离可自控启动旁路控制等手段调节，保证风机满足混合气风量变化，可以有效节能同时减少人工操作，实现自动控制。

5、具有流程短、流程紧凑、本质安全、运行可靠，值得在石化行业芳烃抽提装置常压罐尾气处理中推广。

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。

Claims (8)

1.本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，主要由常压罐、单呼吸阀、VOCs气相支线、阻火器、尾气集合管、尾气分液罐、增压风机、尾气输送总管、在线氧分析仪、压力变送器、液位变送器、开关阀、调节阀、冷却器、流量变送器、吸附罐、温度变送器、报警装置、变频器、DCS控制***组成，其特征在于：

芳烃抽提装置各个常压罐设有VOCs气相支线与尾气集合管相连通，尾气集合管与尾气分液罐相连通；尾气分液罐顶部气相出口设有两路，一路与增压风机相连通，另一路与吸附罐相连通，底部液相出口通过开关阀与装置轻污油总管相连通，尾气分液罐罐壁设有氮气吹扫口，通过开关阀与氮气吹扫线相连通，增压风机出口管道与冷却器入口相连通，冷却器出口一路通过调节阀与尾气分液罐的气相连通，冷却器壳层液相与尾气分液罐相连通，另一路通过尾气输送总管与下游尾气处理设施相连通，吸附罐顶部出口与大气相连通；尾气分液罐气相设有在线氧分析仪、压力变送器，液相设有液位变送器，增压风机入口集合管设有压力变送器、尾气输送总管设有流量变送器、温度变送器、在线氧分析仪及开关阀，变频器与尾气增压机电机相连；DCS控制***分别与开关阀、调节阀、压力变送器、在线氧分析仪、温度变送器、变频器相连。

2.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述常压罐设有氮封***，顶部气相出口设有所述单呼吸阀，气相支线靠近储罐位置设有阻火器，类型为双向阻爆轰型。

3.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述尾气集合管设有阻火器，阻火器类型为双向阻爆轰型。

4.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述在线氧分析仪为激光氧分析仪。

5.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述增压风机为罗茨风机，数量为2台，均设置手动/自动切换开关；采用双端面机械密封。

6.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述尾气增压机采用变频电机，变频范围0～50HZ。

7.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述吸附罐装有活性炭，吸附罐设有温度变送器。

8.根据权利要求1所述的本质安全型芳烃抽提装置常压罐VOCs尾气增压输送***，其特征在于所述冷却器为列管式换热器，冷却器带分离功能设施，设有排液口。