CN102911704A

CN102911704A - 综合油气回收方法

Info

Publication number: CN102911704A
Application number: CN2011102174076A
Authority: CN
Inventors: 刘忠生; 方向晨; 朴勇; 郭兵兵; 王海波
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: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-02-06
Anticipated expiration: 2031-08-01
Also published as: CN102911704B

Abstract

本发明公开了一种综合油气回收方法，包括油气吸收过程和富吸收剂再生过程，油气吸收过程以商品柴油为吸收剂，进入吸收塔吸收剂的温度为-20～20℃，油气经过液环压缩机压缩至0.2～1MPa，经液环压缩机增压的油气与吸收塔排出的富吸收剂换热降温，回收冷凝为液相的油气，未凝油气进入吸收塔，与吸收剂在吸收塔内逆流接触，吸收了油气的富吸收剂排出吸收塔经换热升温后进行解吸，液环压缩机采用商品柴油为工作液，工作液一次通过，液环压缩机排出的工作液与吸收塔排出的富吸收剂共同进行适宜真空解吸，解吸后进入商品柴油储罐。与现有技术相比，本发明方法具有流程合理、油气回收率效率高、设备投资和操作费用低等优点。

Description

综合油气回收方法

技术领域

本发明提供一种综合油气回收方法，特别是以商品柴油为吸收剂的汽油或轻烃油气回收方法。

背景技术

在原油开采、运输、储存、中转、加工以及原油加工产品（汽油、煤油、柴油等）的生产、储存、运输、中转、销售等过程中，都有大量的油蒸汽（本领域一般称为油气，其中一般还含有空气等组分）逸散到大气中，在一些化工溶剂如苯、甲苯、二甲苯生产车间、涂料等有机溶剂中，也具有性质类似的挥发性很大的轻烃类组分。

这些逸散到空气中的油气一方面浪费了大量能源，造成了巨大经济损失，另一方面也降低了油品的质量。并且，由于油气的爆炸极限为1%~6%（体积），逸散油气设施周围的油气浓度很容易达到爆炸极限，聚集在地面附近的高浓度油气给企业和消费者带来了极大的灾害风险，在接卸区、发油区容易发生爆炸事故。另外，地面附近的油气造成了环境污染，对周围的人体健康造成了危害，人体吸入不同浓度的油气后，会引起呼吸道刺激症状，重患者可出现呼吸困难、寒颤发热、支气管炎、肺炎甚至水肿等。油气还会对神经中枢造成危害，轻度中毒症状有头晕、乏力、恶心、呕吐等轻度麻醉症状和流泪、咳嗽、眼结膜充血等粘膜刺激症状。慢性中毒症状主要表现为神经衰弱综合症、多发性周围神经炎。油气中的不饱和烃、芳香烃更有使人体患上白血病等造血系统破坏的症状。

空气中的油气在较低浓度时，经过紫外线照射就可以和氧发生反应生成臭氧等氧化物，引起光化学烟雾，这些氧化物可进一步促进氮氧化物和硫氧化物的生成从而造成酸雨。

油气回收技术中，常用的技术方案有：吸附法、吸收法、冷凝法，以及上述方法的组合技术。如黄维秋等在《中外能源》2006年第5期“油气回收技术的应用研究”一文所述，一般认为常压常温吸收法回收技术宜作为目前首选方案。也可以是一些工艺的组合，如CN03135766.0公开的油气回收方法中，先采用增压去热法回收掉大量的油气后，再采用压力吸收法、压力吸附法、乳化吸附法进一步回收。吸收法回收油气时，设备规模和操作费用是影响油气回收装置经济性的两个主要因素，最优化的工艺过程和操作条件是提高油气回收装置经济性的重要因素。

对于采用专用吸收剂的油气吸收工艺来说，一般还存在吸收了油气后吸收剂（吸收油气后的吸收剂称富吸收剂）的再生过程；对于采用粗柴油等为吸收剂时，吸收后的柴油可以不进行再生处理，进入下游处理工序进一步处理，如进行加氢处理或进入分馏塔，由于吸收的油气也属于烃类物质，不影响下游处理的正常操作，但一些场合不具有粗柴油来源，如汽油的运输、销售等企业，因此以粗柴油为吸收剂的适用范围具有一定的局限性；对于以商品柴油为吸收剂的吸收工艺来说，由于吸收的油气属于汽油中的低碳烃，富吸收剂挥发性较强，富吸收剂不进行再生处理时会造成柴油的闪点、馏程等指标不合格，但要将进入柴油中的油气完全解吸，则要求再生过程有较高的真空度和较高的进料温度，再生设备投资和操作费用都较高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种油气回收方法，本发明方法具有流程合理、油气回收率效率高、设备投资和操作费用低等优点。

本发明油气回收方法包括油气吸收过程和富吸收剂再生过程，油气吸收过程以商品柴油为吸收剂，进入吸收塔吸收剂的温度为-20～20℃，优选为-10～10℃，油气经过液环压缩机压缩至0.2～1MPa（表压），经液环压缩机增压的油气与吸收塔排出的富吸收剂换热降温，回收冷凝为液相的油气，未凝油气进入吸收塔，与吸收剂在吸收塔内逆流接触，吸收了油气的富吸收剂排出吸收塔经换热升温后进行适宜真空解吸；液环压缩机采用商品柴油为工作液，工作液一次通过（不循环使用），液环压缩机排出的工作液与吸收塔排出的富吸收剂共同进行适宜真空解吸。适宜真空解吸的柴油进入商品柴油储罐。

本发明方法中，适宜真空解吸得到的纯油气进行冷凝回收液相产品，或纯油气采用吸收法回收，未回收的气相循环回吸收塔。适宜真空解吸的解吸率为10%~85%。

本发明方法中，液环压缩机以商品柴油为工作液，商品柴油可以是储罐内正常的商品柴油，也可以是经过冷却的商品柴油，如可以将商品柴油经过制冷机组冷却后，一部分进入液环压缩机作为工作液，另一部分进入吸收塔作为吸收剂。

本发明方法中，吸收塔一般采用填料塔，油气从填料塔下部进入，吸收剂从填料塔上部进入，油气和吸收剂在填料塔内逆流接触完成吸收过程。填料塔内油气的体积空速一般为20~1000h^-1，吸收剂与油气的喷淋比体积一般为0.005~0.5，优选为0.01~0.15。

本发明方法中，从吸收塔排出的富吸收剂进行换热升温，然后与液环压缩机排出的工作液共同在减压条件下进行适宜真空解吸。富吸收剂的换热升温可以先与液环压缩机增压的油气进行换热，将增压后的油气部分冷凝为液相进行回收，未冷凝部分进入吸收塔吸收。富吸收剂经过与油气换热后，进一步与新鲜柴油吸收剂换热，正常操作条件下，可以将柴油吸收剂的温度降低4～10℃。经过换热后的富吸收剂进行适宜真空解吸。真空解吸的绝对压力为5~80KPa，吸收油气后商品柴油的解吸率为10%~85%。解吸后的柴油与商品柴油混合，适宜真空解吸后的柴油与商品柴油按商品柴油/适宜真空解吸后的柴油的体积比为2：1以上的比例混合，一般混合比例为3：1到15：1时不影响商品柴油的指标要求。

本发明油气回收方法中，吸收了油气的商品柴油（来源于液环压缩机排出的工作液和吸收塔排出的富吸收剂）通过简单的换热真空解吸，不需严格的再生操作，经过适宜真空解吸后的柴油与适量的商品柴油混合，混合后的商品柴油各项指标仍符合柴油标准，不影响正常销售。吸收了油气的商品柴油真空解吸过程中，绝对压力优选为10~60KPa，减压再生过程的温度优选为20~50℃，解吸率优选为20%~70%。具体的解吸率可以根据商品柴油储罐内的容量及商品柴油的周转更新速度，以及油气量等因素确定，基本原则是以不影响商品柴油质量为前提。

吸收了油气的商品柴油解吸率按如下公式计算：

解吸率=（解吸油气质量/被吸收油气质量）×100%

其中：解吸油气质量为在再生时从吸收了油气的商品柴油中解吸出的油气的质量，被吸收油气质量为吸收了油气商品柴油中的油气的质量。

本发明方法中，真空解吸的得到的纯油气可以通过吸收法进一步吸收，也可以通过冷凝法回收。采用冷凝法时，在制冷装置上进行冷凝回收液相产品，制冷装置可以是冷却吸收剂的制冷装置，也可以单独设置制冷装置，制冷温度可以为-40～-10℃，优选为-30～-20℃，未凝的油气循环回吸收塔，循环位置可以在液环压缩机之前与油气混合进入液环压缩机。

采用本发明技术方案，具有如下技术效果：

1、通过液环压缩机将油气压缩至一定压力并进一步降温冷凝，可以回收大部分油气，未冷凝的油气进入吸收塔后，可以大大降低吸收塔的操作负荷，减小装置规模并降低操作费用。冷凝回收的油气为油气中的较重组分，液环压缩机出口油气冷凝步骤一般可以回收油气的20%～30%（体积），柴油吸收回收的油气主要为油气中的较轻组分，富吸收剂的解吸再生非常容易，操作费用低。富吸收剂适宜真空解吸的纯油气通过冷凝得到液相产品，未凝气循环，可以实现油气的高效回收。

2、液环压缩机采用商品柴油为工作液，工作液一次通过（不循环操作），这样可以在油气压缩过程的同时，将部分油气吸收在工作液中，液环压缩机排出的工作液与吸收塔排出的富吸收剂共同进行适宜真空解吸，再生后与商品柴油混合，不影响商品柴油的性质，不影响正常销售。

3、经过研究表明，吸收了油气的柴油对指标的影响主要在于闪点和馏程（特别是初馏点），该两项指标相互关联，产品质量标准一般只规定闪点高于某一数值，如国标规定0号柴油的闪点不低于55℃（GB252-2000）。目前来说，汽油和煤油产品的价值明显高于柴油产品，生产企业在生产汽油、煤油和柴油产品时，尽可能多生产汽油和煤油产品，因此柴油产品的闪点和初馏点均明显高于国家标准值，如某市售0号柴油的闪点实测值为74℃，一些柴油产品的闪点实测值可以达到80℃以上。另一方面，在闪点较高的柴油中混合少量轻组分，如油气，在含量较低时对闪点和初馏点影响很小，实验表明，油气占柴油产品体积的0.1%以下时，实测柴油产品的闪点和初馏点变化小于3℃。并且，柴油储罐中的商品柴油具有一定的更新周期，因此，富吸收油经过适当再生后与商品柴油混合，不会造成油气在商品柴油中累积升高带来柴油产品不合格的问题。在此基础上，本发明油气回收方法中，以商品柴油为液环压缩机的工作液和油气吸收剂，液环压缩机排出的工作液与富吸收剂进行适宜真空解吸再生后，与商品柴油混合，对商品柴油的质量不产生明显影响，商品柴油的质量符合国家标准指标。本发明油气回收方法中，采用缓和条件的再生解吸条件，设备投资和操作费用均明显降低。实验表明，解吸率从90%提高到99%时，由于解吸真空度、进料温度都要提高，再生解吸的投资（真空泵、加热器）和操作费用将增加1倍以上。本发明方法的综合经济效益明显提高。

4、以冷却柴油为吸收剂，具有吸收效率高的优点，加上控制适宜的压力，油气回收率可以达到95%以上，吸收净化后的尾气浓度可以低于15g/m³，附合国家现行《储油库大气污染物排放标准》（GB20950-2007）标准。

附图说明

图1是本发明油气回收工艺一种具体过程流程示意图；

其中：1-油气来源，2-油气吸收填料塔，3-油气吸收净化后排放尾气，4-冷却后的柴油吸收剂，5-富吸收剂，6-制冷机组，7-解吸再生气冷凝后的不凝气，8-真空再生装置，9-再生真空泵，10-适宜解吸再生后柴油，11-商品柴油储罐，12-解吸再生气冷凝后气液分离罐，13-液环压缩机出口换热器，14-分离器，15-冷凝油相，16-液环压缩机，17-新鲜柴油换热器，18-解吸再生气冷凝后的液相产品。

图2为液环压缩机工作原理图；

其中：21-工作液进口，22-废气进口，23-气液混合物出口，24-液环压缩机壳体，25-液环压缩机液环，26-液环压缩机叶轮，27-液环压缩机的气液分离罐，28-液环压缩机排出气体，29-排出的工作液。

具体实施方式

下面结合附图进一步具体说明本发明油气回收方法的流程和效果。

如图1所示，本发明方法主要流程为，首先油气1进入液环压缩机16增压，经液环压缩机增加的气相在液环压缩机出口换热器13中与油气吸收填料塔2排出的富吸收剂5进行降温换热，然后进入分离器14，分离出的气相为未凝油气进入油气吸收填料塔2进行吸收，分离出的液相为冷凝油气15进行回收。液环压缩机工作液采用经过制冷系统的商品柴油4（一部分进液环压缩机，一部分进吸收塔），工作液一次通过操作，液环压缩机排出的工作液29进入真空再生装置。油气吸收填料塔2的吸收剂可以来源于商品柴油储罐11，吸收剂经过吸收剂换热器17与液环压缩机出口换热器13排出的富吸收剂换热后，进入制冷机组6冷却进入油气吸收填料塔2与油气逆流接触吸收，油气吸收填料塔2排出的富吸收剂经过两次换热升温后与液环压缩机排出的工作液共同在真空再生装置8中通过再生真空泵9进行适宜真空解吸，适宜解吸再生后柴油10返回商品柴油储罐11，不影响商品柴油的质量指标。再生真空泵9排出的纯油气进一步通过制冷机组6（也可以单独设置制冷机组）进一步冷凝，冷凝后物料进入解吸再生气冷凝后气液分离罐12储存或分离，未凝油气7循环回液环压缩机16的入口，得到的液相产品18回收使用。再生真空泵9排出的纯油气也可以采用吸收的方式回收。

如图2所示，液环压缩机工作原理如下：工作液通过工作液进口21进入液环压缩机壳体24内，当液环压缩机叶轮26顺时针旋转时，由于离心力的作用，工作液在液环压缩机壳体24内形成一个封闭液环25，通过液环压缩机叶轮26的叶片将废气进口22的废气增压输送至气液混合物出口23，将废气和部分工作液输送至液环压缩机的气液分离罐27进行气液分离，分离的气相为液环压缩机排出气体28，分离的液相为液环压缩机工作液，工作液一次通过操作，排出的工作液29进入真空再生装置。

下面通过实施例进一步说明本发明方法的实施过程及应用效果。

实施例1

本实施例中，油气来源为汽油装车过程产生的油气，油气的轻烃体积含量为30％，采用商品柴油-10号柴油为吸收剂进行吸收处理，实测闪点为69℃。采用如图1所述的流程。液环压缩机工作液为经过制冷机组制冷的5℃商品柴油，液环压缩机工作液一次通过操作。液环压缩机及出口油气冷凝步骤可回收油气的40%～60%（体积）。进入吸收填料塔的商品柴油吸收剂经制冷机组冷却至5℃，吸收填料塔的操作条件为新鲜吸收剂柴油与油气体积比为0.2，填料塔入口油气对填料的体积流量空速设计值为400h^-1。吸收填料塔的操作压力为0.4MPa（表压）。经过吸收后排放尾气油气含量低于15g/m³。

富吸收剂经过换热升温后和液环压缩机排出的工作液进入减压闪蒸再生装置，在绝对压力40KPa条件下进行解吸再生，富吸收剂的解吸率为30%左右，进入商品柴油储罐与5倍体积以上的商品柴油混合后销售。解吸的纯油气经冷却至-15℃得到液相产品，不凝气与油气混合。

经过长周期操作运转，在正常操作条件下，商品储罐内柴油的闪点实测值均高于66℃，混合后罐内柴油的初馏点由170℃降低到169～170℃，符合商品柴油的质量要求和控制指标。

实施例2

本实施例中，油气来源为汽油储罐挥发产生的油气，油气中烃的体积含量为25％，采用商品柴油-20号柴油为吸收剂进行吸收处理，实测闪点为63℃。进入吸收填料塔的商品柴油吸收剂经制冷机组冷却至-10℃（液环压缩机工作液也为该-10℃商品柴油），吸收填料塔的操作条件为新鲜吸收剂柴油与油气体积比为0.04，填料塔入口油气对填料的体积流量空速设计值为500h^-1，吸收填料塔操作压力为0.2MPa（表压）。经过吸收后排放尾气油气含量低于12g/m³。

富吸收剂经过换热升温后和液环压缩机排出的工作液进入减压闪蒸再生装置，在绝对压力5KPa条件下进行解吸，富吸收剂的解吸率为70%左右，进入商品柴油储罐与2倍体积以上的商品柴油混合后作为成品油外运。解吸后的纯油气经冷却至-30℃回收液相产品，不凝气循环与油气混合。

经过长周期操作运转，在正常操作条件下，商品储罐内柴油的闪点实测值均高于60℃，混合柴油的初馏点比原来的商品柴油低约1℃左右，不影响商品柴油的产品质量。

实施例3

本实施例中，油气来源为汽油储罐挥发产生的油气，油气中烃的体积含量为25％，采用商品柴油0号柴油为吸收剂进行吸收处理，实测闪点为60℃，50%馏出温度270℃。进入吸收填料塔的商品柴油吸收剂经制冷机组冷却至10℃（液环压缩机工作液也为该10℃商品柴油），吸收填料塔的操作条件为新鲜吸收剂柴油与油气体积比为0.1，填料塔入口油气对填料的体积流量空速设计值为600h^-1，吸收填料塔操作压力为0.6MPa（表压）。经过吸收后排放尾气油气含量低于10g/m³。

富吸收剂经过换热升温后和液环压缩机排出的工作液进入减压闪蒸再生装置，在绝对压力20KPa条件下进行解吸，富吸收剂的解吸率为50%左右，解吸柴油进入商品柴油储罐与10倍体积以上的商品柴油混合后作为成品油外运。解吸后的纯油气经冷却至-30℃回收液相产品，不凝气循环与油气混合。

经过长周期操作运转，在正常操作条件下，商品储罐内柴油的闪点实测值均高于58℃，混合柴油的初馏点比原来的商品柴油低约1～3℃，不影响商品柴油的产品质量。

实施例4

本实施例中，油气来源为汽油储罐挥发产生的油气，油气中烃的体积含量为25％，采用商品柴油0号柴油为吸收剂进行吸收处理，实测闪点为60℃，50%馏出温度270℃。进入吸收填料塔的商品柴油吸收剂经制冷机组冷却至5℃（液环压缩机工作液也为该5℃商品柴油），吸收填料塔的操作条件为新鲜吸收剂柴油与油气体积比为0.05，填料塔入口油气对填料的体积流量空速设计值为400h^-1，吸收填料塔操作压力为0.4MPa（表压）。经过吸收后排放尾气油气含量低于10g/m³。

富吸收剂经换热升温后和液环压缩机排出的工作液进入减压闪蒸解吸装置，在绝对压力40KPa条件下进行解吸，富吸收剂的解吸率为25%左右，进入商品柴油储罐与6倍体积以上的商品柴油混合后销售。解吸后的纯油气经冷却至-30℃回收液相产品，不凝气循环与油气混合。

经过长周期操作运转，在正常操作条件下，商品储罐内柴油的闪点实测值均高于58℃，混合柴油的初馏点比原来的商品柴油低约1～2℃，不影响商品柴油的产品质量。

比较例

参照实施例1所述的方法和过程，吸收前不采用冷凝回收步骤，液环压缩机工作液为循环水，控制富吸收剂的解吸率98%左右，在真空再生温度为80℃条件下，需要在绝对压力1KPa条件下进行解吸再生，其真空度和进料温度要求较高，需要的设备投资和操作费用均明显上升。

Claims

1.一种综合油气回收方法，包括油气吸收过程和富吸收剂再生过程，其特征在于：油气吸收过程以商品柴油为吸收剂，进入吸收塔吸收剂的温度为-20～20℃，优选为-10～10℃，油气经过液环压缩机压缩至0.2～1MPa，经液环压缩机增压的油气与吸收塔排出的富吸收剂换热降温，回收冷凝为液相的油气，未凝油气进入吸收塔，与吸收剂在吸收塔内逆流接触，吸收了油气的富吸收剂排出吸收塔经换热升温后进行适宜真空解吸，液环压缩机采用商品柴油为工作液，工作液一次通过，液环压缩机排出的工作液与吸收塔排出的富吸收剂共同进行适宜真空解吸。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：通过液环压缩机的工作液与吸收塔排出的富吸收剂共同进行适宜真空解吸的解吸率为10%~85%，适宜真空解吸后的柴油进入商品柴油储罐。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：吸收塔采用填料塔，油气从填料塔下部进入，吸收剂从填料塔上部进入，油气和吸收剂在填料塔内逆流接触完成吸收过程。

4.按照权利要求1或4所述的方法，其特征在于：吸收塔内油气的体积空速为20~1000h^-1，吸收剂与油气的喷淋比体积为0.005~0.5，优选为0.01~0.15。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：从吸收塔排出的富吸收剂进行换热升温，然后与液环压缩机的工作液共同在减压条件下进行适宜真空解吸，富吸收剂的换热升温过程为先与液环压缩机增压的油气换热，然后与新鲜柴油吸收剂换热，经过换热后的富吸收剂与液环压缩机的工作液共同进行适宜真空解吸。

6.按照权利要求1或5所述的方法，其特征在于：适宜真空解吸的绝对压力为5~80KPa。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：适宜真空解吸后的柴油与商品柴油混合，适宜真空解吸后柴油与商品柴油按商品柴油/适宜真空解吸后柴油体积比为2：1以上的比例混合，不影响商品柴油的指标要求。

8.按照权利要求1或5所述的方法，其特征在于：适宜真空解吸的绝对压力为10~60KPa，温度为20~50℃，解吸率为20%~70%。

9.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：适宜真空解吸得到的纯油气在制冷装置上进行冷凝回收液相产品，或采用吸收法回收纯油气。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：液环压缩机工作液的商品柴油是经过冷却的商品柴油，将商品柴油经过制冷机组冷却后，一部分进入液环压缩机作为工作液，另一部分进入吸收塔作为吸收剂。