專利名稱：用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及清潔生產(chǎn)、環(huán)境保護領(lǐng)域，涉及石油化工、化學(xué)化工、化學(xué)制藥、有機物料、油品等儲運等行業(yè)的清潔生產(chǎn)、資源回收、污染減排，尤其是涉及一種用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法。
背景技術(shù)：
各類以有機物為物料的裝置，如化工反應(yīng)、分離和儲運裝置等在運行一段時間后需要進行系統(tǒng)的維護和保養(yǎng)，通常的步驟是停車、退料、清洗、放空，內(nèi)部檢測，裝置檢維修等。在液體物料退料后，裝置內(nèi)部不可避免的存在一些因粘附等原因而殘留的物料，對填料塔或催化、換熱等裝置而言，退料后裝置內(nèi)部有機物料的殘留量相當(dāng)可觀，如處理不好將造 成嚴重的環(huán)境污染問題。目前大多數(shù)的裝置清洗采用的是水洗，蒸汽吹掃的方式來清理裝置內(nèi)部的殘留物料，為后續(xù)的裝置檢維護提供基礎(chǔ)條件。清洗過程中，部分物料會在熱水沖洗過程以液體的形式隨水流一起流出設(shè)備，而其余部分則會因蒸汽加熱吹掃氣化后以氣相的形式排出設(shè)備。大多數(shù)情況下，這部分氣相排氣是直接放空或通過火炬系統(tǒng)處理后排放，而目前火炬系統(tǒng)的回收和凈化效率均相當(dāng)有限。因此以上情景時，裝置的清洗過程一方面損失了物料資源，另一方面造成大氣污染排放。目前，也有一些新建裝置在吹掃管路設(shè)置了冷凝裝置，對蒸汽吹掃排氣進行冷凝，回收部分物料，但由于目前采用的是階段性的靜態(tài)高壓蒸汽蒸塔，間歇性的泄壓排氣的方式進行吹掃，由于設(shè)備內(nèi)部大多數(shù)情況下無宏觀氣流流動，因此傳質(zhì)速率也較低，過程耗時長，且降壓排氣過程的瞬時排放流量大，需很大規(guī)格的冷凝裝置才能滿足高效冷凝的需求，現(xiàn)有生產(chǎn)裝置配設(shè)的冷凝系統(tǒng)通常無法滿足所需的負荷要求，而新建大規(guī)格的冷凝裝置則因平時無法利用而閑置等的技術(shù)經(jīng)濟型問題難以得到實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，采用蒸汽循環(huán)加熱氣化集成分流冷凝的方式提高蒸汽吹掃傳質(zhì)、傳熱的效率和減少冷凝設(shè)備所需負荷，該方法可應(yīng)用于石油化工、化學(xué)化工、化學(xué)制藥及有機物料、油品儲運等行業(yè)裝置的放空清洗過程的殘留有機物回收，減少大氣污染氣體的排放。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，在待清洗裝置外架設(shè)管線形成循環(huán)氣體回路，并采用蒸汽循環(huán)加熱氣化集成分流冷凝的方式提高蒸汽吹掃傳質(zhì)、傳熱的效率和減少冷凝設(shè)備所需負荷，從而以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機物。該方法具體包括以下步驟(I)通過盲法蘭、閥門等將所有與裝置外界連接的管道、通道等隔斷，將所有與待清洗裝置外界連接的管道、通道隔斷，然后將待清洗裝置與外圍臨時管線和風(fēng)機動力裝置構(gòu)成密閉的循環(huán)管線系統(tǒng)；(2)在循環(huán)管線系統(tǒng)的上游及下游位置接入冷凝系統(tǒng)及氣流流動動力系統(tǒng)；(3)通過蒸汽清洗管線系統(tǒng)將帶流量計和開關(guān)的吹掃蒸汽系統(tǒng)連接到循環(huán)管線系統(tǒng)上；(4)對循環(huán)管線系統(tǒng)通入蒸汽進行加熱吹掃，并通過動力裝置進行蒸汽循環(huán)，促進待清洗裝置內(nèi)的殘液氣化蒸發(fā)進入氣相；(5)當(dāng)循環(huán)管線系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓力達到2 lOkg/cm2或系統(tǒng)內(nèi)的氣相濃度不再升高時，開啟冷凝系統(tǒng)及氣流流動動力系統(tǒng)進行冷凝冷卻，當(dāng)系統(tǒng)的壓力降到0 3kg/cm2表壓的范圍時，停止冷凝裝置及氣體流動動力裝置，以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機物；(6)重復(fù)步驟(4)、(5)2_8次，將95wt%以上的殘留的有機物以液體形式從排液管中排出。所述的循環(huán)管線系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)氣流流量為2 50倍待清洗裝置系統(tǒng)內(nèi)部容積/每小時。所述的冷凝系統(tǒng)的流量為I 10倍待清洗裝置內(nèi)部容積/每小時。所述的冷凝系統(tǒng)的出入口可設(shè)在循環(huán)管線系統(tǒng)中包括待清洗裝置的備用接口的任何部位。該方法采用升溫并保溫一段時間觀測氣相濃度變化，達到峰值時通過冷凝系統(tǒng)降溫的周期操作方式。 所述的冷凝系統(tǒng)的啟動和關(guān)閉與循環(huán)管線系統(tǒng)的溫度或濃度進行連鎖。所述的冷凝系統(tǒng)采用一級冷卻水冷卻或兩級冷凝，所述的兩級冷凝的前段采用冷卻水冷卻，后段采用冷凍水冷卻。所述的冷凝系統(tǒng)為移動式的專用設(shè)備或通過管線連接借用現(xiàn)場裝置系統(tǒng)中的可用的冷凝器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益之處是通過臨時管線系統(tǒng)的構(gòu)建形成了密閉循環(huán)吹掃的管路，與目前通常采用的開路吹掃系統(tǒng)相比，一方面大大減低了污染物排放到大氣的幾率，另一方面在不增加蒸汽用量的條件下，通過紊流傳遞過程，提高熱量和物質(zhì)的傳遞速率，減少蒸塔時間；通過旁路冷凝系統(tǒng)的構(gòu)建能夠以比較小規(guī)格的冷凝設(shè)備實現(xiàn)對已在蒸汽吹掃過程中受熱蒸發(fā)為氣相的有機物的冷凝回收，以較小的設(shè)備投入和運行費用實現(xiàn)對裝置退料后殘留物料的回收。


圖I為根據(jù)本發(fā)明方法所構(gòu)成的回收工藝體系示意圖。圖中，I為待吹掃清洗裝置、2為進出口管線盲法蘭、3為進出口管線閥門、4為循環(huán)回路臨時管線進口接口、5為循環(huán)回路臨時管線出口接口、6為臨時管線、7為循環(huán)回路風(fēng)機動力系統(tǒng)、8為芳路冷凝系統(tǒng)管線進口接口、9為芳路冷凝系統(tǒng)管線出口接口、10為冷凝系統(tǒng)、11為冷凝回路動力風(fēng)機、12為有機物回收液、13為吹掃用蒸汽系統(tǒng)、14為蒸汽吹掃線入口、15為裝置自身溫度傳感器、16為裝置自身壓力傳感器、17為臨時管線自身溫度傳感器、18為臨時管線自身壓力傳感器、19為在線VOCs檢測儀、20為氣體采樣口、21為裝置設(shè)備再沸器、22為裝置塔頂冷凝器、23為裝置產(chǎn)品罐。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。實施例I石油初餾塔的蒸汽吹掃回收I)對于某石油煉制的初餾塔系統(tǒng)(內(nèi)容積約3000m3)首先將進料和出料管道采用閥門或盲法蘭進行與外界空氣的隔斷。2)通過裝置頂部和底部的循環(huán)回路臨時管線進口接口 4及循環(huán)回路臨時管線出口接口 5處與外圍的臨時管線6和循環(huán)回路風(fēng)機動力系統(tǒng)7 (額定流量15000m3/h)等構(gòu)成 密閉循環(huán)管線系統(tǒng)。3)在密閉循環(huán)管線系統(tǒng)的上下游的旁路冷凝系統(tǒng)管線進口接口 8及旁路冷凝系統(tǒng)管線出口接口 9處接入冷凝系統(tǒng)10及冷凝回路動力風(fēng)機11作為氣流流動動力系統(tǒng)(額定流量 6000m3/h)。4)將帶流量計量和開關(guān)的吹掃用蒸汽系統(tǒng)13與裝置設(shè)備通過蒸汽吹掃線入口 14連接。5)利用蒸餾設(shè)備本身帶有的裝置自身溫度傳感器15及裝置自身壓力傳感器16進行控制，同時在循環(huán)管線配設(shè)在線VOCs檢測儀19。6)在臨時管線全部安裝完成后，對閉合密閉循環(huán)系統(tǒng)通過蒸汽吹掃線入口 14通A 8kg/cm2表壓的蒸汽并通過循環(huán)回路風(fēng)機動力系統(tǒng)7循環(huán)以15000m3/h的氣體流量在待吹掃清洗裝置I內(nèi)部形成紊流傳質(zhì)、傳熱狀態(tài)，促進待吹掃清洗裝置I內(nèi)的殘液氣化蒸發(fā)進入氣相；7)當(dāng)待吹掃清洗裝置I和臨時管線6組成的循環(huán)系統(tǒng)到達指定蒸汽壓力或溫度(8kg/cm2表壓)，且在線檢測數(shù)據(jù)確定氣相濃度不再升高時，開啟冷凝系統(tǒng)10管路的冷卻媒介-冷卻水和冷凝回路動力風(fēng)機11，以6000m3/h的旁路流量進行冷凝冷卻，直至裝置自身溫度傳感器15的壓力降到lkg/cm2表壓的范圍時，停止冷凝冷媒供應(yīng)，停止冷凝回路動力風(fēng)機11。至此完成一次充蒸汽加熱汽化，旁路冷凝回收過程。8)重復(fù)步驟6，7再進行3次新的循環(huán)操作，可將95%以上的原殘留油以液體形式從冷凝器冷凝液排液管排出，從而一方面清洗了設(shè)備，一方面以液體形式回收物料，從而減少向大氣的排放。實施例2甲苯儲罐的蒸汽吹掃回收I)對于某容積500m3的甲苯儲罐系統(tǒng)在完成退料工作后首先將進料和出料管道通過關(guān)閉閥門或加裝盲法蘭進行與外界空氣的隔斷。2)通過裝置頂部和底部的循環(huán)回路臨時管線進口接口 4及循環(huán)回路臨時管線出口接口 5處與外圍的臨時管線6和循環(huán)回路風(fēng)機動力系統(tǒng)7 (額定流量3000m3/h)等構(gòu)成密閉循環(huán)管線系統(tǒng)。3)在密閉循環(huán)管線系統(tǒng)的上下游的旁路冷凝系統(tǒng)管線進口接口 8及旁路冷凝系統(tǒng)管線出口接口 9處接入冷凝系統(tǒng)10及冷凝回路動力風(fēng)機11作為氣流流動動力系統(tǒng)(流量 1000m3/h)。4)將帶流量計量和開關(guān)的吹掃用蒸汽系統(tǒng)13與裝置設(shè)備通過蒸汽吹掃線入口 14連接。5)循環(huán)通風(fēng)管路配設(shè)臨時管線自身溫度傳感器17及臨時管線自身壓力傳感器18進行過程控制，同時在循環(huán)管線的冷凝器入口氣流接口上游配設(shè)在線VOCs檢測儀。6)在臨時管線全部安裝完成后，對閉合密閉循環(huán)系統(tǒng)通過蒸汽吹掃線入口 14通A 2kg/cm2表壓的蒸汽并通過循環(huán)回路風(fēng)機動力系統(tǒng)7循環(huán)以3000m3/h的氣體流量在待吹掃清洗裝置I內(nèi)部形成紊流傳質(zhì)、傳熱狀態(tài)，促進待吹掃清洗裝置I內(nèi)的殘液氣化蒸發(fā)進入氣相。7)當(dāng)待吹掃清洗裝置I和臨時管線6組成的循環(huán)系統(tǒng)到達指定蒸汽壓力或溫度 (2kg/cm2,表壓)時，且在線檢測數(shù)據(jù)確定氣相濃度不再升高時，開啟冷凝系統(tǒng)10管路的冷卻水和冷凝回路動力風(fēng)機1，以IOOOmVh的旁路流量進行冷凝冷卻，直至臨時管線自身壓力傳感器18的壓力降到0. 02kg/cm2表壓的范圍時，停止冷凝冷媒供應(yīng)，停止風(fēng)機11。至此完成一次充蒸汽加熱汽化，旁路冷凝回收過程。8)重復(fù)步驟6，7再進行2次循環(huán)操作，可將90%以上的原儲罐殘留甲苯以液體形式從冷凝器冷凝液排液管排出，從而一方面清洗了設(shè)備，一方面易液體形式回收物料，從而減少向大氣的排放。實施例3用于某化工合成裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其采用的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖I所示，在待清洗裝置I外架設(shè)管線形成循環(huán)氣體回路，并采用蒸汽循環(huán)加熱氣化集成分流冷凝的方式提高蒸汽吹掃傳質(zhì)、傳熱的效率和減少冷凝設(shè)備所需負荷，從而以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機物。該方法具體包括以下步驟(I)利用進出口管線盲法蘭2及進出口管線閥門3將所有與待清洗裝置外界連接的管道、通道隔斷，然后通過循環(huán)回路臨時管線進口接口 4及循環(huán)回路臨時管線出口接口 5將待清洗裝置I與外圍的臨時管線6和循環(huán)回路風(fēng)機動力系統(tǒng)7構(gòu)成密閉的循環(huán)管線系統(tǒng)；(2)在循環(huán)管線系統(tǒng)的上游及下游位置的旁路冷凝系統(tǒng)管線進口接口 8及旁路冷凝系統(tǒng)管線出口接口 9處接入冷凝系統(tǒng)10及冷凝回路動力風(fēng)機11 ；(3)通過蒸汽吹掃線入口 14將帶流量計和開關(guān)的吹掃用蒸汽系統(tǒng)13連接到循環(huán)管線系統(tǒng)上；(4)對循環(huán)管線系統(tǒng)通入蒸汽進行加熱吹掃，并通過動力裝置進行蒸汽循環(huán)，促進待清洗裝置內(nèi)的殘液氣化蒸發(fā)進入氣相；(5)在待清洗裝置I上安裝有裝置自身溫度傳感器15、裝置自身壓力傳感器16、裝置設(shè)備再沸器21，臨時管線6上安裝有臨時管線自身溫度傳感器17、臨時管線自身壓力傳感器18、在線VOCs檢測儀19、氣體采樣口 20，當(dāng)循環(huán)管線系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓力達到2 IOkg/cm2或系統(tǒng)內(nèi)的氣相濃度不再升高時，本實施例中循環(huán)管線系統(tǒng)的蒸汽壓力為6kg/cm2，開啟冷凝系統(tǒng)10及冷凝回路動力風(fēng)機11進行冷凝冷卻，當(dāng)系統(tǒng)的壓力降到0 3kg/cm2表壓的范圍，本實施例中系統(tǒng)壓力為lkg/cm2，停止冷凝裝置及氣體流動動力裝置，以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機回收液12，產(chǎn)品經(jīng)待清洗裝置I頂部設(shè)置的裝置塔頂冷凝器22冷凝后收集在裝直廣品Sil 23中；(6)重復(fù)步驟(4)、(5)2-8次，采用升溫并保溫一段時間觀測氣相濃度變化，達到峰值時通過冷凝系統(tǒng)降溫的周期操作方式，將95wt%以上的殘留的有機物以液體形式從排液管中排出。在操作過程中，循環(huán)管線系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)氣流流量為2 50倍待清洗裝置I內(nèi)部容積/每小時，本實施例中為10倍，冷凝系統(tǒng)10的流量為I 10倍待清洗裝置I內(nèi)部容積/每小時，本實施例為5倍，冷凝系統(tǒng)10的啟動和關(guān)閉與循環(huán)管線系統(tǒng)的溫度或濃度進行連鎖。冷凝系統(tǒng)10采用一級冷卻水冷卻或兩級冷凝，在本實施例中采用兩級冷凝，前段采用冷卻水冷卻，后段采用冷凍水冷卻，使用的冷凝系統(tǒng)10為移動式的專用設(shè)備。權(quán)利要求
1.用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，該方法在待清洗裝置外架設(shè)管線形成循環(huán)氣體回路，并采用蒸汽循環(huán)加熱氣化集成分流冷凝的方式提高蒸汽吹掃傳質(zhì)、傳熱的效率和減少冷凝設(shè)備所需負荷，從而以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機物。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，該方法具體包括以下步驟 (1)將所有與待清洗裝置外界連接的管道、通道隔斷，然后將待清洗裝置與外圍臨時管線和風(fēng)機動カ裝置構(gòu)成密閉的循環(huán)管線系統(tǒng)； (2)在循環(huán)管線系統(tǒng)的上游及下游位置接入冷凝系統(tǒng)及氣流流動動カ系統(tǒng)； (3)通過蒸汽清洗管線系統(tǒng)將帶流量計和開關(guān)的吹掃蒸汽系統(tǒng)連接到循環(huán)管線系統(tǒng)上； (4)對循環(huán)管線系統(tǒng)通入蒸汽進行加熱吹掃，并通過動カ裝置進行蒸汽循環(huán)，促進待清洗裝置內(nèi)的殘液氣化蒸發(fā)進入氣相； (5)當(dāng)循環(huán)管線系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽壓カ達到2 lOkg/cm2或系統(tǒng)內(nèi)的氣相濃度不再升高吋，開啟冷凝系統(tǒng)及氣流流動動カ系統(tǒng)進行冷凝冷卻，當(dāng)系統(tǒng)的壓力降到O 3kg/cm2表壓的范圍時，停止冷凝裝置及氣體流動動カ裝置，以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機物； (6)重復(fù)步驟(4)、(5)2-8次，將95wt%以上的殘留的有機物以液體形式從排液管中排出。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，所述的循環(huán)管線系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)氣流流量為2 50倍待清洗裝置內(nèi)部容積/每小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，所述的冷凝系統(tǒng)的流量為I 10倍待清洗裝置內(nèi)部容積/每小吋。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，所述的冷凝系統(tǒng)的出入口可設(shè)在循環(huán)管線系統(tǒng)中包括待清洗裝置的備用接ロ的任何部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在干，該方法采用升溫并保溫一段時間觀測氣相濃度變化，達到峰值時通過冷凝系統(tǒng)降溫的周期操作方式。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，所述的冷凝系統(tǒng)的啟動和關(guān)閉與循環(huán)管線系統(tǒng)的溫度或濃度進行連鎖。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，所述的冷凝系統(tǒng)采用ー級冷卻水冷卻或兩級冷凝，所述的兩級冷凝的前段采用冷卻水冷卻，后段米用冷凍水冷卻。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，其特征在于，所述的冷凝系統(tǒng)為移動式的專用設(shè)備或通過管線連接借用現(xiàn)場裝置系統(tǒng)中可用的冷凝器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于化工裝置放空清洗過程大氣污染物減排回收的方法，在待清洗裝置外架設(shè)管線形成循環(huán)氣體回路，并采用蒸汽循環(huán)加熱氣化集成分流冷凝的方式提高蒸汽吹掃傳質(zhì)、傳熱的效率和減少冷凝設(shè)備所需負荷，從而以液態(tài)形式回收裝置退料后殘留的有機物。本發(fā)明大大降低對冷凝系統(tǒng)處理能力的要求，以更經(jīng)濟的成本實現(xiàn)化工裝置放空清洗過程的大氣污染物減排回收，同時解決部分裝置因沒有回收裝置而在吹掃過程中直接排放的問題。
文檔編號B01D5/00GK102698458SQ20121013502
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者羌寧 申請人:同濟大學(xué)