CN201940150U

CN201940150U - 一种提高回收率的油气吸收系统

Info

Publication number: CN201940150U
Application number: CN 201020569493
Authority: CN
Inventors: 杨秀娜; 齐慧敏; 王海波; 刘忠生; 彭德强; 朴勇; 任龙
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: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2020-10-14

Abstract

本实用新型公开了一种提高回收率的油气吸收系统，包括吸收塔、制冷设备、液-液换热器、气-气换热器；液-液换热器与贫吸收油管路和吸收塔排出的富吸收油管路相通；液-液换热器的贫吸收油出口管路与制冷设备入口相通，制冷设备贫吸收油出口管路与吸收塔上部联通；气-气换热器与油气管路和吸收塔顶部尾气排放管路相通，气-气换热器的油气出口管路与吸收塔下部油气入口相通。本实用新型不但提高了油气回收率，而且通过合理换热充分利用了系统内部的热量，节省了制冷剂用量。经过该方法处理后的油气回收率达99％左右，尾气达标排放。

Description

一种提高回收率的油气吸收系统

技术领域

本实用新型涉及一种提高回收率的油气吸收系统，特别是提高低温吸收法油气回收率的吸收系统。

背景技术

汽油等轻质油品在收发过程中存在着大量的蒸发损耗，一方面造成能源浪费，另一方面对环境造成污染，因此对挥发出来的油气进行回收处理已经非常必要。但我国长期以来，油品的蒸发损耗被看作是自然损耗，没有得到足够的重视。随着环境保护法规的日益严格，利用油气回收方法来控制含烃混合气的排放浓度得到了国内外的普遍重视。

目前油气回收常见的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离法，有些还含有几种方法的组合利用。吸附法是将油气先通过活性碳吸附装置将轻烃吸附，被吸附的轻烃再真空解吸后送至吸收塔用汽油回收轻烃，该法流程简单，有利于控制回收系统尾气中油气浓度在很低的水平，但其存在吸附热明显、解吸较难、吸附剂寿命短、吸附剂形成二次污染等问题，故特别适合于作为其它油气回收工艺的补充处理。冷凝法是将油气先经过预冷脱水后，在-70℃左右将轻烃直接冷凝下来送入汽油储罐，该法工艺原理简单、可直观地看到液态的回收油品、安全性高、自动化水平高，但若要使尾气达标排放或达到较高的回收率，需要降到很低的温度，此时系统能耗大、投资成本和运行费用都很高、设备故障率高。膜分离法是一种新的油气回收技术，是利用不同物质的膜渗透压力的不同将轻烃从油气中分离出来，然后用汽油吸收回收轻烃，该法需要采用压缩机给油气增压，使安全性较差，同时分离膜目前未能国产化，设备成本较高。吸收法是一种简单而重要的油气回收方法，是将油气与适当的吸收剂接触，气体中的轻烃组分溶解在吸收剂中，使气体达标排放。目前有两种典型的吸收方法-常压常温吸收和常压低温吸收，常压常温吸收法是使吸收在常温常压条件下进行的，该装置投资省，操作简单，但油气回收率低；常压低温吸收法是使用致冷系统将吸收剂冷却至低温送至吸收塔吸收油气中的轻烃，回收率较高，能达到95％以上，但由于吸收温度较低，使油气中的水蒸汽在吸收过程中会结冰而影响装置的正常运行，因此向吸收剂中加入防冻剂，但会存在防冻剂与吸收剂的分离问题。因此从上述分析可以看出单一的油气回收方法都难以达到要求的回收率或使尾气达标排放，因此很多专利或文献提出了两种或多种油气回收的组合方法。

CN101185825提出一种将吸收法与膜分离法的集成工艺，该方法将整个油气回收过程分为吸收、解吸、膜分离和回收四部分，该方法虽然能使尾气中的烃浓度达标排放，但是工艺流程过于复杂，设备投资及运转费用也随之较大，不适合在节能减排的形势下应用。CN200943812提出一种加压、冷凝、喷淋相结合的油气回收装置，该装置设置三个吸收塔进行三级吸收，一台油气压缩机给装置外来油气加压冷凝，因此该装置设备投资高、能耗高、安全性也较差。

发明内容

针对常规方法和设备油气回收率较低、成本高等不足，本实用新型的目的是提供一种提高回收率的油气吸收系统，可以有效提高油气回收率、减少环境污染，同时装置安全可靠，也充分合理利用了油气回收系统的内部能量。

本实用新型提高回收率的油气吸收系统，包括吸收塔、制冷设备、液-液换热器、气-气换热器，液-液换热器与贫吸收油管路和吸收塔排出的富吸收油管路相通，贫吸收油与富吸收油在液-液换热器中换热，液-液换热器的贫吸收油出口管路与制冷设备入口相通，贫吸收油进一步降温，制冷设备贫吸收油出口管路与吸收塔上部联通，贫吸收油进入吸收塔；气-气换热器与油气管路和吸收塔顶部尾气排放管路相通，油气与吸收塔顶排放尾气换热，气-气换热器的油气出口管路与吸收塔下部油气入口相通。

本实用新型中，吸收塔可以是常规的结构，如填料塔、鼓泡塔等。贫吸油为未吸收油气的新鲜吸收油，一般为柴油、煤油等馏分油，也可以是专用吸收油。富吸收油为吸收了油气后的吸收油，经过再生可以循环使用，如果不影响使用也可以不再生直接使用。

本实用新型中，液-液换热器以及气-气换热器可以是本领域常规结构，如管-壳换热器、螺旋板换热器等。

本实用新型中，制冷设备可以是常规的制冷设备，如机械制冷设备等。

本实用新型中，在吸收塔顶排放尾气管路上设置引风机。

本实用新型提高油气回收率的系统中，对常规的低温吸收法油气回收方法的改进，是考虑到对贫吸收油而言，炼厂中受到冷却水温40℃的限制，使贫吸收油进塔温度不可能很低，这就大大影响吸收效果，若想通过给贫吸收油直接制冷的方法提高油气回收率则能耗较高，且由于进入塔内的贫吸收油温度较低，那么出塔的富吸收油温度也只升高了几度，这时的富吸收油温度与贫吸收油相比要低很多，此时若二者进行一级换热，不但合理利用了系统内部能量，而且节省了二级换热中制冷剂的用量；对于油气来讲，由于在吸收过程中，气体是在和吸收油进行热交换后温度才升高，与富吸收油相比，气体的出塔温度比较低，若将这部分低温气体直接排放造成能源的浪费，因此本实用新型将排放气与油气进行气-气换热回收能量后排放，排放尾气采用引风机，一方面可以使气路畅通，顺利排放，另一方面可以通过控制引风机的抽气速率来控制油气在塔内的停留时间，从而使尾气达标排放。因此本实用新型分别对吸收油和油气进行换热冷却达到经济合理的吸收温度来提高油气回收率的，不需要与其它油气回收方法的组合，因此工艺流程简单、实用性强，经过本方法处理后的油气回收率能达到99％左右，尾气达标排放。

具体地说，本实用新型具有如下优点：

1、将吸收油和油气分别进行换热冷却后，提高了吸收法油气回收的回收率。

2、将吸收油先与富吸收油进行换热后，再与制冷剂进行冷却，这样既能回收富吸收油所携带的冷量，也减少了制冷剂的用量，降低能耗。

3、将装置外来的新鲜油气与尾气进行换热，一方面可以对油气进行降温而提高油气吸收效果，另一方面也能够回收尾气中低温吸收油所释放出的冷量，提高装置内的能量利用。

4、利用引风机可以改变抽气速率来改变油气在吸收塔内的停留时间，也就是说可以通过吸收效果来确定抽气速率，能够严格控制尾气中烃浓度。

5、装置结构简单，不需要与油气回收的其它方法组合就能达到较高的回收率。

附图说明

图1是本实用新型油气回收系统构成示意图。

其中：1-制冷机组，2-制冷剂返回管线，3-制冷剂抽出管线，4-自装置外来贫吸收油管线，5-经换热后的富吸收油管线，6-液-液换热器出口贫吸收油管线，7-富吸收油管线，8-富吸收油泵，9-吸收塔，10-贫吸收油进吸收塔管线，11-吸收塔顶排放气管线，12-引风机出口排放管线，13-装置外来油气管线，14-经气-气换热后的油气管线，15-制冷设备换热器，16-液-液换热器，17-气-气换热器，18-引风机。

具体实施方式

本实用新型一种提高油气回收率的油气吸收系统使用时过程如下，自装置外来的贫吸收油先与富吸收油进行液-液换热，然后与制冷剂进行换热冷却后进入吸收塔顶部；自装置外来的油气与尾气进行气-气换热后进入吸收塔底部；进入吸收塔的油气与吸收油在塔内进行逆流接触，油气中的烃类组分被吸收，净化气利用引风机引出排放，富吸收油经换热回收能量后出装置。

其中的吸收油可以是煤油、轻柴油等，可专用吸收油，优选轻柴油，油品可以是成品油，也可以是半成品油。油气中烃类组分的含量在5％-50％(Vol)之间。贫吸收油经过液-液换热器后的温度一般为18-25℃。贫吸收油经制冷系统后的温度一般为6～12℃。油气经气-气换热后的入塔温度为20-35℃。

如图所示，本实用新型使用方法如下：自装置外来的吸收油经管线4首先进入一级液-液换热器16与富吸收油换热后，进入制冷设备换热器15与制冷剂进行换热到合适温度经管线10进入吸收塔9的顶部；装置外来油气经管线13与进入气-气换热器17与尾气进行气-气换热后进入吸收塔底部；自吸收塔底部的油气与吸收塔顶部的吸收油在塔内进行逆流接触，使油气中的烃类组分被喷淋吸收，尾气在与新鲜油气换热后于引风机18引出经管线12排放，引风机可以改变抽气速率来改变油气在塔内的停留时间，从而使尾气中的烃浓度严格达标排放。

实施例

下面结合实施例对于本实用新型所述设备用于油气回收时的使用效果进一步说明，但不受下述实施例的限制。本实施例采用的是PROⅡ软件进行的模拟计算，所用油气组成见表1、吸收油馏程见表2、操作条件见表3、吸收效果见表4。

从模拟计算结果可以看出，通过该换热方法处理后的油气回收率非常高，能达到99％以上，这是由于本方法将吸收油和油气同时换热冷却至低温后进入吸收塔，这样会使油气在吸收过程中放出的热量不至于使吸收剂温度升高很多而影响吸收效果，并且通过合理换热充分利用系统内部的能量，达到了能量损失较小，制冷剂用量较低，从而节省能源。

表1某油气组成(体积分数)/％

C₁	C₂	C₃	C₃ ^＝	iC₄	nC₄	1-C₄ ^＝	i-C₄ ^＝	t-2-C₄ ^＝
									0.04	0.22	0.02	2.14	5.58	1.31	0.75	0.45	0.71

c-2-C₄ ^＝	i-C₅	n-C₅	∑C₅ ^＝	C₅ ⁺	∑HC
						0.89	0.87	10.83	1.42	5.44	30.67

表2吸收油性质

项目
		密度(20℃)/kg·m^-3	844.1
馏程/℃
		IBP/10％/30％/50％	200/236/257/288
70％/90％//EBP	305/337/350

表3操作条件

吸收法油气回收操作条件
		油气量，m³/h	200
吸收油液-液换热器出口温度，℃	20
		吸收油致冷后温度，℃	8
油气经换热后温度，℃	25
		吸收油量，m³/h	15

表4油气中各组分的回收率/％

C₁	C₂	C₃ ^＝	C₃	iC₄	nC₄	1-C₄ ^＝
							5.03	32.43	98.15	99.83	100	100	100

i-C₄ ^＝	t-2-C₄ ^＝	c-2-C₄ ^＝	i-C₅	n-C₅	∑C₅ ^＝	C₅ ⁺	∑HC
								100	100	100	100	100	100	100	99.26

Claims

1.一种提高回收率的油气吸收系统，其特征在于：包括吸收塔、制冷设备、液-液换热器、气-气换热器；液-液换热器与贫吸收油管路和吸收塔排出的富吸收油管路相通，贫吸收油与富吸收油在液-液换热器中换热；液-液换热器的贫吸收油出口管路与制冷设备入口相通，贫吸收油进一步降温，制冷设备贫吸收油出口管路与吸收塔上部联通，贫吸收油进入吸收塔；气-气换热器与油气管路和吸收塔顶部尾气排放管路相通，油气与吸收塔顶排放尾气换热，气-气换热器的油气出口管路与吸收塔下部油气入口相通。

2.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：吸收塔为填料塔或鼓泡塔。

3.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：液-液换热器和气-气换热器为管-壳换热器或螺旋板换热器。

4.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：制冷设备是机械制冷设备。

5.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：在吸收塔顶排放尾气管路上设置引风机。

6.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：贫吸收油经液-液换热后的温度控制为18～25℃。

7.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：贫吸收油经级制冷设后的温度控制为6～12℃。

8.按照权利要求1所述的系统，其特征在于：油气经过气-气换热后的温度控制为20～35℃。