CN205461098U - 一种油气回收处理装置 - Google Patents

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方向晨
刘忠生
廖昌建
王海波
郭兵兵
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中国石油化工股份有限公司
中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院
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Abstract

本实用新型公开了一种油气回收处理装置,包括冷却单元、吸附单元和吸收单元,所述冷却单元包括冷却器和回流管线,冷却器用于将收集油气冷却至4℃~8℃,回流管线用于将吸收单元产生的富吸收油剂回流至冷却器中用于油气冷却;所述吸附单元包括两个及以上吸附罐和真空再生设备,用于油气的交替吸附和解吸再生;所述吸收单元包括吸收塔、油冷却器和富吸收油剂回流泵,吸收塔用于对吸附罐再生油气进行吸收,油冷却器用于将油吸收剂冷却至2℃~5℃,富吸收油剂回流泵用于将吸收单元所产生的富吸收油剂回流至冷却器中。该装置具有吸附剂使用寿命长、操作能耗低、安全可靠、设备简单等优点。

Description

一种油气回收处理装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及环境保护及节能技术领域,涉及一种油气回收处理装置,具体地说是一种汽油、石脑油、原油、航煤、芳烃、醇、醛、酮、醚等储运(装车、装船、罐内储存等)过程中排放气体的回收处理装置。
背景技术
[0002]油品和化学品在储运、销售等过程中,逸散大量的油气或挥发性有机物(VOCs)。据统计,每年轻质油品逸散损失的油品约占轻质油品的0.5%,一方面导致大量的油气或挥发性有机物资源浪费,降低企业的经济效益,另一方面导致严重环境污染。另外,由于油气和空气容易形成爆炸性混合物(爆炸下限一般为1%〜6%),油气逸散将导致相应设施周围的油气浓度容易达到爆炸极限,聚集在地面的油气给企业和消费者带来极大的安全隐患,危及企业的安全生产,直接影响操作人员及周围环境人员的健康。因此,对逸散油气进行回收处理是十分必要的。
[0003]传统油气回收处理方式有三种:一是直接作为燃料;二是将油气返回到油罐气液平衡系统中,增加油气分压,减少油品蒸发损失;三是采用回收装置和技术,如冷凝法、吸收法、吸附法及其组合工艺等。
[0004] W09604978采用活性炭作为吸附剂,使用两塔交替再生-吸附工艺,真空栗变压解吸,解吸气体经冷凝器冷凝回收。活性炭吸附油气组分时,吸附放热使活性炭床层有较大温升,特别是油气浓度较高时,活性炭床层极易产生局部过热的现象,从而减少了吸附剂的使用寿命,使操作过程存在安全隐患。此外,油气中含较多高沸点有机物时,这些有机物容易被活性炭吸附,但难以通过抽真空解吸,这会显著减少吸附剂使用寿命。
[0005] CN1494454A公开了一种采用活性炭吸附法回收有机物的装置,吸附停止后,采用蒸汽解吸吸附有机组分,然后进入冷凝器冷凝回收冷凝油和冷凝水;蒸汽热解吸效率高,但能耗大,再生后的活性炭还需要降温、清洗,增加了装置操作费用。CN1522785A公开了一种油气回收方法,将油气压缩冷却,在加压的条件下吸附,该方法的不足之处在于,能耗大,当处理油气量不稳定时,特别是油气量大幅度波动时,压缩机很难稳定操作。
[0006] CN101342427A公开了一种冷凝-吸附组合工艺回收油气的方法,(I)在换热器中将油气冷却至-10〜5°C,并分离出冷凝液;(2)冷却后的油气在制冷装置中冷凝至-80〜-30°C,并分离出冷凝液,冷凝后的气相作为步骤(I)换热器的冷却介质;(3)步骤(2)冷凝后气相经过换热器后进入吸附装置,吸附未冷凝的烃类物质,吸附后排放;(4)步骤(3)所述的吸附装置至少为两个切换操作,吸附饱和的吸附置采用真空再生方式再生,再生气循环至步骤(I)与油气混合。其推荐的油气冷凝温度为-80°C〜30°C,主要依靠冷凝液化来回收油气组分,冷凝温度低,在冷凝器内有结晶现象,需要定期除去水的结晶和凝结油,因此,需要两个系列冷凝器切换使用;装置总的能耗较大,制冷设备故障率较高。此外,在后续的吸附罐中也会出现结晶现象,显著降低了吸附剂的使用寿命。
发明内容
[0007]针对现有技术中回收处理装置的不足,本实用新型提供了一种油气回收处理装置。该装置具有吸附剂使用寿命长、操作能耗低、安全可靠、设备简单等优点。
[0008] 本实用新型的油气回收处理装置包括冷却单元、吸附单元和吸收单元,所述冷却单元包括冷却器和回流管线,冷却器用于将油气冷却至4°C〜8°C,回流管线用于将吸收单元产生的富吸收油剂回流至冷却器中用于油气冷却;所述吸附单元包括两个及以上吸附罐和真空再生设备,用于油气的交替吸附和解吸再生;所述吸收单元包括吸收塔、油冷却器和富吸收油剂回流栗,吸收塔用于对吸附罐再生油气进行吸收,油冷却器用于将油吸收剂冷却至2°C〜5°C,富吸收油剂回流栗用于将吸收单元所产生的富吸收油剂回流至冷却器中。
[0009]本实用新型中,所述收集的油气来自汽油、石脑油、原油、航煤、芳经、醇、醛、酮、醚等易挥发有机物在装车、装船、罐内储存等过程中排放的气体。
[0010]本实用新型中,所述冷却器为本领域常规使用的冷却器,如可以采用常规管式换热器、板式换热器等。在没有富吸收油剂回流至冷却器中时,采用常规使用的冷却介质如水、冷媒等进行冷却;当有富吸收油剂回流至冷却器中时,采用富吸收油剂作为冷却介质。所述的冷却器设置气液分离器,用于实现冷却液与气体的分离。油气经冷却器冷却至4°C〜8 °C,可将油气中大部分水和一部分高沸点油气冷却分离,其余油气进入吸附罐吸附。冷却产生一定量冷凝水和沸点较高的冷凝油,不需要进行进一步冷凝,能耗较低。
[0011]本实用新型中,所述吸附罐设置两个及以上,如可以设置2〜6个,优选2〜3个进行切换操作。当一个吸附罐吸附油气饱和后,切换至另一吸附罐进行吸附,吸附饱和的吸附罐采用真空再生设备进行解吸再生,再生气进入吸收塔吸收油气,未被吸收的气体返回到冷却器中与起始进入装置的油气混合进行冷却处理。
[0012]本实用新型中,所述吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。油气吸附床层填充的吸附剂采用活性炭、活性炭纤维、改性活性炭等中的一种或几种。脱水床层的脱水剂采用具有脱水作用的填料,如可以采用硅胶、分子筛等。
[0013]本实用新型中,真空再生设备采用液环式真空栗、干式真空栗等,控制吸附罐的真空度为5〜lOkPaA。
[0014]本实用新型中,用于吸收再生气的油吸收剂经冷却至2 °C〜5 °C后进入吸收塔,在塔内吸收油气,吸收油气后变为富吸收油剂,经富吸收油剂回流栗提升至冷却器中作为冷却介质,冷却进入处理装置的油气后再进入储油罐或加氢装置、蒸馏塔等处理。
[0015]本实用新型中,如果是汽油油气,则可以采用汽油作为油吸收剂;如果是原油油气,则可以采用原油作为油吸收剂;如果是丁醇气体,则可以采用丁醇作为油吸收剂;以此类推。也可以采用沸点较高的有机溶剂或油品作为油吸收剂,例如用煤油吸收汽油油气等。吸收塔吸收压力可以是常压,也可以有一定压力。
[0016]采用上述油气回收装置的油气回收方法,包括如下内容:收集油气首先进入冷却器,冷却至4 °C〜8°C;经过冷却器冷却后的低温不凝气体进入两个及以上吸附罐中进行油气回收,当吸附饱和后,切换至另一吸附罐吸附,吸附饱和的吸附罐采用真空再生设备进行再生,净化气体由吸附罐顶达标排放;再生气进入吸收塔中,采用油冷却器冷却至2°C〜5°C的油吸收剂对再生气进行吸收,富吸收油剂采用富吸收油剂回流栗回流至冷却器中。
[0017]进一步地,在吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。冷却后的低温不凝气体在吸附罐的下部先脱水,脱水后气体在吸附罐的上部将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离,净化气体由吸附罐顶达标排放。
[0018]与现有技术相比,本实用新型可以达到以下有益效果:
[0019] (I)采用预冷却-吸附相结合的方式回收油气,将油气冷却至4°C〜8°C,经过适度冷却使部分油气和水冷却分离,能够适应油气排放量的大幅度波动,保持操作平稳,能耗较低。油气预冷却降低了油气温度,增加了吸附剂的吸附能力,消除了因吸附温度升高的安全隐患,净化气达标排放。
[0020] (2)由于冷却器的冷却温度高于(TC,而且吸附罐内设置了脱水床层,在二者的共同作用下不会出现水蒸气在吸附剂上结晶现象,避免了水结冰对吸附剂微孔的堵塞、破坏等作用,从而有效地延长和保护了吸附剂使用寿命。
[0021] (3)再生油气采用低温油吸收剂吸收,增加了油气吸收效果,未被吸收的组分返回冷却器冷却,提高了油气回收率,可使得汽油逸散油气的油气回收率达98%以上,原油逸散油气回收率达95%以上。
[0022] (4)本实用新型具有吸附剂使用寿命长、操作能耗低、操作弹性大、适用范围广、安全可靠、设备简单等优点。
附图说明
[0023]图1是本实用新型油气回收装置的一种具体流程示意图;
[0024]其中:1_油气,2-冷却器,3A/3B-吸附罐,4-真空栗,5-吸收塔,6-富吸收油剂回流栗,7-油冷却器,8-油吸收剂,9-换热后富吸收油剂;10-未被吸收的气体;11-净化气;12-7令却液。
具体实施方式
[0025]下面通过具体实施例来进一步说明本实用新型的技术方案和效果,但不限于下述实施例。
[0026] 本实用新型的油气回收处理装置包括冷却单元、吸附单元和吸收单元,所述冷却单元包括冷却器2和回流管线,冷却器用于将油气冷却至4°C〜8°C,回流管线用于将吸收单元产生的富吸收油剂回流至冷却器中用于油气冷却;所述吸附单元包括两个及以上吸附罐3A/3B和真空栗4,用于油气的交替吸附和解吸再生;所述吸收单元包括吸收塔5、油冷却器7和富吸收油剂回流栗6,吸收塔用于对吸附罐再生油气进行吸收,油冷却器用于将油吸收剂8冷却至2°C〜5°C,富吸收油剂回流栗用于将吸收单元产生的富吸收油剂回流至冷却器中。
[0027]具体吸收过程为:收集的油气I首先经过冷却器2冷却至4°C〜8°C,并分离出冷却液12,冷却后气体进入吸附罐3A进行脱水、吸附,在脱水床层进行脱水,在油气吸附床层将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离,净化气11由吸附罐顶达标排放。当吸附罐3A吸附饱和时,切换至另一吸附罐3B进行吸附,饱和的吸附罐3A采用真空栗4进行解吸再生,再生气进吸收塔5吸收油气,未被吸收的气体10返回到冷却器2入口与油气I混合进入冷却器2中。吸收再生气的油吸收剂8先经油冷却器7冷却后进入吸收塔5中吸收油气,吸收油气后变为富吸收油剂,经富吸收油剂回流栗6提升至冷却器2与油气进行换热后得到换热后富吸收油剂9,可以输送至储油罐、加氢装置或蒸馏塔等处理。
[0028] 实施例1
[0029]采用图1所述的装置对收集油气进行回收处理。3个5000m3原油储罐,排放气量约为300m3/h,收集油气常温进入冷却器中,冷却至6°C,分离出气体中的冷却液,冷却后气体进入吸附罐3A进行吸附,吸附罐设置油气吸附床层,吸附床层填充的吸附剂采用活性炭。经冷却器冷却后的低温不凝气体在吸附罐中将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离,净化气体11由吸附罐3A顶部排放。当吸附罐3A吸附饱和时,切换至另一吸附罐3B进行吸附,饱和的吸附罐3A采用真空栗4进行再生,真空栗入口压力为5kPaA,出口压力为105kPaG,再生气进吸收塔5吸收油气,吸收塔吸收温度为4°C,吸收压力为10kPaG,未被吸收的气体10返回到冷却器2入口与油气I混合进入冷却器2中。经本实用新型装置处理后,油气回收率大于95%,净化气达标排放。本实用新型回收处理装置不需要对收集油气进行深度冷凝,处理能耗较低。
[0030] 实施例2
[0031]处理工艺及操作条件同实施例1,不同之处在于吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层,吸附床层填充的吸附剂采用活性炭,脱水床层的脱水剂采用分子筛。经过冷却器冷却后的低温不凝气体在吸附罐的下部先吸附脱水,脱水后气体在吸附罐上部将油气吸附在吸附床层上,实现油气组分与空气组分的分离。经本实用新型装置处理后,油气回收率大于98%,净化气达标排放。在相同吸附剂用量的条件下,油气吸附量增加,吸附剂使用寿命延长3-9个月。
[0032] 比较例I
[0033] 处理工艺及操作条件同实施例1,不同之处在于冷却器将油气冷却至-50°C〜(TC,较实施例1的吸附剂使用寿命缩短了 2-8个月,并且冷却能耗较高。

Claims (10)

1.一种油气回收处理装置,其特征在于包括冷却单元、吸附单元和吸收单元,所述冷却单元包括冷却器和回流管线,冷却器用于将油气冷却至4°C〜8°C,回流管线用于将吸收单元产生的富吸收油剂回流至冷却器中用于油气冷却;所述吸附单元包括两个及以上吸附罐和真空再生设备,用于油气的交替吸附和解吸再生;所述吸收单元包括吸收塔、油冷却器和富吸收油剂回流栗,吸收塔用于对吸附罐再生油气进行吸收,油冷却器用于将油吸收剂冷却至2°C〜5°C,富吸收油剂回流栗用于将吸收单元所产生的富吸收油剂回流至冷却器中。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述油气来自汽油、石脑油、原油、航煤、芳烃、醇、醛、酮、醚易挥发有机物在装车、装船、罐内储存过程中排放的气体。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述冷却器采用管式换热器或板式换热器。
4.根据权利要求1或3所述的装置,其特征在于:所述冷却器在没有富吸收油剂回流至冷却器中时,采用水或冷媒进行冷却;当有富吸收油剂回流至冷却器中时,采用富吸收油剂作为冷却介质。
5.根据权利要求1或3所述的装置,其特征在于:所述的冷却器设置气液分离器,用于实现冷却液与气体的分离。
6.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述吸附罐设置2〜6个进行切换操作,当一个吸附罐吸附饱和后,切换至另一吸附罐进行吸附,吸附饱和的吸附罐采用真空再生设备进行解吸再生。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:所述吸附罐上部设置油气吸附床层,下部设置脱水床层。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于:所述油气吸附床层填充的吸附剂采用活性炭、活性炭纤维、改性活性炭中的一种或几种。
9.根据权利要求7所述的装置,其特征在于:所述脱水床层的脱水剂采用具有脱水作用的娃胶或分子筛。
10.根据权利要求1所述的装置,其特征在于:真空再生设备采用液环式真空栗或干式真空栗,控制吸附罐的真空度为5〜lOkPaA。
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