一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置及方法
【专利摘要】本发明公开了一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置及方法。装置包括：冷却罐、蒸汽抽空器、排气阀、呼吸阀、出气单向阀、进气单向阀；焦炭塔顶去分馏塔的管线上，在焦炭塔和去分馏塔油气切断阀之间，分别设置有三条管线，管线A、管线B和管线C，管线C连接放空塔，管线A上设置有排气阀，排气阀一端连接蒸汽抽空器后连接冷却罐；管线B上设置有呼吸阀，呼吸阀一端连接出气单向阀后连接冷却罐；呼吸阀和出气单向阀之间设置管线D连接空气，管线D上设置有进气单向阀。本发明的装置不影响焦化装置的正常操作，工艺流程简单可靠，操作方便，可有效减少焦化装置冷焦和除焦过程中排放的废蒸汽，对改善延迟焦化装置的环境非常必要。
【专利说明】一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及石油化工中的废蒸汽处理领域，更进一步说，涉及一种消除焦炭塔顶 排放废蒸汽的装置及方法。
【背景技术】
[0002] 延迟焦化为炼油厂主要的劣质重油加工手段，其作为一种连续生产，间断操作的 工艺，一般至少有两个焦炭塔，当一个焦炭塔处于在线生焦时，另外一个焦炭塔进行除焦的 相关操作，两焦炭塔交替进行生焦和除焦操作。进行除焦的焦炭塔，需经过小吹汽、大吹汽、 小给水、大给水、泡焦、放水、开顶钻焦口、开底卸焦口、水力切焦、蒸汽赶空气、蒸汽试压、排 汽脱水、油气预热等步骤。其中泡焦冷却焦炭步骤时，高温焦炭加热冷焦水，会产生大量蒸 汽并排放到大气中去，该废蒸汽会夹带少量的硫化物和油份，对大气产生污染。在打开顶钻 焦口和底卸焦口进行除焦步骤时，热的焦炭会加热切焦水产生废蒸汽，另外高温阀门的密 封蒸汽也会进入焦炭塔，这些废蒸汽都会自顶钻焦口排放至大气，对环境造成一定的影响。
[0003] 结合附图1对现有焦炭塔顶钻焦口废蒸汽排放流程说明如下：正常生焦操作和焦 炭塔小吹汽时高温油气和蒸汽1自焦炭塔21沿大油气管道经过分馏塔油气切断阀28去分 馏塔；冷焦操作的大吹汽、小给水和大给水焦炭塔21产生的含大量油气的蒸汽3沿大油气 管道经过放空塔油汽切断阀29去放空塔，此操作时必须关闭分馏塔油气切断阀28 ;当焦炭 塔内水位达一定的高度后，打开呼吸阀30开始泡焦冷却，含微量油气的蒸汽4自呼吸阀30 排至大气，此时必须关闭放空塔油汽切断阀29 ;泡焦结束后排放焦炭塔内的水，此时打开 呼吸阀30并和大气连通，平衡焦炭塔21内的压力，避免形成负压；放水结束后准备除焦，首 先打开塔顶钻焦口闸板阀24,然后开塔底卸焦口闸板阀25,切焦器26通过钻杆27送入焦 炭塔21内进行除焦；打开呼吸阀30和打开塔顶钻焦口闸板阀24时有含微量油气的蒸汽4 排放到大气，对环境产生污染。随着人们对环保的重视，环境保护法规对炼油厂排放将提出 更严格的要求，因此，如何改善操作环境、降低污染是目前需要亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004] 为了解决延迟焦化装置打开呼吸阀和打开塔顶钻焦口闸板阀时含微量油气的蒸 汽排放到大气带来的污染问题，本发明提供了一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置及方 法，本发明的装置不影响焦化装置的正常操作，工艺流程简单可靠，操作方便，可有效减少 焦化装置冷焦和除焦过程中排放的废蒸汽，对改善延迟焦化装置的环境非常必要。
[0005] 本发明的目的之一是提供一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置。
[0006] 所述装置包括冷却罐、蒸汽抽空器、排气阀、呼吸阀、出气单向阀、进气单向阀；
[0007] 焦炭塔顶去分馏塔的管线上，在焦炭塔和去分馏塔油气切断阀之间，分别设置有 三条管线，管线A、管线B和管线C，管线C连接放空塔，
[0008] 管线A上设置有排气阀，排气阀一端连接蒸汽抽空器后连接冷却罐；
[0009] 管线B上设置有呼吸阀，呼吸阀一端连接出气单向阀后连接冷却罐；呼吸阀和出 气单向阀之间设置管线D连接空气，管线D上设置有进气单向阀；
[0010] 所述冷却罐上部设置有冷却水进口管线，冷却罐内设置有冷却喷头。
[0011] 所述冷却喷头为向下喷淋式，冷却喷头可一层或多层设置。
[0012] 所述出气单向阀和进气单向阀为旋起式阀门；
[0013] 所述排气阀和呼吸阀为耐450°C高温的闸板阀或球阀；
[0014] 所述蒸汽抽空器为喷射式。
[0015] 所述冷却水进口管线上设置有冷却水阀；
[0016] 和蒸汽抽空器连接的蒸汽管线上设置有蒸汽阀。
[0017] 具体可采用以下技术方案：
[0018] 本发明的消除焦炭塔顶排放废蒸汽装置，主要包括冷却罐、蒸汽抽空器、排气阀、 呼吸阀、出气单向阀、进气单向阀、冷却水阀、冷却喷头和抽空蒸汽阀。排气阀和焦炭塔顶油 气管道相连，蒸汽抽空器和排气阀连接，蒸汽抽空器排放蒸汽去冷却罐，蒸汽抽空器的抽吸 量由抽空蒸汽阀控制。呼吸阀和焦炭塔顶油气管道相连，呼吸阀出口分别连接出气单向阀 和进气单向阀，出气单向阀连接冷却罐，进气单向阀和大气连通。冷却罐内安装喷淋式冷却 喷头，冷却水量由冷却水阀控制。蒸汽抽空器为喷射式，抽空动力为炼油厂的I. OMPa蒸汽。 冷却罐内的冷却喷头可布置一层也可以布置多层，冷却喷头采用向下的喷淋式，喷淋覆盖 整个冷却罐的截面。冷却水阀可采用手动控制，也可采用自动流量控制，冷却水可采用焦化 装置的冷焦水，也可采用新鲜水。排气阀和呼吸阀为常规的闸板阀或球阀，该闸板阀或球阀 要求能耐450°C高温并设置蒸汽辅助密封防止高温油气结焦。出气单向阀和进气单向阀为 旋起式，可坚向安装也可以横向安装。由冷却罐底排出的含油污水的可送至焦化装置的冷 焦水系统回收，或送至污水处理系统处理。
[0019] 本发明排放的含油污水可送至焦化装置的冷焦水系统或送至污水处理系统处理。
[0020] 本发明的目的之二是提供一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的方法。
[0021] 包括：
[0022] 1)当焦炭塔处于泡焦步骤时打开呼吸阀，冷却焦炭产生的蒸汽通过呼吸阀和出气 单向阀进入冷却罐进行冷凝冷却；
[0023] 2)当焦炭塔处于放水步骤时打开呼吸阀，空气通过进气单向阀和呼吸阀进入焦炭 塔，平衡焦炭塔内压力，避免产生负压；
[0024] 3)当焦炭塔处于打开塔顶钻焦口闸板阀除焦步骤时，打开排气阀，启动蒸汽抽空 器，焦炭塔内的低压废蒸汽自焦炭塔通过排气阀、蒸汽抽空器排至冷却罐进行冷凝冷却。
[0025] 其中，
[0026] 冷却罐内的冷却水量由冷却水阀门控制；
[0027] 蒸汽抽空器的抽吸量由抽空蒸汽阀控制。
[0028] 呼吸阀和排气阀的开关可纳入焦炭塔的安全操作系统，即对呼吸阀和排气阀的开 关操作进行联锁，防止误开或误关引发安全事故。
[0029] 本发明的装置不影响焦化装置的正常操作，工艺流程简单可靠，操作方便，可有效 减少焦化装置冷焦和除焦过程中排放的废蒸汽，对改善延迟焦化装置的环境非常必要。
[0030] 例如：针对采用一炉二塔工艺的100万吨/年延迟焦化装置，在焦炭塔冷焦放水前 需要打开焦炭塔顶呼吸阀排气，此时的塔顶温度约110°c，排放的蒸汽主要是阀门汽封蒸汽 和焦炭被冷却时水的汽化蒸汽，流量约为2吨/时，排放时间通常为I. O小时/天，其中含 有重质油品约50公斤/时，该部分废气排至大气将对环境造成影响。采取本发明用60°C、 60吨/时的冷焦水作冷却水。可把该部分蒸汽和油气冷凝冷却到80°C并排入冷焦水系统 回收，不仅减少环境污染，而且可回收含油污水2吨/天。在焦炭塔除焦打开塔顶法兰盖 时，此时的塔顶温度约l〇〇°C，排放的蒸汽主要是阀门汽封蒸汽和焦炭加热除焦水的汽化蒸 汽，流量约为1吨/时，排放时间通常为4. 0小时/天，其中含有重质油品约10公斤/时， 该部分废气排至大气将对环境造成影响。采用本发明用蒸汽抽空器抽取废气至冷却罐，约 用60°C、50吨/时冷焦水作冷却水可把该部分蒸汽和油气冷凝冷却到80°C并排入冷焦水系 统回收，不仅减少环境污染，而且可回收污水4吨/天。
【专利附图】
【附图说明】
[0031] 图1现有焦炭塔顶排放废蒸汽示意图
[0032] 图2本发明的消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置示意图
[0033] 附图标记说明：
[0034] 设备：21、焦炭塔22、冷却罐23、蒸汽抽空器24、塔顶钻焦口闸板阀25、塔底卸焦 口闸板阀26、切焦器27、钻杆28、去分馏塔油气切断阀29、去放空塔油汽切断阀30、呼吸阀 31、排气阀32、出气单向阀33、进气单向阀34、冷却水阀35、冷却喷头36、抽空蒸汽阀
[0035] 物流：1、高温油气和蒸汽2、高温油气3、含大量油气的蒸汽4、含微量油气的蒸汽 5、空气6、含空气的蒸汽7、抽空用蒸汽8、含空气的蒸汽9、含微量蒸汽的空气10、含油污水 11、冷却水
【具体实施方式】
[0036] 下面结合实施例，进一步说明本发明。
[0037] 实施例：
[0038] 如图2所示，
[0039] -种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置。
[0040] 所述装置包括冷却罐22、蒸汽抽空器23、排气阀31、呼吸阀30、出气单向阀32、进 气单向阀33 ;
[0041] 焦炭塔顶去分馏塔的管线上，在焦炭塔21和去分馏塔油气切断阀28之间，分别设 置有三条管线，管线A、管线B和管线C，管线C连接放空塔，
[0042] 管线A上设置有排气阀31，排气阀31 -端连接蒸汽抽空器23后连接冷却罐22 ;
[0043] 管线B上设置有呼吸阀30,呼吸阀30 -端连接出气单向阀32后连接冷却罐22 ; 呼吸阀30和出气单向阀32之间设置管线D连接空气，管线D上设置有进气单向阀33 ;
[0044] 所述冷却罐22上部设置有冷却水进口管线，冷却罐22内设置有冷却喷头35。
[0045] 所述冷却喷头35为向下喷淋式，冷却喷头一层设置。
[0046] 所述出气单向阀32和进气单向阀33为旋起式阀门；
[0047] 所述排气阀31和呼吸阀32为耐450°C高温的球阀；
[0048] 所述蒸汽抽空器23为喷射式。
[0049] 所述冷却水进口管线上设置有冷却水阀34 ;
[0050] 蒸汽抽空器23 -端连接蒸汽的管线上设置有抽空蒸汽阀36。
[0051] 正常生焦操作和焦炭塔小吹汽时高温油气和蒸汽1自焦炭塔21沿大油气管道经 过分馏塔油气切断阀28去分馏塔；冷焦操作的大吹汽、小给水和大给水焦炭塔a产生的含 大量油气的蒸汽3沿大油气管道经过放空塔油汽切断阀29去放空塔，此操作时必须关闭分 馏塔油气切断阀28 ;当焦炭塔内水位达一定的高度后，打开呼吸阀30开始泡焦冷却，含微 量油气的蒸汽4自呼吸阀30经过出气单向阀321排至冷却罐22,在冷却罐22内和冷却喷 头35喷淋下来的冷却水11逆向接触，蒸汽和油气冷凝冷却为含油污水10由罐底排出至污 水处理系统，罐顶含微量蒸汽的空气9排放至大气，冷却水11的流量由冷却水阀34控制。 此时必须关闭放空塔油汽切断阀29 ;泡焦结束后排放焦炭塔内的水，此时打开呼吸阀30并 通过进气单向阀33和大气连通，平衡焦炭塔21内的压力，避免形成负压；放水结束后准备 除焦，首先打开塔顶钻焦口闸板阀24,然后开塔底卸焦口闸板阀25,切焦器26通过钻杆27 送入焦炭塔21内进行除焦，为避免打开呼吸阀30和打开塔顶钻焦口闸板阀24时有含微量 油气的蒸汽4排放到大气，对环境产生污染，打开排气阀31，打开抽空蒸汽阀36通入抽空用 蒸汽7,启动蒸汽抽空器23,把焦炭塔内的蒸汽和塔顶钻焦口及塔底卸焦口进入的含空气 的蒸汽6送至冷却罐22,在冷却罐22内和冷却喷头35喷淋下来的冷却水11逆向接触，蒸 汽和油气冷凝冷却为含油污水10由罐底排出至污水处理系统，罐顶含微量蒸汽的空气9排 放至大气，冷却水11的流量由冷却水阀34控制。
【权利要求】
1. 一种消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置，其特征在于： 所述装置包括冷却罐、蒸汽抽空器、排气阀、呼吸阀、出气单向阀、进气单向阀； 焦炭塔顶去分馏塔的管线上，在焦炭塔和去分馏塔油气切断阀之间，分别设置有三条 管线，管线A、管线B和管线C，管线C连接放空塔， 管线A上设置有排气阀，排气阀一端连接蒸汽抽空器后连接冷却罐；管线B上设置有呼 吸阀，呼吸阀一端连接出气单向阀后连接冷却罐；呼吸阀和出气单向阀之间设置管线D连 接空气，管线D上设置有进气单向阀； 所述冷却罐上部设置有冷却水进口管线，冷却罐内设置有冷却喷头。
2. 如权利要求1所述的消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置，其特征在于： 所述冷却喷头为向下喷淋式，冷却喷头一层或多层设置。
3. 如权利要求1所述的消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置，其特征在于： 所述出气单向阀和进气单向阀为旋起式阀门； 所述排气阀和呼吸阀为耐450°C高温的闸板阀或球阀； 所述蒸汽抽空器为喷射式。
4. 如权利要求1所述的消除焦炭塔顶排放废蒸汽的装置，其特征在于： 所述冷却水进口管线上设置有冷却水阀； 和蒸汽抽空器连接的蒸汽管线上设置有蒸汽阀。
5. -种采用如权利要求1-4之一所述的消除焦炭塔顶排放废蒸汽的方法，其特征在于 所述方法包括： 1) 当焦炭塔处于泡焦步骤时打开呼吸阀，冷却焦炭产生的蒸汽通过呼吸阀和出气单向 阀进入冷却罐进行冷凝冷却； 2) 当焦炭塔处于放水步骤时打开呼吸阀，空气通过进气单向阀和呼吸阀进入焦炭塔， 平衡焦炭塔内压力，避免产生负压； 3) 当焦炭塔处于打开塔顶钻焦口闸板阀除焦步骤时，打开排气阀，启动蒸汽抽空器，焦 炭塔内的低压废蒸汽自焦炭塔通过排气阀、蒸汽抽空器排至冷却罐进行冷凝冷却。
6. 如权利要求5所述的消除焦炭塔顶排放废蒸汽的方法，其特征在于： 冷却罐内的冷却水量由冷却水阀门控制； 蒸汽抽空器的抽吸量由抽空蒸汽阀控制。
【文档编号】C10G9/00GK104212474SQ201310216938
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月3日 优先权日:2013年6月3日
【发明者】李蕾, 李出和, 李晋楼 申请人:中国石化工程建设有限公司, 中石化炼化工程（集团）股份有限公司