[发明专利]一种储罐区保护氮气回收处理循环利用系统及方法

说明书

本发明公开了一种储罐区保护氮气回收处理循环利用系统及方法，针对储罐区排放污氮组分，采用吸收法脱硫+冷却干燥法脱水+真空变压吸附脱烃+变压吸附脱氧处理的组合技术，以及分段注入保护氮气安全控制技术，分别得到高浓度烃类有机物和99％(V％)纯度的工业用气态氮，高浓度烃类有机物可安全利用，99％(V％)纯度氮气作为储罐区保护氮气循环利用，储罐区保护氮气管网只需补充少量纯氮，即可使得储罐区氮气保护系统奏效。本发明可在罐区就地布置，全自动连锁控制运行，大幅度减少了企业储运罐区氮气耗量和气体放空量，具有显著地经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种油品储运过程中产生的油气回收处理方法，尤其涉及的是一种储罐区保护氮气回收处理循环利用系统及方法。

背景技术

石油化工行业储运罐区占地面积大、储罐数量多、存储物料种类多，储罐数量最多的是常压(微内压)固定顶罐，有内浮盘罐、拱顶罐等类型，是企业最大的大气污染物无组织排放源，也是企业重要的安全掌控区域，出于储罐区本质安全管理的理念，石化企业对于能够实施氮气保护的常压储罐均实施了氮封，维持常压储罐内气相空间氧气浓度不大于5％，消除爆炸条件，防止储罐爆炸事故发生。从石化企业储运罐区现场调查来看，100000m³总罐容保护氮气耗量可达2000Nm³/h，同时还存在氮封阀动作频繁极易损坏，呼吸阀的起跳、回落动作不及时，导致储罐含VOCs氮气(以下简称污氮)持续排放，保护氮气耗量剧增的情况。目前石化企业储罐用保护氮气由空分装置统一生产，按照《石油化工企业氮氧系统设计规范》(SH/T3106)标准生产氮气纯度不低于99.99％(V％)的纯氮，以满足生产装置使用要求，纯氮能源折算值为0.15kg标准油/Nm³；而常压储罐保护氮气可以使用不低于99％(V％)纯度的工业用气态氮，现有的技术组合可以满足低成本处理储罐排放污氮从而生产储罐保护氮气的要求。

石化企业储运罐区各类储罐排放的污氮组分含有烃类、苯系物、硫化物、水蒸汽、空气等，采用的油气处理技术方法有冷凝法、吸收法、吸附法、膜法、燃烧法以及多种方法的组合。基于现行的大气污染物排放标准苛刻性，以及油气回收价值与油气回收运行成本等因素的综合考虑，石化企业储运罐区排放污氮的末端治理大都采用燃烧法(如直接火焰燃烧法、热力燃烧法、催化氧化法、蓄热氧化法等)处理后达标排放，使得储运罐区保护氮气为一次性用气，业主运行成本超高，同时高浓度的氮气燃烧处理极易生成热力型氮氧化物污染大气。

经检索发现在钢铁、电子、化工等行业有采用加氢催化脱氧反应法-吸附净化法或碳载催化脱氧反应法-吸附净化法对污氮进行纯化处理回用的技术；在工业气体技术方面有变压吸附法提纯氢气、提纯甲烷、提纯二氧化碳、回收油气、制氮、制氧等技术。目前尚未发现有对油品储存系统中排放的污氮采用：吸收法除硫-冷冻法除水-真空变压吸附法脱烃-变压吸附法脱氧处理再循环用作储罐保护氮气的集成技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：目前没有处理储运罐区排放污氮再次利用的技术，提供了一种储罐区保护氮气回收处理循环利用系统及方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括压缩机、冷却器、脱硫塔、冷干机、脱烃吸附器、真空泵、脱氧吸附器、消音器、氮气罐和精滤器；所述压缩机的入口与储罐区污氮排放总管连接，所述压缩机的出口与冷却器的入口连接，所述冷却器的出口连接到脱硫塔下部的污氮入口处，所述脱硫塔上部的出气口与冷干机的入口连接，所述冷干机的出口连接到脱烃吸附器的进气总管入口，所述脱烃吸附器的出气总管出口与脱氧吸附器的进气总管入口连接，所述脱烃吸附器的解析气总管出口与真空泵的入口连接，所述脱氧吸附器的解析气总管的出口与消音器的入口连接，所述脱氧吸附器的出气总管连接到氮气罐的入口，所述氮气罐的出口连接到精滤器的入口，所述精滤器的出口与储罐区保护氮气管道连接。

所述压缩机入口的管道与储罐区污氮排放总管之间依次设有第一氧含量分析仪和厂区纯氮管道，所述厂区纯氮管道上设置有第一调节阀，所述第一氧含量分析仪的输出信号连接至第一调节阀上。