本技術屬于油品儲運，涉及一種油品儲運過程中產生的排氣的回收處理系統，尤其涉及一種氮封罐區含vocs污氮呼吸氣的近零排放系統。

背景技術：

1、石油化工儲運罐區占地面積大、儲罐數量多、存儲物料種類多。儲罐數量最多的是常壓(微內壓)固定頂罐，有內浮盤罐、拱頂罐等類型。為了避免因接觸氧氣而導致的儲存物料變質、避免出現爆炸性氣體，需要對常壓儲罐實施氮氣封閉，維持常壓儲罐內氣相空間氧氣濃度低于極限氧濃度（limiting?oxygen?concentration;簡稱loc?），甚至更低，消除爆炸條件，防止儲罐爆炸事故發生。

2、在儲罐進料時形成的大呼吸排氣和上午溫升導致的小呼吸排氣，導致儲罐含vocs氮氣(以下簡稱污氮)排放，此排氣一方面造成非甲烷總烴超標排放，另一方面也造成保護氮氣的浪費。在儲罐出料時形成的大呼吸吸氣和下午溫降導致的小呼吸吸氣，需要補充氮氣，目前石化儲罐用保護氮氣一般由空分裝置（液化分離法或變壓吸附法）統一生產，按照《石油化工企業氮氧系統設計規范》(sh/t3106-2019)，采用空氣分離制取的氮氣分為三級，工業氮：其氮含量(體積分數)大于或等于?99.2%；純氮：其氮含量(體積分數)大于或等于99.99%；高純氮：其氮含量(體積分數)大于或等于99.999%。某些場合下也有使用液氮氣化法制備氮氣的。就罐區氮封用氣而言，工業氮已完全滿足要求。現有的技術組合可以處理儲罐排放的含vocs污氮，回收vocs，并生產儲罐惰化用氮氣。

3、石化儲運罐區各類儲罐排放的污氮組分除含有氮氣外，還含有儲存的各種有機化學品所揮發的vocs，可以采用冷凝法、吸收法將vocs轉化為液體進行回收，也可以采用各種熱氧化法進行vocs的銷毀處理。基于現行的vocs排放標準的苛刻性，經常要求非甲烷總烴低于60mg/m3。單純的冷凝法、吸收法的油氣回收難于滿足排放標準，石化儲運罐區排放污氮的末端治理大都采用燃燒法?(如熱力燃燒法、催化氧化法、蓄熱氧化法等)處理后達標排放，使得儲運罐區保護氮氣為一次性用氣，運行成本超高，同時高濃度的氮氣燃燒處理極易生成熱力型氮氧化物污染大氣。因此希望對凈化后氮氣做到循環使用，減少氮氣消耗和達標排放的處理費用。

4、中國專利cn?108380001?b?公開了一種儲罐區保護氮氣回收處理循環利用系統，其采用吸收法脫硫+冷卻干燥法脫水+真空變壓吸附脫烴+變壓吸附脫氧處理的組合技術，以及分段注入保護氮氣安全控制技術，分別得到高濃度烴類有機物和99％(v％)純度的工業用氣態氮，高濃度烴類有機物送往火炬或收進燃料氣管網安全利用，99％(v％)純度氮氣作為儲罐區保護氮氣循環利用。該方法處理流程長，操作復雜，高濃度烴類有機物以氣體狀態存在，在沒有火炬和燃料氣管網的情況下無法使用。

5、中國專利cn?213160077?u公開了儲罐vocs循環無排放處理裝置，其沿油氣行進路徑依次包括集氣壓縮單元、冷凝單元、凝液回收單元、分離膜單元、吸附單元、解析單元。該儲罐vocs循環無排放處理裝置通過入口油氣壓縮機，增加進入冷凝單元的油氣壓力，降低油氣的冷凝點，大大提高冷凝單元對油氣的回收效率；設備正常運行狀態下尾氣零排放，經分離膜分離后的尾氣有機氣體濃度<0?.1％，氮氣純度>99％，可直接進入現場的n2儲罐，通過壓力調節閥調節后進入氮封儲罐；緊急狀態下，如n2儲罐超壓等，氣體直接進入應急排放單元，經應急排放單元吸附后達到油氣達標排放的標準，有機物處理率達到99％以上，非甲烷總烴＜120mg/m3。本方案處理流程長，操作復雜，n2儲罐為壓力罐，造價高，管控要求高。

6、中國專利cn?110420536?b公開了一種罐頂vocs回收及氮氣再利用系統，該系統包括加壓子系統、冷凝子系統、變壓吸附子系統和氮氣回收子系統，加壓子系統包括加壓風泵和阻火器，冷凝子系統包括回熱換熱器、預冷換熱器、淺冷換熱器、深冷換熱器、防爆制冷壓縮機、冷凝換熱器、蒸發冷凝換熱器和節流元件等，變壓吸附子系統包括兩組以上的并聯設置的變壓吸附裝置，氮氣回收子系統由氮氣緩存罐及單向閥組成，其通過加壓回熱換熱器、預冷換熱器、淺冷換熱器、深冷換熱器進行漸變降溫冷凝、變壓吸附回收并凈化罐頂vocs氣體，最終vocs被回收利用，罐頂氮氣經提純后再利用。本方案處理流程長，操作復雜，由于機械制冷的溫度不夠低，導致部分難凝組分無法凝結為液體而排出，在系統逐漸富集會導致系統的崩潰。

7、因此，有必要開發一種冷凝溫度低、能充分將vocs液化回收、氮氣緩存罐造價低的方案。

技術實現思路

1、本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的缺點，提供一種氮封罐區含vocs污氮呼吸氣的近零排放系統，其對氮封罐區排放的氣體中的vocs和氮氣都充分進行了回收利用，大幅度降低了罐區氮氣封閉的氮氣消耗量和vocs處理的費用，具有顯著的經濟效益和環境社會效益。

2、為了實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

3、一種氮封罐區含vocs污氮呼吸氣的近零排放系統，其包括油品儲罐，其特征在于，還包括液氮深冷油氣回收系統、凝液罐、液氮罐、凈化污氮暫存氣柜、凈化污氮壓縮機、應急排放吸附凈化罐、脫附真空泵、排氣筒、公用氮氣管網、應急排放閥、公用氮氣截止閥、公用氮氣止回閥和補氮閥，所述油品儲罐的排氣管連接到所述液氮深冷油氣回收系統，所述液氮深冷油氣回收系統連接到所述凈化污氮暫存氣柜、液氮罐、凝液罐和公用氮氣管網，所述凈化污氮暫存氣柜連接到所述凈化污氮壓縮機，所述凈化污氮壓縮機連接到所述補氮閥和所述應急排放閥，所述應急排放閥連接到所述應急排放吸附凈化罐，所述應急排放吸附凈化罐連接到所述排氣筒和所述脫附真空泵，所述脫附真空泵連接到所述液氮深冷油氣回收系統。

4、優選地，所述凈化污氮暫存氣柜上設有壓力傳感器、氧氣傳感器和vocs傳感器。

5、與現有技術相比，本實用新型的氮封罐區含vocs污氮呼吸氣的近零排放系統具有如下有益技術效果中的一者或多者：

6、1、本實用新型以處理儲運罐區排放污氮再作為儲罐保護氮氣循環使用為目的，針對儲運罐區排放污氮組分，采用了液氮深冷處理技術，可以獲得很高的vocs回收率，凈化污氮在常壓暫存氣柜中存放，減少了氮氣壓力儲罐的造價和運行管理的難度，對超壓和不合格污氮，經應急排放吸附凈化罐處理后達標排放，滿足嚴格的vocs排放標準；相對于現有油氣處理技術，本實用新型提供的近零排放技術充分回收了vocs和氮氣，大大減少了處理后氣體放空量和純氮消耗量，明顯地減少了業主綜合運行成本，具有顯著的環境社會效益。

7、2、本實用新型采用的液氮深冷法油氣回收技術、常壓暫存氣柜技術、吸附法應急排放凈化技術，有效地阻止了高溫、爆炸等不安全因素發生，具有本質安全性，與焚燒法相比，大大減少了與油罐安全距離要求。

技術特征：

1.一種氮封罐區含vocs污氮呼吸氣的近零排放系統，其包括油品儲罐（1），其特征在于，還包括液氮深冷油氣回收系統（2）、凝液罐（3）、液氮罐（4）、凈化污氮暫存氣柜（5）、凈化污氮壓縮機（6）、應急排放吸附凈化罐（7）、脫附真空泵（8）、排氣筒（9）、公用氮氣管網（10）、應急排放閥（11）、公用氮氣截止閥（12）、公用氮氣止回閥（13）和補氮閥（14），所述油品儲罐（1）的排氣管連接到所述液氮深冷油氣回收系統（2），所述液氮深冷油氣回收系統（2）連接到所述凈化污氮暫存氣柜（5）、液氮罐（4）、凝液罐（3）和公用氮氣管網（10），所述凈化污氮暫存氣柜（5）連接到所述凈化污氮壓縮機（6），所述凈化污氮壓縮機（6）連接到所述補氮閥（14）和所述應急排放閥（11），所述應急排放閥（11）連接到所述應急排放吸附凈化罐（7），所述應急排放吸附凈化罐（7）連接到所述排氣筒（9）和所述脫附真空泵（8），所述脫附真空泵（8）連接到所述液氮深冷油氣回收系統（2）。

2.根據權利要求1所述的氮封罐區含vocs污氮呼吸氣的近零排放系統，其特征在于，所述凈化污氮暫存氣柜（5）上設有壓力傳感器（5-1）、氧氣傳感器（5-2）和vocs傳感器（5-3）。

技術總結
本技術屬于油品儲運技術領域，涉及一種氮封罐區含VOCs污氮呼吸氣的近零排放系統，所述系統包括油品儲罐（1）、液氮深冷油氣回收系統（2）、凝液罐（3）、液氮罐（4）、凈化污氮暫存氣柜（5）、凈化污氮壓縮機（6）、應急排放吸附凈化罐（7）、脫附真空泵（8）、排氣筒（9）、公用氮氣管網（10）、應急排放閥（11）、公用氮氣截止閥（12）、公用氮氣止回閥（13）和補氮閥（14）。其對氮封罐區排放的氣體中的VOCs和氮氣都充分進行了回收利用，大幅度降低了罐區氮氣封閉的氮氣消耗量和VOCs處理的費用，具有顯著的經濟效益和環境社會效益。

技術研發人員：王永儀,張明祥,姜同先,黃濤
受保護的技術使用者：青島金海晟石化科技有限公司
技術研發日：20240711
技術公布日：2025/4/28