一種用于延遲焦化裝置的除臭凈化系統及其除臭凈化方法與流程

本發明屬于焦炭處理領域，涉及一種除臭凈化系統及其除臭凈化方法，尤其涉及一種用于延遲焦化裝置的除臭凈化系統及其除臭凈化方法。

背景技術：

在石油加工流程中，延遲焦化工藝是一種重要的渣油加工過程。原料經換熱和焦化爐加熱至約500℃后，進入焦炭塔進行熱裂解反應與縮合反應，在焦炭塔內生成油氣和固體焦炭。熱裂解反應生成的油氣，經焦炭塔頂油氣線進入分餾塔，分離成富氣和石腦油、柴油、蠟油等餾分。固體焦炭沉積在焦炭塔內，定期除焦至焦池。

延遲焦化裝置的焦炭塔通常是成對設置，當一座焦炭塔(老塔)內原料油反應生成設定高度的焦炭時，通過四通閥將原料油切換至與之對應的另一座焦炭塔(新塔)繼續進行生產，老塔則進行冷焦、除焦和預熱等操作，其中冷焦操作主要包括吹汽、給水和放水等步驟。吹汽就是自焦炭塔底向塔內通入蒸汽；給水就是自焦炭塔底向塔內通入冷水，使塔內焦炭冷卻至適宜溫度；放水就是待焦炭冷卻至合適溫度后停止向塔內通水，并將焦炭塔內積水自焦炭塔底排放干凈。焦炭塔除焦通常是使用水力除焦，即使用高壓水進行焦炭層的鉆孔、切割和切碎，切碎后的焦炭自焦炭塔底排入焦炭池中。

給水冷焦工藝按其原理分主要有兩種：溢流冷焦工藝和浸泡冷焦工藝(簡稱泡焦)，兩種工藝都是自焦炭塔底注入冷水進行冷卻焦炭。溢流冷焦是指在給水冷焦操作過程中持續向焦炭塔通水直至水從塔頂溢流，并使水持續溢流至焦炭冷卻至所需要的溫度。浸泡冷焦是指給水冷焦操作過程中當水淹沒焦炭層到達焦炭塔內所設定的水位時，停止向焦炭塔底部通入水，然后通過水的蒸發來降低焦炭的溫度。泡焦過程中，如焦炭塔內水位下降過快時，可向塔內補水，保證焦炭冷卻效果。給水操作結束后，打開焦炭塔頂呼吸閥，將焦炭塔內積水排放干凈，然后打開焦炭塔頂蓋，使用高壓水切除塔內焦炭。

現有典型的延遲焦化裝置的工藝結構圖如圖1中所示，延遲焦化裝置包括至少一對焦炭塔，每對焦炭塔之間都有設有閥門的管路相連接，以便于當一座焦炭塔(老塔)內原料油反應生成設定高度的焦炭時，可以切換至另一座焦炭塔(新塔)繼續進行生產，每對焦炭塔塔頂產生的油氣經油氣線進入分餾塔，同時，每對焦炭塔塔頂還通過管路依次與放空塔、空冷器、水冷器和氣液分離罐相連以排放焦炭塔中的殘余氣體。

然后現有延遲焦化裝置中存在如下問題：

(1)在冷焦過程中泡焦操作的末期，焦炭塔內壓力較低，焦炭塔內殘存氣體無法排放至放空塔，只能打開塔頂呼吸閥排放至大氣。但焦炭塔打開塔頂呼吸閥后，由于背壓降低，塔內的水再次汽化，并攜帶塔內烴類及含硫氣體帶出，造成塔周圍水汽彌漫，同時污染環境，損害人體健康；

(2)在冷焦過程中的泡焦操作過程中，焦炭不容易冷卻透徹，特別是操作末期，塔內溫度較低，水的汽化速率降低，導致冷焦時間長，影響裝置處理能力；

(3)由于焦炭是多孔隙結構，焦炭塔放水后，焦炭孔隙仍中殘留烴類及含硫氣體，焦炭被切碎后溢出至大氣中，造成周圍空氣惡臭，嚴重污染環境；

(4)焦炭塔內溢出的廢氣在分析中發現氣體中不僅含有硫化物而且還有少量的苯類致癌物質，嚴重污染環境，極大的危害到操作人員的身體健康；

(5)放水后打開焦炭塔頂蓋前，塔內焦炭溫度仍有80～90℃，塔內仍有一定壓力，打開頂蓋和底蓋存在安全隱患。

對于上述問題，CN 202924967U公開了一種封閉式儲焦池用于降低焦粉污染。封閉式焦池包括：基礎、立柱、圍護結構和焦池頂部輕鋼結構，焦池頂部設采光和通風設施。所述方法可以有效抑制焦粉飛揚，但沒有涉及尾氣包括水蒸汽、少量油氣和惡臭氣體的處理方法。若僅用通風設施抽出尾氣，則沒有解決水汽和惡臭氣味污染，而且焦粉可能隨尾氣抽出排放、擴散，造成二次污染。另外，所述方法也沒有解決除焦時焦炭塔頂水汽、惡臭氣體逸出的問題。

由此可見，延遲焦化裝置往往是整個煉廠生產環境最惡劣的場所，如何采取措施治理污染、改善工作環境，同時提高裝置的處理能力是亟需解決的問題。

技術實現要素：

針對現有延遲焦化裝置中存在的氣體污染和危害操作人員身體健康等安全隱患問題，以及冷焦時間長影響裝置處理能力等問題，本發明提供了一種用于延遲焦化裝置的除臭凈化系統。本發明通過在焦炭塔塔頂設置除臭凈化系統，可以有效減少焦炭塔開蓋后塔周圍水汽彌漫、減少有害氣體排放污染環境，有效減輕開蓋時對操作人員安全及健康的影響。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供了一種用于延遲焦化裝置的除臭凈化系統，所述延遲焦化裝置包括至少一對焦炭塔，以及與焦炭塔塔頂依次連接的放空塔、空冷器、水冷器和氣液分離罐，所述除臭凈化系統設置于延遲焦化裝置中每對焦炭塔塔頂，所述除臭凈化系統包括抽真空器和分離罐，焦炭塔塔頂氣體出口與抽真空器的氣體入口相連，抽真空器的氣體出口與分離罐的氣體入口相連，分離罐的頂部氣體直通大氣，分離罐的底部物料出口與冷焦池相連。

其中，所述冷焦池為現有延遲焦化工藝中現有設備，并不屬于本發明所述除臭凈化系統。

本發明中，所述延遲焦化裝置為現有技術中已有裝置，其包括至少一對焦炭塔，每對焦炭塔之間都有設有閥門的管路相連接，以便于當一座焦炭塔(老塔)內原料油反應生成設定高度的焦炭時，可以切換至另一座焦炭塔(新塔)繼續進行生產，每對焦炭塔塔頂產生的油氣經油氣線進入分餾塔，同時，每對焦炭塔塔頂還通過管路依次與放空塔、空冷器、水冷器和氣液分離罐相連以排放焦炭塔中的殘余氣體。

以下作為本發明優選的技術方案，但不作為本發明提供的技術方案的限制，通過以下技術方案，可以更好的達到和實現本發明的技術目的和有益效果。

作為本發明優選的技術方案，所述除臭凈化系統包括冷焦水泵，所述冷焦水泵與分離罐的液相入口相連。

作為本發明優選的技術方案，所述分離罐內設有噴淋裝置，通過所述噴淋裝置吸收溶解廢氣中的臭味氣體及焦粉。

作為本發明優選的技術方案，所述除臭凈化系統通過抽真空器以抽真空的形式，將焦炭塔塔頂出來的廢氣吸入至分離罐內，通過冷焦水噴淋冷卻，將氣體中可凝結的廢氣及焦粉溶解在冷焦水中，不凝氣排放至大氣。

第二方面，本發明提供了上述除臭凈化系統的除臭凈化方法，所述方法為：在待冷焦和除焦的焦炭塔開蓋前30min，待冷焦和除焦的焦炭塔開蓋過程以及整個除焦過程中均保持除臭凈化系統在開啟狀態，將從待冷焦和除焦的焦炭塔中抽出的氣體進行水洗，水洗得到的不凝氣體直接排放，水洗得到的液體進行后續處理。

其中，所述后續處理為將水洗下來的液體排放至焦池與原焦池中的水一起進行處理。

本發明中，待冷焦和除焦的焦炭塔內的氣體被抽空裝置抽出，氣體進入分離罐，在分離罐內與自罐頂來的冷焦水逆流接觸冷凝冷卻，不凝氣從罐頂排放至大氣，冷凝下來的液體從分離罐底部流出排放至焦池，與原焦池中的水一起進行處理。

在溢流冷焦工藝中，當待冷焦和除焦的焦炭塔塔頂溫度＜150℃，塔頂壓力＜0.1MPag時，將待冷焦和除焦的焦炭塔塔頂出口由送至放空塔改成送至溢流線，打開待冷焦和除焦的焦炭塔溢流管線上的溢流閥，關閉至放空塔管線上的放空閥，開始溢流冷卻焦炭。

作為本發明優選的技術方案，在待冷焦和除焦的焦炭塔的給水冷焦階段，當待冷焦和除焦的焦炭塔中水位從焦炭塔塔頂溢流出，待冷焦和除焦的焦炭塔塔頂溫度＞150℃，塔頂壓力＞0.1MPa時，投用除臭凈化系統。

在上述浸泡冷焦過程中啟用待冷焦和除焦的焦炭塔頂部的除臭凈化系統，目的在于降低該焦炭塔內的壓力，加速塔內水汽化，進而提高冷焦速度，以保證不影響其他操作步驟的時間。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明所述的除臭凈化系統安裝在焦炭塔塔頂，在延遲焦化裝置的給水冷焦末期以及整個除焦過程中對焦炭塔內的氣體進行除臭凈化，有效減少了焦炭塔開蓋后塔周圍水汽彌漫，減少了有害氣體的排放；同時，焦炭塔開蓋前，塔內有害氣體基本被抽空，有效減輕開蓋時對操作人員安全及健康的影響；

(2)本發明在冷焦末期，利用抽空裝置抽出焦炭塔內的氣體，降低末期焦炭塔內壓力至常壓，并回收塔內輕烴氣體，焦炭塔內焦炭冷卻效果更好。

附圖說明

圖1是對比例1中現有延遲焦化裝置的工藝結構示意圖，

圖2是實施例1中所述延遲焦化裝置的除臭凈化系統的工藝結構示意圖；

其中，1-焦炭塔，2-放空塔，3-空冷器，4-水冷器，5-氣液分離罐，6-抽真空器，7-分離罐，8-冷焦水泵，9-水洗分離罐。

具體實施方式

為更好地說明本發明，便于理解本發明的技術方案，下面對本發明進一步詳細說明。但下述的實施例僅僅是本發明的簡易例子，并不代表或限制本發明的權利保護范圍，本發明保護范圍以權利要求書為準。

本發明具體實施例部分提供了一種用于延遲焦化裝置的除臭凈化系統，所述延遲焦化裝置包括至少一對焦炭塔1，以及與焦炭塔1塔頂依次連接的放空塔2、空冷器3、水冷器4和氣液分離罐5，所述除臭凈化系統設置于延遲焦化裝置中每對焦炭塔1塔頂，所述除臭凈化系統包括抽真空器6和分離罐7，所述焦炭塔1塔頂氣體出口與抽真空器6的氣體入口相連，抽真空器6的氣體出口與分離罐7的氣體入口相連，分離罐7的頂部氣體直通大氣，分離罐7的底部物料出口與冷焦池相連。

所述除臭凈化系統的除臭凈化方法為：在待冷焦和除焦的焦炭塔1開蓋前30min、待冷焦和除焦的焦炭塔1開蓋過程以及整個除焦過程中將從待冷焦和除焦的焦炭塔1中抽出的氣體進行水洗，水洗得到的不凝氣體直接排放大氣，水洗得到的液體進行后續處理。

以下為本發明典型但非限制性實施例：

實施例1：

如圖2所示，本實施例提供了一種用于延遲焦化裝置的除臭凈化系統，其中延遲焦化裝置包括至少一對焦炭塔1，以及與焦炭塔1塔頂依次連接的放空塔2、空冷器3、水冷器4和氣液分離罐5，所述除臭凈化系統設置于延遲焦化裝置中每對焦炭塔塔頂，所述除臭凈化系統包括抽真空器6和分離罐7，焦炭塔1塔頂氣體出口與抽真空器6的氣體入口相連，抽真空器6的氣體出口與分離罐7的氣體入口相連，分離罐7的頂部氣體直通大氣，分離罐7的底部物料出口與冷焦池相連。

所述除臭凈化系統包括冷焦水泵8，其與分離罐7的液相入口相連。

所述分離罐7內設有噴淋裝置，通過所述噴淋裝置吸收溶解廢氣中的臭味氣體及焦粉。

所述除臭凈化系統通過抽真空器6以抽真空的形式，將焦炭塔1塔頂出來的廢氣吸入至分離罐7內，通過冷焦水噴淋冷卻，將氣體中可凝結的廢氣及焦粉溶解在冷焦水中，不凝氣排放至大氣。

所述除臭凈化系統的處理方法為：

對待冷焦和除焦的焦炭塔1采用溢流冷焦進行給水冷焦，當待冷焦和除焦的焦炭塔1塔頂溫度＜150℃，塔頂壓力＜0.1MPag時，將待冷焦和除焦的焦炭塔1塔頂出口由送至放空塔2改成送至溢流線，打開待冷焦和除焦的焦炭塔1溢流管線上的溢流閥，關閉至放空塔2管線上的放空閥，開始溢流冷卻焦炭。

在待冷焦和除焦的焦炭塔1的溫度降至85℃，溢流冷焦結束，將待冷焦和除焦的焦炭塔1中水排凈后，啟用除臭凈化系統將待冷焦和除焦的焦炭塔1中的氣體抽出進行水洗分離，30min后開啟待冷焦和除焦的焦炭塔1的頂蓋和底蓋進行除焦，待冷焦和除焦的焦炭塔1的開蓋過程以及整個除焦過程中均保持除臭凈化系統在開啟狀態；

在溢流冷焦的進水中，當待冷焦和除焦的焦炭塔1中水從焦炭塔1塔頂溢流出，待冷焦和除焦的焦炭塔1塔頂溫度＞150℃，塔頂壓力＞0.1MPa時，投用除臭凈化系統。

抽真空器6從待冷焦和除焦的焦炭塔1中抽出的氣體進入分離罐7進行水洗，水洗得到的不凝氣體排放至大氣，水洗得到的液體進行后續處理。

采用本實施例所述的系統進行除臭凈化，可有效減少焦炭塔開蓋后塔周圍水汽彌漫，減少有害氣體排放，有效減輕開蓋時對操作人員安全及健康的影響。

對比例1：

如圖1所示，本對比例為現有典型的延遲焦化裝置，其包括至少一對焦炭塔1，以及與焦炭塔1塔頂依次連接的放空塔2、空冷器3、水冷器4和水洗分離罐9。

本對比例所述系統的焦炭塔在進行冷焦和除焦過程中，焦炭塔打開塔頂呼吸閥后，由于背壓降低，塔內的水再次汽化，并攜帶塔內烴類及含硫氣體帶出，造成塔周圍水汽彌漫，同時污染環境，損害人體健康；且放水后打開焦炭塔頂蓋前，塔內焦炭溫度仍有80℃，塔內壓力大于常壓，對操作人員安全及健康存在嚴重的安全隱患。

并且本對比例所述系統在泡焦操作過程中，焦炭不容易冷卻透徹，特別是操作末期，塔內溫度較低，水的汽化速率降低，導致冷焦時間長，影響裝置處理能力。

綜合實施例1和對比例1可以看出，本發明所述的除臭凈化系統安裝在焦炭塔塔頂，在延遲焦化裝置的給水冷焦末期以及整個除焦過程中對焦炭塔內的氣體進行除臭凈化，有效減少了焦炭塔開蓋后塔周圍水汽彌漫，減少了有害氣體的排放；同時，焦炭塔開蓋前，塔內有害氣體基本被抽空，有效減輕開蓋時對操作人員安全及健康的影響；

同時，本發明在浸泡冷焦末期，利用抽空裝置抽出焦炭塔內的氣體，降低末期焦炭塔內壓力，并回收塔內輕烴氣體，焦炭塔內焦炭冷卻速加快。

申請人聲明，本發明通過上述實施例來說明本發明的詳細方法，但本發明并不局限于上述詳細方法，即不意味著本發明必須依賴上述詳細方法才能實施。所屬技術領域的技術人員應該明了，對本發明的任何改進，對本發明產品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發明的保護范圍和公開范圍之內。