CN101235315A

CN101235315A - 一种油气回收、处理方法

Info

Publication number: CN101235315A
Application number: CNA2007100030558A
Authority: CN
Inventors: 爨伟亮; 陈惠彦
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-08-06

Abstract

本发明公开了一种油气回收、处理方法，该方法经过吸收、膜分离、蓄热氧化步骤，可将油气混和气首先通过预冷器预冷后，从吸收塔下部进入，气体上升过程中与吸收塔内喷淋的贫油和吸收剂逆向接触，进行吸收处理，被吸收的油品直接回收，未被吸收的油气混和气经吸收塔顶进入膜分离器，油气在膜两侧压差作用下透过薄膜被分离出来，进入到预冷器油气入口，进行下一吸收循环，无法穿透薄膜的空气和少量油气进入蓄热氧化装置，经氧化后尾气排空。该方法回收油气的回收率高，所排放的尾气环保，且处理过程不使用动力设备，安全可靠。另外由于不使用活性炭等吸附剂，避免了二次污染。装置内部实现了热量自循环，节约成本，节省能源。

Description

一种油气回收、处理方法

技术领域

本发明涉及一种油气的回收、处理组合工艺方法，特别是炼厂、油库或加油站等的油气回收、处理组合工艺方法。

背景技术

石油储运系统(炼厂、油库、加油站)运行，不可避免的伴生着烃类气体的排放治理。近十几年来，随着环境保护要求的提高，利用油气回收方法控制含烃混合气的排放浓度，降低油品蒸发损耗得到了国内外的普遍重视。

现有的油气回收方法是将增压去热法、吸收法、吸附法根据需要组合使用，形成单级或多级处理，完成对油气的安全回收，如申请号为03135766.0，申请日为2003年9月4日，名称为“油气回收方法”的发明专利就是采用增压去热法、压力吸收法、压力吸附法和乳化吸附法任意组合对油气进行回收。当油气浓度很高时，一般首先采用增压去热法回收掉大量的油气后，再采用吸收法、吸附法或其组合进一步回收，经增压去热法回收后，吸收法和吸附法的先后顺序也可根据需要设定。对于大型回收设备，可先采用增压去热法，再采用压力吸收法，然后采用乳化吸附，当然最后还可再采用压力吸附法；而对于小型回收设备一般只设两级，其中最经济简便是第一级采用增压去热法，第二级采用压力吸附法，为了增加吸收和吸附效果，吸收和吸附可以在增压状态下进行。

采用以上的方法进行油气回收，虽然可达到一定的回收效果，但还存在一系列的问题，如：采用吸附法后的吸附剂同时又造成了二次污染，不符合环保要求。而增压去热法往往涉及多级冷凝的问题，投资成本很高。而且现有方法中经油气多级回收处理后仍有少量的油气混和气被排入空气中，造成大气污染，不利于环境保护，况且不能满足新的低于150mg/m³的排放标准要求。并且油气回收过程中使用压缩机等动力设备，容易带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种油气回收、处理组合工艺方法，提高油气的回收率，减少环境污染，同时安全性高，并且降低油气回收及处理成本。

该方法是将油气混合气通过吸收处理，被吸收的油品直接回收，未被吸收的油气进入膜分离系统，进一步回收油气，经膜分离后的少量油气和空气进入蓄热氧化装置处理，处理后的尾气排空。

优选的方法是将油气混和气首先通过预冷器预冷后，从吸收塔下部进入吸收塔，油气混和气在吸收塔内上升过程中与塔顶喷淋的贫油和吸收剂逆向接触，从而进行吸收处理，被吸收的油品直接回收，未被吸收的油气混和气经吸收塔顶进入膜分离器，油气在膜两侧压差作用下透过薄膜被分离出来，进入到所述预冷器油气入口，进行下一吸收循环，无法穿透薄膜的空气和少量油气进入蓄热氧化装置，经氧化后尾气排空。

所述吸收处理是指采用吸收剂对油气进行吸收处理。利用混合油气在吸收剂中溶解度的差异，通过混合气体与吸收剂接触，气体中的一个或几个组分便溶解到吸收剂中形成溶液。不能溶解的组分则在气相中，于是原有混合气体的组分得以分离。吸收剂可采用成品或半成品煤油、轻柴油，吸收剂与油气质量比范围为4-5∶1，优选为4∶1；吸收剂可利用蓄热氧化积累的富余热量，通过溴化锂制冷，对吸收剂进行降温处理；吸收冷却温度范围为5-15℃，优选为10℃。

所述膜分离是根据不同的气体扩散率与溶解度之间的差异，利用膜，让油气组分/空气的混合气在一定的压差推动下，使油气组分优先透过薄膜得以回收；本发明中所用的膜可以是橡胶态聚合物膜，膜底层为无纺布层，中间层为多孔支撑层，最上层为橡胶态的硅橡胶作为分离层，分离层厚度范围为0.2-2um，膜两侧压力比大于等于5，其中膜一侧可为常压，另一侧抽真空导致膜两侧产生压差。

所述蓄热氧化是采用热氧化技术来处理油气，所述油气在通过蓄热室时进行热交换，吸收蓄热室中的热量，使其迅速氧化为无毒化合物，例如二氧化碳，水蒸汽而予以去除。操作过程中，气体流动方向是间歇逆转的，于是气体能够交替地在进入蓄热室时被加热，流出时被冷却。产生交替循环。氧化温度范围控制在500-800℃，优选800℃。

使用本发明组合工艺方法对油气进行回收处理后，回收率达到95％以上，并且达到新的低于150mg/m³的排放标准。且处理过程不使用动力设备，安全可靠。另外由于不使用活性炭等吸附剂，避免了二次污染。装置内部实现了热量自循环，节约成本，节省能源。

附图说明

图1是本发明油气回收方法流程图；

结合附图在其上标记以下附图标记：

1-油气，2-预冷器，3-溴化锂制冷机，4-吸收塔，5-膜分离器，6-吸收剂罐，7-真空泵，8-贫油泵，9-富油泵，10-蓄热氧化装置，11-排空，12去油罐

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

如图1所示提供了一种采用冷却吸收-膜分离-蓄热氧化法进行油气回收、处理的工艺流程图。油汽混合气体1经预冷器2进入吸收塔4进行喷淋吸收，经喷淋吸收后70-90％的油汽被来自贫油泵8的贫油和吸收剂罐6中的吸收剂吸收，并进入富油泵9，所述富油泵中的油品经所述吸收剂罐去油罐12。在油气浓度太低的情况时难以达到十分高的回收率。为了达到较高的回收率，通常要对吸收过程进行强化处理，如：增加吸收剂的循环量、选择性能更优良的吸收剂、降低吸收温度(一般为-25℃)，效果比较显著。本方案建议选用廉价的吸收剂：成品或半成品煤油、轻柴油，吸收剂与油气比例范围控制在4-5∶1，优选4∶1；吸收温度控制在5-15℃左右，优选10℃。采用简单的吸收过程，且经济性较佳。剩余10-30％的空气、油汽混合气体从喷淋塔顶排出进入膜分离器5。空气与油汽的混合气体在膜分离器内，油汽被薄膜吸附，薄膜采用橡胶态聚合物膜，它具有三层结构，底面是无纺布层，是整个膜的支撑层；中间层为结实、耐用并且抗溶解的多孔支撑层，而对传质的阻力很小；最上层为选择分离层使用橡胶态的硅橡胶，复合膜的渗透阻力主要取决于这层膜的阻力.为了减少气体渗透阻力，选择分离层厚度控制在0.2-2um。使膜两侧产生压差，膜两侧压力比大于等于5，例如：一侧常压，另一侧在真空泵7的抽吸下油汽透过薄膜被解析分离出来，进入到所述预冷器油汽入口，进行下一吸附循环。膜分离器中的空气无法穿透薄膜，与少量未穿透薄膜的油气排出分离器。经膜分离器排出的油汽浓度约为10g/m³的混合气体进入到蓄热氧化装置10，该混合气体经氧化后生成二氧化碳和水蒸汽等尾气而排空11。此实施方式油气回收率大于95％，尾气排放浓度可达120mg/m³。适用于炼厂、油库。油汽回收率高，自动化水平高，膜使用寿命5-15年，且不产生二次污染。

蓄热氧化装置的基本原理是在高温下(500-800℃)使有机废气氧化生成二氧化碳和水，从而达标排放，优选温度为800℃。通过蓄热氧化方法可最大限度地回收热量，以降低操作费用。蓄热氧化装置10由一个氧化燃烧室、具有两个或多个陶瓷填料床和一套气体换向阀的蓄热室组成。该装置中的蓄热式陶瓷填料床可使热能得到最大限度的回收，热回收率大于98％，所以处理油气混和气时不用或只需使用很少的燃料，但净化率可达99％以上。另外，蓄热氧化装置还有不产生二次污染，全自动控制、操作简单，操作费用低，安全性高等优点。在操作过程中，气体流动方向是间歇逆转的，于是气体能够交替地在进入蓄热床时被加热，流出时被冷却。在交替循环中，有机物气体被强制通过填满蓄热填料的蓄热室，经过前一个循环，蓄热室的这些填料还是热的。当气体通过时，热量从填料中被吸收出来，因此通过的气体可达到预热的目的。这些气体最终进入热氧化区。当气体进入氧化区时，气体经过吸收蓄热室中的热量，温度基本上已经达到预先设定的界限(500～800℃)，如果气体还达不到需要的温度，可以通过向燃烧室注入少量的辅助燃料来提高气体的温度。如果该工业气体含有足够的产生热量的油气混和气，则不需要额外的燃料。在气体通过入口处的蓄热室和氧化区的时间内，任何夹带的油气混和气都被迅速地氧化成无毒的化合物，例如二氧化碳和水蒸汽。整个氧化过程无需添加氧化剂，油气的速度控制在2-3米/秒。当纯化的气体排出氧化区，夹带的热量被出口处的蓄热室中的蓄热床吸收并储存起来。当气体通过切换阀排出蓄热室时的温度只是稍微高于进口的温度(20～40℃)。在下一个循环中，气流逆转，油气混和气进入上一个循环中出口处的蓄热填料床进行预热，再依次进入高温氧化室氧化、另一个蓄热填料床释放热，然后排出系统。这个过程不断循环，每一个蓄热填料床都是在输入废气与排出处理过的气体的模式间交替转换。另外，利用后续蓄热氧化积累的富余热量，通过溴化锂制冷机3实现制冷，对吸收剂进行降温处理，可以提高吸收环节对不同油气组分的适应性，回收率可以达到70％左右，同时进一步降低运行成本，节省能源。采用该装置热回收效率非常高，燃料费用很低(当油气混和气浓度在450PPM以上时，该蓄热氧化装置不需添加辅助燃料)。使用该装置净化率高，可达到99％以上；全自动化控制、操作简单，操作费用低，安全可靠。相对于其它类似的处理技术(例如：换热式热氧化)，其主要优点在于：它能得到的热回收效率非常高。其它系统能达到约70％的热回收效率，而蓄热氧化装置最高能达到98％，高的热回收效率使辅助燃料的使用量显著减少，从而节约操作费用。

Claims

1. 一种油气回收、处理方法，首先将油气混合气通过吸收处理步骤，被吸收的油品直接回收，未被吸收的油气进入膜分离步骤，进一步回收，经膜分离后的少量油气和空气进入蓄热氧化处理步骤，处理后的尾气排空。

2. 如权利要求1所述的油气回收、处理方法，所述吸收处理步骤包括将油气混和气首先通过预冷器预冷后，从吸收塔下部进入，所述气体上升过程中与所述吸收塔内喷淋出的贫油和吸收剂逆向相遇，进行吸收处理，被吸收的油品直接回收，未被吸收的油气混和气经吸收塔顶进入膜分离器；所述膜分离步骤包括油气在膜两侧压差作用下透过薄膜被分离出来，进入到所述预冷器油气入口，进行下一吸收循环，无法穿透薄膜的空气和少量油气进入蓄热氧化装置；所述蓄热氧化步骤将所述空气和少量油气混和气氧化后尾气排空。

3. 如权利要求1或2所述的油气回收、处理方法，所述吸收处理采用成品或半成品煤油或轻柴油作为吸收剂，吸收剂与油气质量比范围是4-5∶1。

4. 如权利要求3所述的油气回收、处理方法，所述吸收剂可利用蓄热氧化积累的富余热量，通过溴化锂制冷，冷却的温度范围为5℃-15℃。

5. 如权利要求4所述的油气回收、处理方法，所述吸收剂冷却温度为10℃。

6. 如权利要求1或2所述的油气回收、处理方法，所述膜分离步骤中的膜采用橡胶态聚合物膜。

7. 如权利要求1或2所述的油气回收、处理方法，所述膜分离步骤中的膜底层为无纺布层，中间层为多孔支撑层，最上层为橡胶态的硅橡胶作为分离层，分离层厚度范围为0.2-2um。

8. 如权利要求1或2所述的油气回收、处理方法，所述膜分离步骤中膜两侧的压力比大于等于5。

9. 如权利要求8所述的油气回收、处理方法，所述压力控制在膜一侧为常压，另一侧抽成真空。

10. 如权利要求1或2所述的油气回收、处理方法，所述蓄热氧化步骤中氧化温度为500℃-800℃。