一种聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置的制作方法

本实用新型涉及一种聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置。

背景技术：

丙烯是最重要的石油化工产品之一，也是多种大宗化工产品的主要原料，属于增长稳健、快速的大宗商品。目前，丙烷脱氢为最有竞争力的制丙烯工艺。近几年以来，国内丙烷脱氢发展迅速，短短几年内国内在建或规划中的丙烷脱氢装置已达十几套。以进口丙烷为原料，通过丙烷脱氢获取丙烯，然后通过聚合得到聚丙烯产品，除去丙烷脱氢环节利润外，下游聚合环节利润也较为可观，这种上下游结合的方式使得企业在获取更多利润的同时，还能规避或对冲部分价格波动及资源供应波动引发的风险。因此越来越多的企业倾向于丙烷脱氢装置下游配套聚丙烯装置。

聚丙烯装置后处理单元有三股连续排放的尾气，分别来自挤压机干燥器、掺混/淘洗及包装料仓，尾气主要成分为空气、含少量pp粉尘及vocs。pp装置生产大部分牌号聚丙烯产品时，这些尾气经过集中除尘后即可直接排放，当生产某些牌号聚丙烯产品时，如：丙丁共聚产品和过氧化物降解产品时，这些尾气的vocs可能超标，不能直接放空，需要处理。以30万吨/年的聚丙烯装置为例，典型的后处理尾气的排放量如下：

聚丙烯后处理尾气主要成分为空气、含少量的pp粉尘和vocs，目前常用热氧化法(如to、rto、co、rco等)进行处理。但使用直接焚烧技术(to、rto)需要对尾气进行补燃，不但消耗额外的燃料增加装置操作费用，同时燃料燃烧后转化成co2，会增加温室气体排放；使用催化氧化技术(co、rco)需要贵金属催化剂，不但投资费用较高，同时贵金属催化剂只有3～5年的使用寿命，废催化剂回收贵金属后需要填埋等处理，也将带来一定的环境问题。

因此利用传统的热氧化法处理聚丙烯装置后处理尾气投资高、操作费用大，同时还附带额外的环境污染问题。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，该装置将聚丙烯装置的后处理尾气作为丙烷脱氢装置再生空气的补充气，不仅以低成本处理了尾气，且使该尾气得到合理利用，提高了资源利用率、降低了空气污染。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，其特征在于：包括再生空气加热炉、脱氢反应器、废热锅炉及烟囱，所述再生空气加热炉具有供聚丙烯装置尾气输入的输入口，且该输入口还与所述废热锅炉的第一输出口相连接，所述再生空气加热炉的输出口与脱氢反应器的输入口相连接，所述脱氢反应器的输出口与废热锅炉的第一输入口相连接，所述废热锅炉的第二输出口与烟囱的输入口相连接。

优选地，所述聚丙烯装置尾气的输入管线上设置有能对尾气进行加压的高压风机。

优选地，所述聚丙烯装置尾气的输入管线上设置有新鲜空气汇入管线，且该汇入管线上设置有流量调节阀，所述聚丙烯装置尾气的输入管线上设置有能对尾气输入流量进行检测的流量计。由于来自聚丙烯装置的后处理尾气的量存在波动，设置上述结构，可将其输入再生空气加热炉气体量控制在设定值，从而保证高压风机和再生空气压缩机都运行在一个比较稳定的工况。

优选地，所述废热锅炉具有供新鲜空气输入的第二输入口，且该新鲜空气输入管线上设置有能对新鲜空气进行压缩的再生空气压缩机。经过高压风机增压后的尾气与经过废热锅炉预热后的再生空气合并，以避免尾气中夹带的少量粉尘堵塞废热锅炉中的换热通道。

在本实用新型中，所述再生空气加热炉及脱氢反应器均属于丙烷脱氢装置的一部分。充分利用丙烷脱氢装置的部分设备，可降低尾气处理成本。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：本实用新型将聚丙烯装置的后处理尾气送至丙烷脱氢装置的再生空气加热炉，后处理尾气中少量pp粉尘及vocs在再生空气加热炉中经过高温燃烧可完全转化为co2和h2o，由于后处理尾气气量远小于再生空气需求量，因此转化生产的少量co2和h2o并不会影响脱氢催化剂再生；通过该方法可以有效处理聚丙烯装置后处理尾气，同时聚丙烯装置后处理尾气可补充丙烷脱氢装置的再生空气量，减少再生空气压缩机的负荷，尾气中的pp粉尘及vocs通过燃烧放热，也可减少加热炉的燃料消耗；可节省大量设备投资和占地，同时能降低装置的能耗，具有较强的经济和环保效益。

附图说明

图1为本实用新型实施例的工艺设备流程图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例的聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置包括再生空气加热炉4、脱氢反应器5、废热锅炉2及烟囱6，再生空气加热炉4具有供聚丙烯装置尾气输入的输入口，且该输入口还与废热锅炉2的第一输出口相连接，再生空气加热炉4的输出口与脱氢反应器5的输入口相连接，脱氢反应器5的输出口与废热锅炉2的第一输入口相连接，废热锅炉2的第二输出口与烟囱6的输入口相连接。

上述聚丙烯装置尾气的输入管线104上设置有能对尾气进行加压的高压风机3。

上述聚丙烯装置尾气的输入管线104上设置有新鲜空气汇入管线105，且该汇入管线105上设置有流量调节阀7，聚丙烯装置尾气的输入管线104上设置有能对尾气输入流量进行检测的流量计8。由于来自聚丙烯装置的后处理尾气的量存在波动，设置上述结构，可将其输入再生空气加热炉气体量控制在设定值，从而保证高压风机和再生空气压缩机都运行在一个比较稳定的工况。

上述废热锅炉2具有供新鲜空气输入的第二输入口，且该新鲜空气输入管线101上设置有能对新鲜空气进行压缩的再生空气压缩机1。经过高压风机3增压后的尾气与经过废热锅炉2预热后的再生空气合并，以避免尾气中夹带的少量粉尘堵塞废热锅炉中的换热通道。

本实施例的再生空气加热炉3及脱氢反应器4均属于丙烷脱氢装置的一部分，充分利用丙烷脱氢装置的部分设备，可降低尾气处理成本。

使用本实施例的装置时，新鲜再生空气经过压缩机1增压至0.12mpag，通过废热锅炉2预热至约400℃，来自聚丙烯装置的后处理尾气经过高压风机3增压至0.12mpag与废热锅炉2出口的再生空气汇合后送至再生空气加热炉4；由于来自聚丙烯装置的后处理尾气的量存在波动，因此在风机出口设置一个流量计8，通过控制补充空气线上的调节阀7开度，使得高压风机3出口的尾气总量维持在一个设定值；合并后的再生空气与尾气通过再生空气加热炉4加热至脱氢催化剂再生所需的温度，后处理尾气中的vocs及少量pp粉尘通过高温燃烧都转化为h2o和co2，从再生加热炉4出来的高温再生空气进入脱氢反应器5将催化剂再生，再生后的高温废气经过废热锅炉2回收余热后送至烟囱6排放。

技术特征：

1.一种聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，其特征在于：包括再生空气加热炉(4)、脱氢反应器(5)、废热锅炉(2)及烟囱(6)，所述再生空气加热炉(4)具有供聚丙烯装置尾气输入的输入口，且该输入口还与所述废热锅炉(2)的第一输出口相连接，所述再生空气加热炉(4)的输出口与脱氢反应器(5)的输入口相连接，所述脱氢反应器(5)的输出口与废热锅炉(2)的第一输入口相连接，所述废热锅炉(2)的第二输出口与烟囱(6)的输入口相连接。

2.根据权利要求1所述的聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，其特征在于：所述聚丙烯装置尾气的输入管线(104)上设置有能对尾气进行加压的高压风机(3)。

3.根据权利要求2所述的聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，其特征在于：所述聚丙烯装置尾气的输入管线(104)上设置有新鲜空气汇入管线(105)，且该汇入管线(105)上设置有流量调节阀(7)，所述聚丙烯装置尾气的输入管线(104)上设置有能对尾气输入流量进行检测的流量计(8)。

4.根据权利要求1所述的聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，其特征在于：所述废热锅炉(2)具有供新鲜空气输入的第二输入口，且该新鲜空气输入管线(101)上设置有能对新鲜空气进行压缩的再生空气压缩机(1)。

5.根据权利要求1～4中任一权利要求所述的聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，其特征在于：所述再生空气加热炉(4)及脱氢反应器(5)均属于丙烷脱氢装置的一部分。

技术总结
本实用新型涉及一种聚丙烯装置尾气的后处理及应用装置，将聚丙烯装置的后处理尾气送至丙烷脱氢装置的再生空气加热炉，后处理尾气中少量PP粉尘及VOCs在再生空气加热炉中经过高温燃烧可完全转化为CO2和H2O，由于后处理尾气气量远小于再生空气需求量，因此转化生产的少量CO2和H2O并不会影响脱氢催化剂再生；通过该方法可以有效处理聚丙烯装置后处理尾气，同时聚丙烯装置后处理尾气可补充丙烷脱氢装置的再生空气量，减少再生空气压缩机的负荷，尾气中的PP粉尘及VOCs通过燃烧放热，也可减少加热炉的燃料消耗；可节省大量设备投资和占地，同时能降低装置的能耗，具有较强的经济和环保效益。

技术研发人员：张启云;韩振飞;高海见;朱炳焕;许晨;屠宇侠;李亢;王珍;王晨;邵逸松;戴志宏
受保护的技术使用者：中石化宁波工程有限公司;中石化宁波技术研究院有限公司;中石化炼化工程(集团)股份有限公司
技术研发日：2020.06.30
技术公布日：2021.07.20