CN102464999A

CN102464999A - 一种油气吸收回收方法

Info

Publication number: CN102464999A
Application number: CN2010105391200A
Authority: CN
Inventors: 王明星; 张龙; 齐慧敏; 王海波; 刘忠生
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2030-11-05
Also published as: CN102464999B

Abstract

本发明涉及一种油气吸收回收方法，属于环境保护及节能技术领域。本发明方法利用气液两相流泵将低温贫吸收剂与原料油气同时抽吸进入泵体，油气遇冷同时在吸收剂的溶解作用下，在泵体及管道内即由气相转变为液相，从而达到回收油气资源的目的。富吸收剂直接作为产品或利用企业现有装置进行再加工，不凝气则经过油气后处理装置进一步处理。本发明具有工艺技术简单，设备投资少的特点。本发明方法适用于含油气浓度较高的废气的回收处理。

Description

一种油气吸收回收方法

1、技术领域

本发明提供了一种油气吸收回收方法，属于环境保护和节能技术领域。

2、背景技术

在石油化工、涂料、交通等领域，各种挥发性有机物在生产、储存、运输、销售和使用等过程中挥发出较高浓度的有机蒸汽，如汽油、石脑油和苯等，不但浪费资源，而且污染环境，并留下重大的火灾或爆炸隐患。目前对油气的回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法，有些还含有压缩过程或几种方法的综合利用。吸附法在回收油气过程中，产生吸附热，危及操作的安全性，并可使油气中不饱和烃类发生氧化反应，而影响油品质量。经吸附处理后的尾气中非甲烷总烃浓度一般都很低，因此吸附法更适合于做其他技术的最后把关服务，以保证尾气的达标排放。膜分离法油气回收技术为一门新兴技术，目前所用膜使用寿命短，投资和运行费用较高，高性能的膜材料仍处于研究开发阶段。冷凝法系直接对较高浓度油气进行降温处理，使之由气相转变为液相，从而达到回收资源的目的。吸收法系利用油气和空气在吸收剂中溶解度的不同，使油气组分溶解于吸收剂中，而空气因不溶于溶剂而以气相排入大气。

专利CN1935319A提出了一种利用加热解吸的油气吸收回收方法及装置。整个油气回收过程由吸收塔吸收分离，解吸罐解吸浓缩，回收塔吸收回收，以及为解吸罐提供热量的换热过程等四部分组成。该技术虽对油气具有超过90％的回收率，但需使用特制吸收剂，且流程较长，涉及泵和塔器等多种设备，因而投资较大。

专利CN1935318A是在CN1935319A基础上提出来的，利用超声波增扰技术促进油气吸收。该方法主要用于汽油装车过程的油气回收：利用超声波增扰器强化吸收和解吸操作，虽然油气吸收回收效率有了提高，利用带有一定真空度的超声波解吸设备代替传统的高真空解吸设备，使整套设备的投资降低了30％～45％。但该油气回收系统组成较复杂，超声波本身影响人体健康，这也限制了它的广泛应用。

专利CN1320473A提出了一种汽油挥发油气的吸收方法及吸收装置。该装置由贮有无水乙醇的挥发油气吸收器、水洗器、负压室以及真空泵借助管道及阀门依次连接构成，用于吸收为机动车或贮油罐加油时所挥发出的油气。该技术由多种设备组成，存在一次投资较高的问题。1998年《石油化工环境保护》第一期《汽油密闭液下装车与油气回收》利用氯化钙溶液直接将油气冷凝来回收油气资源，回收率达90％。该技术虽然对油气资源进行有效回收，但增加了氯化钙固体的溶解设备、油水分离设备及相应的动力设备，使得该技术较复杂。

国内外也有利用轻柴油或煤油作吸收剂吸收回收油气的实例，但多是利用油气吸收塔来实现吸收操作，富吸收剂再加工或在解吸塔内于真空条件下再生后回吸收塔循环使用。该技术对油气回收率能达到80％～90％(油气回收率视吸收操作温度而不同)，已被用于工业实践。由于使用了吸收塔和解吸塔和多种动力设备，因而装置的投资费用较高。

3、发明内容

针对现有油气回收技术的不足，本发明提供了一种油气吸收回收方法。

本发明的油气吸收回收方法包括：

贫吸收剂经过冷却后，由气液两相流泵提供动力，抽吸油气，使油气和贫吸收剂同时进入气液两相流泵，油气在泵体和管道中由气相转变为液相，完成油气吸收回收过程，富吸收剂进入气液分离罐，分离出不凝气后，直接作为产品或经与贫吸收剂换热后进行再加工。

根据本发明的油气吸收回收方法，所述的气液两相流泵的入口端真空度为-0.5～0MPa，出口端压力为0～0.5MPa(表压)。贫吸收剂与油气的体积比为20～200L/Nm³。与常温常压吸收相比，在低温和较高的压力作用下，油气会在更短时间内转变为液相，并溶解到吸收剂中。

本发明中所述的油气为汽油和液态烃氧化脱硫醇尾气、含硫污水罐排放气、污油罐排放气、粗柴油罐排放气、粗汽油罐排放气、碱渣罐排放气、油品储罐排放气或轻油装车过程排放气。

本发明油气回收方法中，用作吸收油气的贫吸收剂可以选自汽油、柴油、煤油或溶剂油，吸收剂的冷却温度一般为0～-80℃，优选为0～-40℃。

本发明油气回收方法中，所述的气液分离罐为常压操作。

本发明油气回收方法中，至少部分原料油气在进入气液两相流泵前与所述的低温不凝气在气/气换热器中进行换热。原料油气与低温不凝气换热后进入三相分离器中析出部分轻油和水，实现油/水/气三相分离，三相分离器排出的油气再用低温贫吸收剂进行吸收回收。

所述的气/气换热器选自板式换热器、管壳式换热器或热管换热器。本发明方法中由于设置了油/水/气三相分离器，使得回收冷量后的原料油气实现油/水/气三相分离。

根据本发明的油气回收方法，所述的气液分离罐顶排出的低温不凝气中绝大部分为空气，但仍含有少量油气。因此优选将换热后的不凝气排入油气后处理装置进一步处理后排放。所述的油气后处理装置选自催化燃烧、热力氧化、蓄热燃烧或吸附装置等。

根据本发明的油气回收方法，当富吸收剂进行再加工时，至少部分贫吸收剂先与富吸收剂换热，然后进入制冷机制冷，完成贫吸收剂的冷却；而当富吸收剂直接作为产品时，优选贫吸收剂全部直接由制冷机冷却后进入气液两相流泵。

与现有油气回收技术相比，本发明的油气吸收回收方法具有如下效果：

(1)本发明采用气液两相流泵取代传统的吸收塔作为油气吸收手段，由于油气遇冷、吸收剂的溶解作用及泵体内叶轮高速旋转产生的压力，使油气能够在比传统吸收方法更短的时间内由气相转变为液相，并溶解于吸收剂中。

(2)本发明油气回收方法中设置了气/气换热器和液/液换热器。气液分离罐顶排出的低温不凝气温度仍较低，因此，原料油气可全部或部分与低温不凝气进行换热后，再进行吸收操作；对于液/液换热器：当富吸收剂直接作为产品时，贫吸收剂全部由制冷机冷却后进入气液两相流泵，当富吸收剂需要进一步加工时，贫吸收剂全部或部分与富吸收剂进行换热，然后由制冷机冷却至所需温度，从而使得油气吸收过程的冷量得到充分回收，降低了过程能耗。

(3)本发明方法中，油气回收操作在泵体和管道内完成，具有工艺技术简单、一次投资少和应用范围广的特点；而且可处理的废气种类不受限制，油气含量较高的废气均可采用本发明方法处理，如汽油和液态烃氧化脱硫醇尾气、含硫污水罐排放气、污油罐排放气、粗柴油罐排放气、粗汽油罐排放气、碱渣罐排放气、油品储罐排放气和轻油装车过程排放气等。

4、附图说明

图1为本发明方法的工艺流程示意图；

其中：1、制冷机；2、油/水/气三相分离器；3、气液两相流泵；4、气液分离罐；5、气/气换热器；6、调节阀；7、液/液换热器；8、泵入口端气相管线；9、油气后处理装置。

5、具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明方法的实施方式。

如图1所示，贫吸收剂经制冷机1冷却后进入气液两相流泵3(在气液两相流泵的入口端设置有调节阀6，泵入口端气相管线8位于调节阀6后)，调整调节阀6，使气液两相流泵的入口端真空度为-0.5～0MPa，原料油气经管线8被抽吸进入气液两相流泵3；油气和冷却的贫吸收剂被同时吸入气液两相流泵，在泵体和管道内油气由气相转变为液相，并溶于贫吸收剂中，完成油气回收操作。该过程的液气体积比为20～200L/m³；富吸收剂进入气液分离罐4进行油气分离，分离出低温不凝气的富吸收剂直接作为产品或者经与贫吸收剂换热后作进一步加工，低温不凝气进入气/气换热器5中与原料油气换热后排入油气后处理装置9，经进一步处理后达标排放；经冷却后的原料油气进入油/水/气三相分离器2，未冷凝原料油气与未换热原料油气混合后由管线8进入气液两相流泵3。本发明贫吸收剂冷却方式：当富吸收剂直接作为产品时，全部由制冷机冷却后进入气液两相流泵；当富吸收剂需要进一步加工时，贫吸收剂全部或部分进入液/液换热器7与气液分离罐4出来的富吸收剂进行换热，然后由制冷机冷却至所需温度。

下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术内容和效果。

实施例1

某汽油装车过程排放出的油气浓度750g/Nm³(以非甲烷总烃计)，温度30℃左右。以成品汽油为吸收剂。主要操作条件：气液两相流泵前真空度-0.15MPa，泵后压力0.005MPa(表压)，贫吸收剂冷却温度-30℃，进入泵体的液气体积比50L/Nm³。全部原料油气与自气液分离罐分离出的低温不凝气进行换热，换热后的不凝气进入油气后处理装置进一步处理，换热后的原料油气则进入油/水/气三相分离器，而未冷凝的原料油气进一步用低温贫吸收剂进行吸收回收。富吸收剂直接作为产品。

经本发明处理后，油气回收率87％。

实施例2

某汽油氧化脱硫醇尾气和液态烃氧化脱硫醇尾气，温度30℃左右，非甲烷总烃浓度为500g/Nm³。以粗柴油为吸收剂，主要操作条件：气液两相流泵前真空度-0.15MPa，泵后压力0.008MPa(表压)，低温吸收剂温度-25℃，进入泵体的液气体积比50L/Nm³。气液分离罐中分离出的低温不凝气与全部原料油气换热后进入油气后处理装置进一步进行处理，三相分离器排出的未冷凝的原料油气则用低温贫吸收剂进行吸收回收。富吸收剂在与贫吸收剂换热回收冷量后与油/水/气排出的液相油品一起进精制装置再加工。

经本发明处理后，油气回收率90％。

实施例3

某含硫污水罐排放废气，温度30℃左右，经预处理脱除废气中硫化物后，总油气浓度为400g/Nm³。以低温柴油作吸收剂，冷却温度-25℃。其它操作条件：气液两相流泵前真空度-0.15MPa，泵后压力0.008MPa(表压)，进入泵体的液气体积比60L/Nm³。全部原料油气与自气液分离罐分离出的低温不凝气进行换热，换热后的不凝气进入油气后处理装置进一步处理，换热后的原料油气则进入油/水/气三相分离器，而未冷凝的原料油气进一步用低温贫吸收剂进行吸收回收。富吸收剂在与贫吸收剂换热回收冷量后与油/水/气排出的液相油品一起进精制装置再加工。

经本发明处理后，油气回收率83％。

实施例4

某粗汽油罐排放废气，温度30℃左右，经预处理脱除废气中硫化物后，总油气浓度为500g/Nm³。以低温溶剂油作吸收剂，冷却温度-30℃。其它操作条件：气液两相流泵前真空度-0.15MPa，泵后压力0.010MPa(表压)，进入泵体的液气体积比60L/Nm³。全部原料油气与自气液分离罐分离出的低温不凝气进行换热，换热后的不凝气进入油气后处理装置进一步处理，换热后的原料油气则进入油/水/气三相分离器，未冷凝的原料油气进一步用低温贫吸收剂进行吸收回收。富吸收剂在与贫吸收剂换热回收冷量后与油/水/气排出的液相油品一起进精制装置再加工。

经本发明处理后，油气回收率85％。

Claims

1.一种油气吸收回收方法，贫吸收剂经过冷却后，由气液两相流泵提供动力，抽吸油气，使油气和贫吸收剂同时进入气液两相流泵，油气在泵体和管道中由气相转变为液相，完成油气吸收过程，富吸收剂进入气液分离罐，分离出低温不凝气后，直接作为产品或进行再加工。

2.按照权利要求1所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述气液两相流泵的入口端真空度为-0.5～0MPa，出口端压力为0～0.5MPa。

3.按照权利要求1所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述的吸收剂与原料油气的体积比为20～200L/Nm³。

4.按照权利要求1所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述的贫吸收剂选自柴油、煤油、汽油或溶剂油，吸收剂的制冷温度为0～-80℃。

5.按照权利要求1所述的油气吸收回收方法，其特征在于，至少部分原料油气在进入气液两相流泵前与所述的低温不凝气在气/气换热器中进行换热。

6.按照权利要求5所述的油气吸收回收方法，其特征在于，原料油气与低温不凝气换热后进入三相分离器中析出部分轻油和水，实现油/水/气三相分离，三相分离器排出的油气再用低温贫吸收剂进行吸收回收。

7.按照权利要求5所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述换热后的不凝气排入油气后处理装置进一步处理后排放。

8.按照权利要求7所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述的油气后处理装置选自催化燃烧、热力氧化、蓄热燃烧或吸附装置等。

9.按照权利要求1所述的油气回收方法，其特征在于，至少部分贫吸收剂先与富吸收剂换热，然后进入制冷机制冷，完成贫吸收剂的冷却。

10.按照权利要求1所述的油气回收方法，其特征在于，全部贫吸收剂直接由制冷机冷却降温后进入气液两相流泵。

11.按照权利要求5所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述的气/气换热器选自板式换热器、管壳式换热器或热管换热器。

12.按照权利要求1所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述的气液分离罐为常压操作。

13.按照权利要求1所述的油气吸收回收方法，其特征在于，所述的油气为汽油和液态烃氧化脱硫醇尾气、含硫污水罐排放气、污油罐排放气、粗柴油罐排放气、粗汽油罐排放气、碱渣罐排放气、油品储罐排放气或轻油装车过程排放气。