CN1806894A - 油气吸收回收的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及环境保护及节能技术领域,特指油气吸收回收的方法及装置。整个油气回收过程可分为三部分:吸收塔吸收分离→解吸罐解吸浓缩→回收塔吸收回收,密闭装车鹤管、油品储运设备、吸收塔、溶剂泵、解吸卧罐、真空泵、回收塔、富汽油泵、贫汽油泵,其特征在于设有解吸卧罐,其内部设有为2~4层隔板,该隔板均有一定斜度,且方向不同,坡度为0.01~0.02。该隔板上可以焊有若干道低堰板,在隔板的高端设有挡板,中间可选择设置透气管。在解吸卧罐出口填有除雾填料,底部设有贫吸收剂出口。油气在常温常压下吸收回收并为间歇式操作,可节省设备投资和运行费用。本发明回收率高,操作弹性大,处理介质为常规的油品储运过程排放油气。

Description

油气吸收回收的方法及装置
技术领域
本发明涉及环境保护及节能技术领域,特指油气吸收回收的方法及装置。
背景技术
目前,油气与空气的分离回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等,有些还含有压缩过程或几种方法的综合利用。各种油气回收的原理各不相同,技术经济性能也相差较大。
吸附法油气回收方法是利用油气——空气混合气中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差别,使难吸附的空气组分与易吸附的油气组分分离。目前常用活性炭及其改性物(如活性炭纤维)来吸附油气。活性炭吸附过程可视为绝热吸附。在油品储运过程中,蒸发排放出来的油气流量大、浓度高,国内油气中还高含烯烃等不饱和烃。吸附法回收方法用来处理这种油气,吸附热非常明显。吸附热效应将带来一系列后果,如:(1)油气中不饱和烃及硫等杂质易发生氧化(自催化)、炭化、焦化、聚合,填住活性炭有效微孔,降低活性炭活性吸附表面积,从而降低其有效吸附容量并影响使用寿命;(2)危及吸附操作安全。另外,其工业化设备也存在不少问题,如易损部件多,因为吸附塔要进行频繁的吸附——解吸自动循环切换,相应的阀门要能够自动实现这种操作,程控阀的使用寿命较短。吸附分离的一个优点是可以使尾气排放浓度控制在较低的指标内。因此,从油气分离回收技术的发展方向及尾气排放指标日趋严格等方面来看,对于大处理量、高浓度的进料气,油气吸附分离回收方法今后将主要用作其它分离方法(如吸收法、膜分离法、冷凝法)的最后把关(辅助)服务。
冷凝法油气回收方法,即利用制冷剂或冷凝剂通过热交换器进行间接传热冷凝,从而直接回收到油品。本方法原理简单,但由于为间接传热,装置操作温度及制冷温度低(如到-80℃),才可保证回收率达到90%左右,相应地制冷系统较复杂。同时,还要用耐低温材料及增加保温、除霜等环节,而且不回收油气时装置也在连续运行(维持运行),投资成本和运行费用都高。此类装置,有时还可能辅以压缩过程,安全性较差,制造较难。
膜分离法油气回收技术作为一门新技术,下处于研究开发中,尤其对高性能的膜材料开发研制。目前,国内外有用有机膜来分离回收VOC,但膜使用寿命短,投资及运行费用较大。
吸收法油气回收方法即通过油气——空气混合气与吸收剂接触,根据不同组分在吸收剂中的溶解度不同,即油气组分溶解于该吸收剂形成溶液(富吸收剂),不能溶解的空气组分则保留在气相中,于是原混合气体的组分得以分离。以前国内外用煤油、轻柴油作为吸收剂,吸收回收率低(约为90%),且在常温常压下难以解吸再生,故无法视为独立成套的回收技术。
国内典型的实例有利用轻柴油作吸收剂的汽油装车油气回收装置。该装置操作简单,但装置存在一些问题:①只能适宜在有催化裂化装置的炼油厂内部使用,难以作为成套独立的设备来看待,应用范围受到限制;②吸收剂(轻柴油)本身为轻质油品,回收率偏低(90%左右),且自身挥发损耗量大,尤其在夏天使用;③轻柴油无法再生,仅作为一次性使用,用量大。
国内还有利用低温煤油作吸收剂的油气回收装置的实例。该工艺与本技术不相同,回收率约为90%,回收效果比本技术差。该装置在综合利用能源方面作了较好的考虑,但尚存在一些问题,如在50℃左右的温度下解吸煤油,煤油本身也将有部分蒸发损耗,且解吸效果不太好,因此煤油多次循环使用后,吸收效果会大大降低且要经常添加煤油。另外,作为第一级吸收剂的汽油没有解吸,也没有更新,运行一段时间后会失效。这种装置也应注意预冷脱水及保温处理,投资成本及运行费用都较高。这种装置还不适用于大处理量油气回收的场合。
根据本发明技术特点检索了国内外数据库。发现在国内外采用活性炭吸附法回收油气的专利和报道较多,而吸收法油气回收技术的报道较少。吸附法回收油气的专利和报道与本发明的技术路线及机理都不相同。
发明内容
本发明目的是提供一种常温常压条件下油气吸收回收的方法及装置。即在常温常压条件下,利用特有的吸收剂,在吸收塔内,进行油气与空气的分离回收。
实现本发明目的的技术方案为:
整个油气回收过程可分为三部分:吸收塔吸收分离→解吸罐解吸浓缩→回收塔吸收回收,具体为:
(1)利用密闭装车鹤管及油气集气系统,将铁路油罐车等油品储运设备收发油过程产生的油气和空气混合气引到油气回收系统;
(2)利用高效吸收剂(贫吸收剂)在吸收塔中吸收回收汽油等轻质油品蒸发排放出来的油气,吸收剂通过溶剂泵打到吸收塔顶部,未被吸收的空气从排放口排入大气;
(3)吸收油气后的富吸收剂在解吸卧罐中进行真空解吸再生,从而可使吸收剂循环使用;
(4)富吸收剂解吸出来的高浓度油气进入回收塔而被贫汽油泵送来的液态贫汽油本体所吸收,吸收后的富汽油通过富汽油泵打回原来油罐或可直接使用;
(5)回收塔中的尾气重新进入吸收塔而被循环吸收。
其中,本发明中进吸收塔的油气和空气混合气体积流量Q1、进吸收塔的吸收剂体积流量Q2、进回收塔的汽油体积流量Q3之比为:Q1∶Q2∶Q3=1∶(0.1~0.2)∶(0.03~0.08)。本发明所用的吸收剂为有机溶剂或成品油,或两者混合物。该吸收剂可添加少量导静电剂、除泡剂。该吸收剂不与油气发生化学作用。
本发明所述装置包括:密闭装车鹤管、油品储运设备(如铁路油罐车、汽车油罐车)、吸收塔、溶剂泵、解吸卧罐、真空泵、回收塔、富汽油泵、贫汽油泵,其特征在于设有解吸卧罐,其内部设有为2~4层隔板,该隔板均有一定斜度,且方向不同,坡度为0.01~0.02。该隔板上可以焊有若干道低堰板,在隔板的高端设有挡板,中间可选择设置透气管。在解吸卧罐出口填有除雾填料,底部设有贫吸收剂出口。
各装置连接关系为:(1)铁路油罐车通过与密闭装车鹤管来收发油,铁路油罐车排放气通过集气管与吸收塔下部相连接;(2)吸收塔上部与溶剂泵出口端相连接,底部与解吸卧罐顶部相连接,上部与排放口相连接;(3)解吸卧罐底部与溶剂泵进口端相连接,另一顶部(出气端)与真空泵进口端相连接;(4)回收塔下部与真空泵出口端相连接,底部与富汽油泵进口端相连接,上部与贫汽油泵出口端相连接,顶部排放出的尾气返回到吸收塔下部而被循环吸收。
上述解吸卧罐中的低堰板可如齿状挡板等形式,其上边缘加工成锯齿状,下边焊在隔板上,高5~8mm。
所述真空泵为液环式真空泵,其解吸真空度:≥0.097MPa。为达到该真空度,液环真空泵密封液为乙二醇或乙二醇与水的混合液(其中水质量含量不高于10%)。
为了防止系统停机或事故停机时真空泵中密封液回吸到解吸卧罐中去,可在真空泵与解吸卧罐之间增设缓冲罐用来临时充装密封液。
在回收塔与真空泵出口端之间,设置气液分离罐用来分离真空泵密封液与油气,在气液分离罐上部设置除雾填料进一步分离油气。
为了方便提供贫汽油及储存富汽油,可设置油罐。
本发明优点在于:
(1)油气在常温常压下吸收回收并为间歇式操作,可节省设备投资和运行费用。
(2)本发明回收率高,操作弹性大,处理介质为常规的油品储运过程排放油气,即对油气无特殊要求。
(3)本发明不会伴生三废产品。本发明可防止油气带来的环境污染及火灾爆炸隐患,还可节约能源。
附图说明
图1为油气吸收回收实施例示意图。
图2为解吸卧罐结构实施例图。
1-1密闭装车鹤管,1-2铁路油罐车,1-3吸收塔,1-4溶剂泵1-5解吸卧罐,1-6缓冲罐,1-7真空泵,1-8气液分离罐,1-9回收塔1-10富汽油泵,1-11贫汽油泵,1-12油罐,1-13吸收塔排放管2-1贫吸收剂出口,2-2解吸卧罐,2-3挡板,2-4富吸收剂进口2-5隔板,2-6齿状挡板,2-7透气管,2-8除雾填料,2-9油气出口
具体实施方式
如图1所示,本发明实施例包括:密闭装车鹤管1-1、油品储运设备(如铁路油罐车、汽车油罐车)1-2、吸收塔1-3、溶剂泵1-4、解吸卧罐1-5、缓冲罐1-6、真空泵1-7、气液分离罐1-8、回收塔1-9、富汽油泵1-10、贫汽油泵1-11、油罐1-12。本发明中解吸卧罐1-5为关键设备,其实施例结构如图2所示。其内部设有为2~4层隔板,如隔板2-5。该隔板均有一定斜度,且方向不同,坡度为0.01~0.02。该隔板上焊有若干道齿状挡板2-6。齿状挡板2-6上边缘加工成锯齿状,下边牢固地焊在隔板上,并能允许有少量渗漏。在隔板的高端设有挡板2-3,中间可选择设置透气管2-7。在解吸卧罐出口2-9填有除雾填料2-8,底部设有贫吸收剂出口2-1。
如图1,各装置连接描述如下:(1)铁路油罐车1-2通过与密闭装车鹤管1-1来收发油,铁路油罐车1-2排放气通过集气管与吸收塔1-3下部相连接;(2)吸收塔1-3上部与溶剂泵1-4出口端相连接,底部与解吸卧罐1-5顶部相连接,上部与排放口1-13相连接;(3)解吸卧罐1-5底部与溶剂泵1-4进口端相连接,另一顶部(出气端)与缓冲罐1-6进口相连接;(4)真空泵1-7进口端与缓冲罐1-6出口相连接,出口端与气液分离罐1-8顶部进口端相连接;(5)回收塔1-9下部与气液分离罐1-8顶部出口端相连接,底部与富汽油泵1-10进口端相连接,上部与贫汽油泵1-11出口端相连接,顶部排放出的尾气返回到吸收塔1-3下部而被循环吸收;(6)油罐1-12与富汽油泵1-10出口端及贫汽油泵1-11进口端相连接。
油气回收步骤为:
(1)利用密闭装车鹤管1-1及油气集气系统,将铁路油罐车1-2等油品储运设备装油过程产生的油气和空气混合气引到油气回收系统的吸收塔1-3的下部。
(2)利用高效吸收剂(贫吸收剂)在吸收塔1-3中吸收回收汽油等轻质油品蒸发排放出来的油气。吸收剂通过溶剂泵1-4打到吸收塔顶部。未被吸收的空气从排放口1-13排入大气。吸收塔1-3中的液位通过调节阀来控制,从而使其液位保持在稳定的水平。
(3)吸收油气后的富吸收剂利用真空解吸的方法在解吸卧罐1-5中进行解吸再生,从而可使吸收剂循环使用。
(4)被真空泵1-7真空解吸出来的高浓度油气经缓冲罐1-6、进入气液分离罐1-8及回收塔1-9。利用气液分离罐1-8用来分离真空泵密封液与油气,在气液分离罐1-8上部设置除雾填料进一步分离油气。
(5)来自气液分离罐1-8的油气进入回收塔1-9而被液态贫汽油本体所吸收,吸收后的富汽油打回原来油罐1-12或直接外送使用,从而实现油气的回收。贫汽油、富汽油通过泵1-11、1-10来实现输送。回收塔1-9中的液位通过调节阀来控制,从而使其液位保持在稳定的水平。
(6)回收塔1-9中有部分未被吸收的油气和空气混合气(尾气)重新进入吸收塔1-2而被循环吸收。
本发明中进吸收塔的油气和空气混合气体积流量Q1、进吸收塔的吸收剂体积流量Q2、进回收塔的汽油体积流量Q3之比为:Q1∶Q2∶Q3=1∶(0.1~0.2)∶(0.03~0.08)。本发明所用的吸收剂为有机溶剂或成品油,或两者混合物。该吸收剂可添加少量导静电剂、除泡剂。该吸收剂不与油气发生化学作用。该装置吸收回收率η技术特征示例于表1。
                             表1  吸收回收率η技术特征示例
  Q1∶Q2∶Q3   η/%   Q1∶Q2∶Q3   η/%   Q1∶Q2∶Q3   η/%
  1∶0.1∶0.031∶0.1∶0.051∶0.1∶0.08   ≥92.2≥92.8≥90   1∶0.15∶0.031∶0.15∶0.051∶0.15∶0.08   ≥93≥94.7≥92.3   1∶0.2∶0.031∶0.2∶0.051∶0.2∶0.08   ≥94.4≥95≥94

Claims (7)

1.油气吸收回收的方法,其特征在于整个油气回收过程可分为三部分:吸收塔吸收分离→解吸罐解吸浓缩→回收塔吸收回收,具体为:
(1)利用密闭装车鹤管及油气集气系统,将铁路油罐车等油品储运设备收发油过程产生的油气和空气混合气引到油气回收系统;
(2)利用吸收剂在吸收塔中吸收回收汽油等轻质油品蒸发排放出来的油气,吸收剂通过溶剂泵打到吸收塔顶部,未被吸收的空气从排放口排入大气;
(3)吸收油气后的富吸收剂在解吸卧罐中进行真空解吸再生,从而可使吸收剂循环使用;
(4)富吸收剂解吸出来的高浓度油气进入回收塔而被贫汽油泵送来的液态贫汽油本体所吸收,吸收后的富汽油通过富汽油泵打回原来油罐或可直接使用;
(5)回收塔中的尾气重新进入吸收塔而被循环吸收;
其中,进吸收塔的油气和空气混合气体积流量Q1、进吸收塔的吸收剂体积流量Q2、进回收塔的汽油体积流量Q3之比为:Q1∶Q2∶Q3=1∶(0.1~0.2)∶(0.03~0.08)。
2.根据权利要求1所述的油气吸收回收的方法,其特征在于所述的吸收剂为有机溶剂或成品油或两者混合物。
3.实现权利要求1所述的油气吸收回收的方法的装置,包括:密闭装车鹤管、油品储运设备、吸收塔、溶剂泵、解吸卧罐、真空泵、回收塔、富汽油泵、贫汽油泵,其特征在于设有解吸卧罐,其内部设有为2~4层隔板,该隔板均有一定斜度,且方向不同,坡度为0.01~0.02,该隔板上焊有若干道低堰板,在隔板的高端设有挡板,中间可选择设置透气管,在解吸卧罐出口填有除雾填料,底部设有贫吸收剂出口;其中各装置连接关系为:(1)铁路油罐车通过与密闭装车鹤管来收发油,铁路油罐车排放气通过集气管与吸收塔下部相连接;(2)吸收塔上部与溶剂泵出口端相连接,底部与解吸卧罐顶部相连接,上部与排放口相连接;(3)解吸卧罐底部与溶剂泵进口端相连接,另一顶部出气端与真空泵进口端相连接;(4)回收塔下部与真空泵出口端相连接,底部与富汽油泵进口端相连接,上部与贫汽油泵出口端相连接,顶部排放出的尾气返回到吸收塔下部而被循环吸收。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于解吸卧罐中的低堰板为齿状挡板,其上边缘加工成锯齿状,下边焊在隔板上,高5~8mm。
5.根据权利要求3所述的装置,其特征在于所述真空泵为液环式真空泵,其解吸真空度:≥0.097MPa。
6.根据权利要求3所述的装置,其特征在于在真空泵与解吸卧罐之间增设缓冲罐。
7.根据权利要求3所述的装置,其特征在于在回收塔与真空泵出口端之间设置气液分离罐。
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