本发明涉及一种蒸汽吹扫尾气处理工艺与成套装置，其主要应用于石化企业停车检修过程中蒸汽吹扫尾气的处理。具体地说是一种将冷凝式油气回收技术、膜法油气回收技术以及低温催化氧化处理技术进行相应优化与改进，并进行耦合后，形成的针对石化企业装置停车过程蒸汽吹扫尾气处理工艺与相关成套装置。
背景技术：
随着国家经济水平的提高和人民理念的转变，炼油化工等石化企业的环保指标不断提升。石化企业的尾气排放分为有组织排放和无组织排放两种。其中在炼化装置以及存储设备停车检修过程中，首先要经过蒸汽吹扫工序，而蒸汽吹扫过程会产生大量吹扫蒸汽(尾气)。由于这部分蒸汽吹扫尾气的排放量变化大，并且含有较多的水蒸气，污染物组成复杂，排放时间不固定，再加上石化企业通常对尾气处理装置有极其严格的要求，很多技术无法应用，导致此类无组织排放的尾气得不到有效处理。针对石化企业的需求，开发适用性强、处理能力大、安全性高的废气处理新工艺具有积极意义。
有机废气回收处理技术主要有回收和破坏两类。回收类包括吸收法、吸附法、冷凝发和膜法。而破坏法类则主要是利用氧化过程进行燃烧、低温催化氧化等。
吸附法(专利号cn201210334393.0)可以回收污染物，其工艺多采用活性炭吸附技术，但活性碳吸附量有限，且吸附过程放热，吸附高浓度废气时存在隐患，不适合在石化企业应用。膜分离法(专利号200820178507.6)处理尾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。但其同样存在污染物无法回收利用 的问题，渗余侧浓气需要其他技术进行处理。低温催化氧化技术(专利号cn103721510a)为核心的工艺，需要电加热设备达到催化氧化的起始温度，而石化企业尤其是炼油企业，有很高的安全要求，电加热器不能使用。综上，现在尚不存在针对炼化企业停车检修过程中产生的尾气而开发的可移动处理装置。
本发明针对炼化企业装置停车检修过程蒸汽吹扫尾气，采用以膜技术为核心的回收处理技术与低温催化氧化这一高效处理技术相结合，并以高压蒸汽为催化氧化反应器加热源，开发新型废气处理组合工艺与成套装置。既能够高效回收有价值有机物，又能够获得较大的处理能力和良好的尾气指标，并能够满足石化企业对安全生产的严苛要求。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种蒸汽吹扫尾气处理工艺与成套装置，通过高效膜分离、冷凝回收技术和经过改进设计的低温催化氧化技术相结合，对蒸汽吹扫尾气进行高效就地处理。在回收蒸汽吹扫尾气中有价值有机物的同时，满足尾气排放指标以及石化企业安全生产要求。克服了大型固定式尾气处理装置建设成本高，开机率低，重复投资的弊端，实现了对尾气的集约化、高效处理。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种蒸汽吹扫尾气处理成套装置，包括冷凝换热器1，三相分离器2，混合罐3，真空泵4，压缩冷凝单元，气液分离器7，膜组件8，换热器11和低温催化氧化反应器12；
所述冷凝换热器1的出口与三相分离器2的入口连接，三相分离器2的气相出口与混合罐3的入口一相连，
混合罐3的出口与压缩冷凝单元入口相连，压缩冷凝单元的出口与气液分离器7相连，气液分离器7的气相出口与膜组件8的入口相 连，
膜组件8的渗透侧与真空泵4的入口相连，真空泵4的出口与混合罐3的入口二相连，
膜组件8的渗余侧与换热器11的管程入口相连，
换热器11的管程出口与低温催化氧化反应器12的入口相连，低温催化氧化反应器12的出口与换热器11的壳程入口相连，换热器11的壳程出口与大气连通。
在上述方案的基础上，所述冷凝换热器1的入口处设有入口管线，入口管线上设有微压传感器控制开关。
在上述方案的基础上，所述冷凝换热器1与三相分离器2之间设有阀门。
在上述方案的基础上，所述三相分离器2设有液位计和液体外排管线。
在上述方案的基础上，所述三相分离器2中，油相和液相液位达到液位计设定值时液体自动排出。
在上述方案的基础上，所述三相分离器2的气相出口与混合罐3之间设有补风机9和阻火器20。
在上述方案的基础上，所述压缩冷凝单元包括冷凝器5、氟利昂储罐6、制冷压缩机13、空气换热器10和电磁阀18。
在上述方案的基础上，所述混合罐3与冷凝器5之间设有电磁阀18、液环压缩机14和两个阻火器20。
在上述方案的基础上，所述冷凝器5与气液分离器7之间设有阀门。
在上述方案的基础上，所述气液分离器7的油相出口设有回收油储罐19。
在上述方案的基础上，所述气液分离器7的气相出口与膜组件8之间设有浓度监测器17和电磁阀18。
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗透侧与真空泵4的入口 之间设有真空计21和阀门。
在上述方案的基础上，所述真空泵4的出口与混合罐3之间设有空气换热器10和电磁阀18。
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗余侧与换热器11的管程入口之间设有浓度监测器17、涡流流量计16和阀门。
在上述方案的基础上，所述换热器11的管程出口与低温催化氧化反应器12的入口之间设有尾气风机15和两个阻火器20。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12的入口与大气之间设有补风机9和阀门。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12的出口与换热器11的壳程入口之间设有阻火器20。
在上述方案的基础上，所述换热器11的壳程出口管线为外排管线。
在上述方案的基础上，所述外排管线上设有单向阀、流量计和浓度监测器17。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12设有带压蒸汽入口23和蒸汽出口24，带压蒸汽入口处设有电控蒸汽阀门22。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12包含催化反应器主体部分，催化反应器主体部分内部设有换热器。
在上述方案的基础上，所述补风机9所补空气流量范围为待催化氧化气流量的30％～1000％。
在上述方案的基础上，所述蒸汽吹扫尾气处理装置为撬装式设计，可以通过汽车进行运输。
在上述方案的基础上，所述蒸汽吹扫尾气处理装置可通过管线与正在检修的工业装置进行连接，就地处理废气；污油、污水和废气，分别进行回收和处理。
在上述方案的基础上，所述膜组件8中使用的膜为以硅橡胶材质或嵌段共聚物材质作为功能层的有机复合膜。
在上述方案的基础上，所述换热器11可以是列管、盘管等任意 一种换热形式。
在上述方案的基础上，当尾气压力达到微压传感控制开关设定值时，微压传感控制开关打开，装置启动。
一种蒸汽吹扫尾气处理工艺，应用上述蒸汽吹扫尾气处理成套装置，包括以下步骤：
1)蒸汽吹扫尾气通过入口管线进入冷凝换热器1进行冷却，使蒸汽吹扫尾气中的水蒸气以及部分有机物冷凝，形成气液混合物；随后气液混合物进入三相分离器2，将污油、废水和废气进行分离；其中污油和废水通过外排管道分别进入储油罐储存和污水管网处理，废气进入混合罐3；
2)混合罐3中的废气进入到压缩冷凝单元进行压缩冷凝，经压缩冷凝后进入气液分离器7中进行气液分离，分离后的液相进入回收油储罐，气相则进入膜组件8中；
3)膜组件8的渗余侧为正压操作，渗透侧抽真空；渗透侧气体通过真空泵4返回到混合罐3后与来自三相分离器2的气相混合，再次进行压缩冷凝；
4)膜组件8的渗余侧气体进入到换热器11中，与催化氧化反应器12中发生低温催化的废气进行换热，然后通过换热器11的管程出口经补风机9调解气量后进入到低温催化氧化反应器12中；在催化剂的作用下，发生低温催化氧化，去除尾气中的有机物，并最终达标排放。
在上述方案的基础上，混合罐3中的废气通过液环压缩机14增压后，进入到压缩冷凝单元，压力范围为0.2～1mpa，制冷温度范围为-10～10℃。
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗余侧压力范围为0.2～1mpa；
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗透侧真空度>0.090mpa (绝压<0.011mpa)。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12内设有换热器，通过中低压蒸汽对其进行预热，蒸汽压力不超过3.0mpa，温度不超过280℃。
在上述方案的基础上，当达到260℃的催化氧化起始温度后，低温催化氧化反应器12开启，电控蒸汽阀门22关闭，低温催化氧化反应器12依靠氧化过程产生的热量维持反应。
本发明相比现有技术有如下优点：
蒸汽吹扫尾气首先经过冷凝换热器1冷却，进入三相分离器2将油、水和废气进行初步分离。液相的冷凝水排入污水处理管网，油相则进行收集回用，余下废气进入到由压缩冷凝、膜组件8和低温催化氧化工艺耦合而成的工艺装置中被回收和处理。其中工艺中的低温催化氧化反应器12利用蒸汽吹扫过程中的中低压蒸汽进行预热，克服了普通低温催化氧化过程采用电加热，从而无法满足炼化企业应用要求的弊端。
本发明的蒸汽吹扫尾气处理成套装置使用时，既可以回收蒸汽吹扫尾气中价值较高的有机物，又可以满足尾气排放指标，同时由于没有电加热设备，装置的防爆等级提高，可以满足在石化企业装置附近开机的要求，实现了对蒸汽吹扫尾气的就地处理。该处理工艺和成套装置克服了石化企业针对尾气设计大型固定式废气处理装置建设成本高，开机率低，重复投资的弊端。
本发明的结构简单、撬装式可移动设计、安装维护方便，可以通过汽车牵引。对不同种类的炼化装置蒸汽吹扫尾气具有较强的适用性。能够实现石化企业尾气等无组织排放的废气进行就地回收和处理，解决了吹扫过程中尾气排放治理的难题，具有一定的工业应用前景。
附图说明
本发明有如下附图：
图1本发明的结构图。
1-冷凝换热器，2-三相分离器，3-混合罐，4-真空泵，5-冷凝器，6-氟利昂储罐，7-气液分离器，8-膜组件，9-补风机，10-空气换热器，11-换热器，12-低温催化氧化反应器，13-制冷压缩机，14-液环压缩机，15-尾气风机，16-涡流流量计，17-浓度监测器，18-电磁阀，19-回收油储罐，20-阻火器，21-真空计，22-电控汽阀门，带压蒸汽入口23，蒸汽出口24；
注：实线为催化燃烧前气体流道，虚线为催化燃烧后气体流道
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，一种蒸汽吹扫尾气处理成套装置，包括冷凝换热器1，三相分离器2，混合罐3，真空泵4，压缩冷凝单元，气液分离器7，膜组件8，换热器11和低温催化氧化反应器12；
所述冷凝换热器1的出口与三相分离器2的入口连接，三相分离器2的气相出口与混合罐3的入口一相连，
混合罐3的出口与压缩冷凝单元入口相连，压缩冷凝单元的出口与气液分离器7相连，气液分离器7的气相出口与膜组件8的入口相连，
膜组件8的渗透侧与真空泵4的入口相连，真空泵4的出口与混合罐3的入口二相连，
膜组件8的渗余侧与换热器11的管程入口相连，
换热器11的管程出口与低温催化氧化反应器12的入口相连，低温催化氧化反应器12的出口与换热器11的壳程入口相连，换热器11的壳程出口与大气连通。
在上述方案的基础上，所述冷凝换热器1的入口处设有入口管 线，入口管线上设有微压传感器控制开关。
在上述方案的基础上，所述冷凝换热器1与三相分离器2之间设有阀门。
在上述方案的基础上，所述三相分离器2设有液位计和液体外排管线。
在上述方案的基础上，所述三相分离器2中，油相和液相液位达到液位计设定值时液体自动排出。
在上述方案的基础上，所述三相分离器2的气相出口与混合罐3之间设有补风机9和阻火器20。
在上述方案的基础上，所述压缩冷凝单元包括冷凝器5、氟利昂储罐6、制冷压缩机13、空气换热器10和电磁阀18。
在上述方案的基础上，所述混合罐3与冷凝器5之间设有电磁阀18、液环压缩机14和两个阻火器20。
在上述方案的基础上，所述冷凝器5与气液分离器7之间设有阀门。
在上述方案的基础上，所述气液分离器7的油相出口设有回收油储罐19。
在上述方案的基础上，所述气液分离器7的气相出口与膜组件8之间设有浓度监测器17和电磁阀18。
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗透侧与真空泵4的入口之间设有真空计21和阀门。
在上述方案的基础上，所述真空泵4的出口与混合罐3之间设有空气换热器10和电磁阀18。
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗余侧与换热器11的管程入口之间设有浓度监测器17、涡流流量计16和阀门。
在上述方案的基础上，所述换热器11的管程出口与低温催化氧化反应器12的入口之间设有尾气风机15和两个阻火器20。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12的入口与大气之间设有补风机9和阀门。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12的出口与换热器11的壳程入口之间设有阻火器20。
在上述方案的基础上，所述换热器11的壳程出口管线为外排管线。
在上述方案的基础上，所述外排管线上设有单向阀、流量计和浓度监测器17。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12设有带压蒸汽入口23和蒸汽出口24，带压蒸汽入口处设有电控蒸汽阀门22。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12包含催化反应器主体部分，催化反应器主体部分内部设有换热器。
在上述方案的基础上，所述补风机9所补空气流量范围为待催化氧化气流量的30％～1000％。
在上述方案的基础上，所述蒸汽吹扫尾气处理装置为撬装式设计，可以通过汽车进行运输。
在上述方案的基础上，所述蒸汽吹扫尾气处理装置可通过管线与正在检修的工业装置进行连接，就地处理废气；污油、污水和废气，分别进行回收和处理。
在上述方案的基础上，所述膜组件8中使用的膜为以硅橡胶材质或嵌段共聚物材质作为功能层的有机复合膜。
在上述方案的基础上，所述换热器11可以是列管、盘管等任意一种换热形式。
在上述方案的基础上，当尾气压力达到微压传感控制开关设定值时，微压传感控制开关打开，装置启动。
一种蒸汽吹扫尾气处理工艺，应用上述蒸汽吹扫尾气处理成套装置，包括以下步骤：
1)蒸汽吹扫尾气通过入口管线进入冷凝换热器1进行冷却，使蒸汽吹扫尾气中的水蒸气以及部分有机物冷凝，形成气液混合物；随后气液混合物进入三相分离器2，将污油、废水和废气进行分离；其 中污油和废水通过外排管道分别进入储油罐储存和污水管网处理，废气进入混合罐3；
2)混合罐3中的废气进入到压缩冷凝单元进行压缩冷凝，经压缩冷凝后进入气液分离器7中进行气液分离，分离后的液相进入回收油储罐，气相则进入膜组件8中；
3)膜组件8的渗余侧为正压操作，渗透侧抽真空；渗透侧气体通过真空泵4返回到混合罐3后与来自三相分离器2的气相混合，再次进行压缩冷凝；
4)膜组件8的渗余侧气体进入到换热器11中，与催化氧化反应器12中发生低温催化的废气进行换热，然后通过换热器11的管程出口经补风机9调解气量后进入到低温催化氧化反应器12中；在催化剂的作用下，发生低温催化氧化，去除尾气中的有机物，并最终达标排放。
在上述方案的基础上，混合罐3中的废气通过液环压缩机14增压后，进入到压缩冷凝单元，压力范围为0.2～1mpa，制冷温度范围为-10～10℃。
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗余侧压力范围为0.2～1mpa；
在上述方案的基础上，所述膜组件8的渗透侧真空度>0.090mpa(绝压<0.011mpa)。
在上述方案的基础上，所述低温催化氧化反应器12内设有换热器，通过中低压蒸汽对其进行预热，蒸汽压力不超过3.0mpa，温度不超过280℃。
在上述方案的基础上，当达到260℃的催化氧化起始温度后，低温催化氧化反应器12开启，电控蒸汽阀门22关闭，低温催化氧化反应器12依靠氧化过程产生的热量维持反应。
石化企业装置检修过程中，蒸汽吹扫尾气通过管线与可移动装置相连接，蒸汽吹扫尾气进入装置后，首先进入冷凝换热器1，将蒸汽 温度降低到50℃以下，冷凝后的气液混合物进入三相分离器2进行油、水、气三相分离。其中油相回收或回注储油罐，污水排入管网，废气则进入压缩冷凝单元。压缩冷凝后气体进入膜组件8，膜组件8的渗透侧经真空泵4出口浓气与三相分离后的气相汇合，经过液环压缩机14增压到0.2mpa～1.0mpa之间的压力后，再经过冷凝器5冷凝到-10℃～10℃温度区间内。冷凝后的气体在气液分离器7中分离，油相回收，气相则进入到膜组件8之中，膜组件8的渗余侧为正压操作，渗透侧通过真空泵4提供真空操作。有机气体优先透过膜从而与气相主体分离，渗透侧气体有机物浓度提高，由真空泵4的出口返回压缩机入口。渗余侧气体浓度降低，之后经过补风机9调解气量并经过换热器11加温后进入低温催化氧化反应器12，在催化剂的作用下进行氧化，去除残留的有机物。其中低温催化氧化反应器12启动时所需的电加热过程，被中低压蒸汽预热过程取代，带压蒸汽与低温催化氧化反应器12中的换热器11管程相连，在装置启动前，通过蒸汽换热使低温催化氧化反应器12达到启动温度，反应开始后，电控蒸汽阀门22关闭，低温催化氧化反应器12靠氧化放热维持反应进行。
实施例1
处理炼化厂一己烯生产装置以及原料储罐和污油储罐蒸汽吹扫尾气，蒸汽吹扫尾气组成(体积分数记)水蒸气78％，氮气14％，烃类物质8％。烃类物质中主要包含烷烃、烯烃以及少量芳烃和卤代烃类物质。气体流量总流量为400～500m3/h，膜组件以及低温催化氧化操作条件见下表1，而工艺处理结果见表2：
表1，装置操作条件
表2，工艺处理结果(各工段气体组成与浓度)
实施例2
处理炼油厂催化裂化装置以及污油储罐停车后蒸汽吹扫尾气。蒸汽吹扫尾气组成(体积分数记)水蒸气68％，氮气19％，烃类物质13％。烃类物质中主要包含烷烃、烯烃、芳烃、醚类以及卤代烃类物质以及硫化氢、硫醇等含硫组分。气体总流量为200～400m3/h，膜组件以及低温催化氧化等工艺参数如温度、压力、流量等见下表1，气体总组成、非甲烷总烃量以及具有代表性的组成物质浓度，工艺处理结果见表2：
1，装置操作条件
表2，工艺流程处理结果(各工段气体组成与浓度)
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。