一种储罐区无组织排放气的回收处理系统的制作方法

本技术涉及无组织排放气回收处理，具体涉及一种应用于石油化工、精细化工等企业储罐区无组织排放气的回收处理系统。

背景技术：

1、无组织排放是指废气污染物没有经过排气筒的无序无规则且不集中的进行排放。无组织排放无法集中进行处理，是挥发性有机物（vocs）进入大气环境的重要途径，无组织排放的废气日积月累，对环境的危害不容忽视，其排放源高度低，污染面积集中，呈地面弥漫状，持续时间长，危害大。

2、储罐是用于储存液体或气体的钢制密封容器，它是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的基础设施。储罐的无组织排放气主要来源于呼吸排放和工作排放，呼吸排放是由于温度或大气压力变化引起储罐内液体气化而产生的气体排放和由于气体冷凝导致膨胀和收缩而产生的密封惰性气体排放，工作排放是由于装料与卸料导致罐内压力变化而产生的气体挥发性损失。在石油化工、精细化工企业，一般均配套建设有储罐区，用于储存原料、成品等液体或气体。《石油化工储运系统罐区设计规范》xsh/t3007-2014规定：“储存ⅰ、ⅱ级毒性的甲b、乙a类液体储罐不应大于10000m，且应设置氮气或其它惰性气体密封保护系统”。石化行业在实际操作中，凡是甲b、乙a类中间原料储罐、芳烃类储罐、轻污油储罐、酸洗水罐、排放气中含有较高浓度油气和硫化物等的需要对排放气体进行收集治理的储罐，都要求设置氮气密封系统。因此，石化储罐区、精细化工储罐区的无组织排放气的组成主要包括挥发性有机物vocs和储罐密封用惰性气体，并且大部分都是储罐密封用惰性气体。

3、vocs主要由烷烃（不包括甲烷）、不饱和烃、苯系物等构成，表现出较高的大气氧化活性和毒性，可引起臭氧层空洞、紫外辐射增强、温室效应等后果，还可与no发生光化学反应，形成光化学烟雾，因此目前对于石化储罐区无组织排放气的回收利用，主要是针对vocs进行回收处理。现有vocs的处理方法包括吸收法、吸附法、冷凝法、膜分离法、燃烧法、催化氧化法等，各类方法都有自身优势和最佳适用范围。

4、吸收法指的是通过吸收剂与vocs接触，把vocs中的有害分子转移到吸收剂中，从而实现分离vocs的目的。vocs转移到吸收剂中后，吸收剂作为废油进行回收处理。

5、吸附法原理是当vocs通过装有吸附剂（多采用活性炭）的吸附罐，利用活性炭对污染物的强吸附力，将污染物质吸附下来，从而达到净化废气的目的。缺点是活性炭吸附量有限，高浓度废气会导致活性炭迅速饱和，造成处理效果下降。并且更换活性炭操作过程复杂，且设备体积大。另外，吸附过程是放热过程，吸附高浓度有机废气时，存在安全隐患。

6、冷凝法是通过将有机废气降温达到有机物凝固点以下，使有机物冷凝并与气态分离的技术，当有机废气中含有凝固点较低的低分子量有机物时（如丙烷、乙烯等轻烃），则无法实现去除，并且低温冷凝的能耗较高。

7、膜分离法中膜是指分隔两相界面，并以特定的形式限制和传递各种化学物质的阻挡层。膜分离法工作原理是利用油气与空气在膜内扩散性能的不同来实现分离，该方法处理有机废气虽然具有运行成本低、组件可模块化、操作过程温和、安全性好等优点。然而，单独采用膜技术也存在渗余气无法深度处理，轻烃累积的问题。

8、催化氧化法是采用强氧化物在催化条件下对有机废气中有机污染因子进行降解为二氧化碳和水，从而将废气去除，它具有能耗低，可去除轻烃的优势，但其难以实现对有机物的回收。

9、单一的vocs回收技术都有各自技术的局限性，而且对于石化储罐区无组织排放气中的氮气，现有技术尚未对其回收利用，由于氮气在无组织排放气中占比大，直接将其排放造成了极大的浪费，因此需要设计一种石化储罐区无组织排放气的回收处理系统，实现对石化储罐区无组织排放气的全效回收利用。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对现有技术的不足，本技术提供了一种石化储罐区无组织排放气的回收处理系统，实现对石化储罐区无组织排放气的全效回收利用，提高无组织排放气的经济利用价值。

2、为解决以上技术问题，本技术的技术方案提供了一种储罐区无组织排放气的回收处理系统，它包括依次连接的收集单元、浅冷处理单元、吸附处理单元和催化氧化处理单元，所述收集单元包括缓冲罐，所述浅冷处理单元包括增压装置和浅冷分离装置，所述吸附处理单元包括吸附装置，所述催化氧化处理单元包括换热装置、恒温反应装置和惰性气体利用装置，所述缓冲罐的出口与所述增压装置的进口相连，所述增压装置的出口与所述浅冷分离装置的进口相连，所述浅冷分离装置的气体出口与所述吸附装置的顶部开口相连，所述吸附装置的底部开口与所述换热装置的进口相连，所述换热装置的出口与所述恒温反应装置的进口相连，所述恒温反应装置的出口与所述惰性气体利用装置的进口相连。

3、进一步的，所述回收处理系统还包括气体储罐，所述浅冷分离装置的气体出口与所述气体储罐的进口相连。经浅冷分离装置处理后含有高沸点有机物的气体可以进入气体储罐中储存并等待利用，当储罐区需要时可以作为产品气回流到储罐区使用。

4、进一步的，上述吸附装置的吸附剂选择硅胶。本技术选择硅胶吸附分离vocs中的高沸点苯组分，可以使吸附在吸附剂中的苯组分通过加热冲洗的方式解吸，使吸附剂实现再生。

5、进一步的，所述吸附处理单元还包括再生气冷却分离装置，所述吸附装置设置至少两个，所述吸附装置的底部开口与所述换热装置的出口相连，所述吸附装置的顶部开口与所述再生气冷却分离装置的进口相连，所述再生气冷却分离装置的气体出口与所述吸附装置的顶部开口相连。通过该设置实现了吸附处理单元的全回流，避免了气体的排放，实现了储罐区无组织排放气的全利用。

6、在本技术的一些实施方式中，所述惰性气体利用装置包括惰性气体冷却分离装置，所述恒温反应装置的出口与所述惰性气体冷却分离装置的进口相连。进一步的，所述惰性气体利用装置还包括膨胀发电装置，所述恒温反应装置的出口与所述膨胀发电装置的进口相连。经恒温反应装置净化处理后的气体，可根据实际生产需要用于膨胀发电或经冷却分离后回收利用。

7、进一步的，所述恒温反应装置包括反应器和汽包，所述反应器包括反应器壳程和反应器管程，所述反应器壳程与所述换热装置和所述惰性气体利用装置连通，所述反应器管程与所述汽包连通。通过汽包的设置可以使反应器内的温度稳定在一定范围内，使反应器内实现恒温反应，避免过高的温度使反应器里催化剂的结构破坏而造成催化效率降低甚至失效的问题，延长催化剂的使用寿命。

8、经上述回收处理系统处理之后，得到的气体中的非甲烷总烃有机物含量低于10mg/nm3、苯及苯环类有机物的含量低于1mg/nm3，满足排放指标要求，至此经过上述回收处理系统，实现了对储罐区的无组织排放气的全效回收利用。

9、与现有技术相比，本技术提供的储罐区无组织排放气的回收处理系统具备以下有益技术效果：

10、1、本技术提供的回收处理系统可以通过-30～10℃的浅冷分离降低了能量的消耗，通过浅冷分离将高沸点有机物与低沸点有机物进行分离，可大幅度降低进入吸附装置中废气的有机物浓度，从而保证了吸附剂的吸附效果，而对废气进行吸附处理后再进行催化氧化反应，可以尽可能多的回收有机物，因此本技术通过浅冷分离、吸附回收与催化氧化的综合使用，克服了冷凝分离能耗高、吸附剂吸附量限制影响吸附效果和催化氧化无法回收有机物的问题。

11、2、本技术提供的回收处理系统通过硅胶变温吸附和解吸实现了吸附处理单元的全回流再生和吸附，避免了更换吸附剂影响系统运行情况的发生，提高了系统的运行效率，同时提高了吸附剂的使用效率，节约了吸附成本，而且硅胶吸附为物理吸附，安全性高。

12、3、本技术提供的回收处理系统针对储罐区无组织排放气设计，由于缓冲罐和气体储罐的设置，即使有机物含量和气量存在较大的波动，也不影响整体的工艺操作，实现对储罐区无组织排放气回收处理的全自动化控制。

13、4、本技术提供的回收处理系统能够集中收集处理储罐区无组织排放气，将不连续的无组织排放气变为有组织可控的连续气体并进行全回收利用，实现对无组织排放气的高效利用。同时对无组织排放气中的vocs与储罐密封用惰性气体实现了有效分离，分离出的密封惰性气体可用于膨胀发电或经冷却分离处理回收，含vocs的气体可回用储罐区，含vocs的冷凝液可回用于燃料、精细化工领域，对无组织排放气实现了资源化回收利用，提高了无组织排放气的经济利用价值。