CN219922593U - 一种油气回收净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油气回收净化系统，采用低温吸收技术、膜分离技术、催化氧化技术相结合，实现最大限度的回收油气中的烃类油组分，且经末端治理后的排放气有机物含量完全符合环保标准。系统包括增压机组、吸收设备、膜分离设备、真空设备、催化氧化设备，设备之间由管路连接。油气先经增压机组升压，再从吸收塔下端进入吸收塔；低温吸收液从吸收塔顶进入吸收塔喷淋，吸收塔底排放吸收液；吸收塔顶出气经过滤器除液后进入膜分离器组，膜分离渗透气经真空泵返回增压机组入口；膜分离渗余气出口去催化氧化设备，依次经过缓冲罐、换热器、加热器、催化反应器；新鲜空气经风机送入缓冲罐；经催化氧化处理后尾气达到环保标准后送排气筒排放。

Description

一种油气回收净化系统

技术领域

本实用新型涉及油气回收环保领域，特别适用于原油、成品油、芳烃、石脑油、溶剂油等各类油品罐区及装车过程中产生的油气回收净化系统。

背景技术

目前，化工、石化等生产和经营企业，油气回收治理所常见的技术路线有冷凝+吸附组合技术，吸收+膜分离+吸附组合技术，吸收+催化氧化组合技术、冷凝+催化氧化组合技术。

前两种组合技术由于将吸附作为末端环保技术，运行初期效果较好，但长时间运行后会出现超标排放问题，这是因为吸附技术不能解决系统油气中C2组分累积的难题，故而不能根本上解决环保达标排放问题。后两种组合技术采用了催化氧化技术作为末端销毁技术，但前置冷凝技术通常会采用三级冷凝，运行不稳定，导致催化氧化入口有机气体浓度超标，存在安全隐患，且设备故障率高、维护复杂；前置吸收技术出口有机气体浓度也偏高，不符合催化氧化设备对入口浓度的要求。

吸收+膜分离组合技术，油气回收工艺运行稳定，能实现NMOC低于25g/m³罐区排放原有标准，在国内曾有着比较成功应用，但近年来随着企业标准的提升，提出了更低的排放浓度的要求，且达不到石化企业厂区的排放标准要求。若进一步采用低温吸收+膜分离技术则能够处理后的尾气NMOC低于6g/m³，但是面对石化等企业排放低于120mg/m³的国家标准，以及低于50mg/m³的企业或地方标准，则还有很大的差距。

采用催化氧化技术，是一种无焰燃烧技术，经其处理后的排放气NMOC降低可达到20mg/m³，能够根本解决排放达标问题，只要符合工艺安全设计和设备安全距离要求，可以消除用户对其安全性的顾虑。

面对环保排放标准的日益高要求，油气回收尾气中的C2、C3等残余轻组分通过催化氧化技术来净化成为重要选择，因此,本专利技术采用了吸收+膜分离+催化氧化的技术组合,创新一条油气回收和净化的技术路线，实现经济和环保双重效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油气回收净化系统，回收的油品可以直接增加企业经济效益，经净化后的排放气有机物含量完全满足国标或地方或企业环保标准要求。

本实用新型是这样实现的：一种油气回收净化系统，包括增压机、吸收塔、过滤器、膜分离器组、真空泵，催化氧化设备，以及吸收剂冷却设备；

所述吸收塔上端设进液口、吸收塔下端设进气口、吸收塔顶部设出气口，吸收塔底部设出液口；油气进气管路连接增压机后接入吸收塔下端进气口；

吸收剂输送管路出口连接所述吸收塔的进液口，吸收剂输送管路上设有吸收剂冷却设备，所述吸收剂冷却设备包括换热器一和制冷器，制冷器出口连接吸收塔进液口，吸收塔底部出液口通过管路接入换热器一，吸收塔顶部出气口连接过滤器后接入膜分离器组进气口，膜分离器组的渗余气出口连接催化氧化设备，膜分离器组的渗透气出口连接真空泵后接入增压机前端的油气进气管路上。

所述催化氧化设备包括：缓冲罐、换热器二、催化反应器、加热器，所述膜分离器组的渗余气出口连接缓冲罐进气口，缓冲罐出气口连接换热器二，换热器二依次连接加热器和催化反应器后回换热器二。

所述催化氧化设备还包括风机连接缓冲罐进气口，助氧风由风机送入缓冲罐。

所述换热器二出口连接排气筒。

本系统的工作原理是：油气①作为原料气进入本系统，先经增压机增压后气体②与真空泵排气⑮混合气③从吸收塔下端进入吸收塔；采用低温贫油⑱作为吸收液从吸收塔顶进入吸收塔喷淋，油气在吸收塔内与低温吸收液逆流充分接触，吸收了油气中烃类的⑲吸收液（富油）塔底排出；吸收塔顶出气④再经Ⅲ过滤器除液后进入膜分离器组，膜分离渗透气⑭经真空泵排气⑮返回增压机组入口；膜分离渗余气⑥去催化氧化设备，依次经过其中缓冲罐、换热器、加热器、催化反应器；新鲜助氧风（空气）经风机送入缓冲罐；经催化氧化处理后尾气符合环保标准送排气筒排放。

在膜分离器组进口侧由增压机提供了正压，在膜分离器组渗透气⑭出口侧由真空泵提供了负压，正压和负压共同提供膜分离设备中分离膜两侧工作压差。

吸收剂为贫油⑯，经贫油泵输送，经换热器一与富油⑲换热实现预冷吸收液⑰，再经制冷器获得低温吸收液⑱，温度约10-20℃。吸收了油气中油分的富液由吸收塔塔底排出，经富油泵送至前述换热器一与贫油⑯实现换热，回收冷量后富油⑳再送出界区。

催化氧化设备中，补充助氧风经风机送风进缓冲罐，在缓冲罐中与膜分离渗余气⑥混合，混合气⑦再经换热器二与催化反应器出口气换热实现预热升温，升温气⑧经加热器升温至催化氧化反应气⑨进入催化反应器，催化氧化反应器出气⑩经前述换热器二回收热量后的尾气⑪送入排气筒。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过换热器和制冷器获得低温吸收液，通过低温吸收技术最大限度的回收油气中的烃类组分，降低吸收尾气的有机物浓度。应用膜分离技术处理吸收设备的尾气，通过发挥膜分离渗透气烃类组分提浓作用，既强化了吸收工艺对烃类组分的回收，又使膜渗余气的烃类组分浓度稳定在一个较低的范围，符合催化氧化设备对进气有机物浓度的要求，确保催化氧化设备安全稳定运行。采用催化氧化技术作为末端治理工艺，催化氧化为销毁技术，根本上保证尾气达标排放。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是油气回收净化系统的结构图。

实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

增压机，可以是液环式压缩机、螺杆压缩机、罗茨风机、离心风机等，具体选型要根据系统设计工况确定。

吸收塔，吸收塔内置散装或规整填料及其他内件，油气从塔体下段进入塔内，吸收液从塔顶喷淋而下，气液两相在填料表面充分接触传质，油气中大部分油分被吸收液吸收，吸收后的富液从塔底排出，吸收后的净化气从塔顶排出。

过滤器，通常内置不锈钢烧结毡/网式滤芯或玻璃纤维聚结式滤芯，可以采用单级或多级，可设置为一开一备两组。

膜分离器组，通常是多台VOC专用膜分离器的串联或并联形式组合，膜芯件是耐有机溶剂的具有VOC高分离系数的分离膜组件，膜型式为叠式或卷式。

缓冲罐，通常是具有一定体积的筒状容器，内置元件，起到两股气体混合时浓度均化、缓冲稳压作用。

换热器一，通常为板式、管壳式等，用于吸收液贫油与富油热量交换的液液换热器。

换热器二，为两路换热器，通常采用板式、管壳式等，使冷热两股气流非接触充分换热。作用是对进入催化反应器前的气体预热，同时对催化反应后的热量回收。

加热器，通常为电加热器、管壳式，通过电加热管对气体加热。作用是对进入催化反应器前的气体加热，使其达到催化氧化反应温度。加热器在催化氧化设备启动前期工作，催化反应热量自持平衡建立后停止工作。

催化氧化反应器，在催化剂的作用下，以较低的起燃温度200～300℃下进行无焰燃烧，内置催化剂通常为贵金属催化剂，也可以是非金属催化剂。

真空泵，通常采用干式螺杆真空泵，也可以是旋片真空泵、水环式真空泵等型式。真空泵用于为膜分离渗透侧提供负压条件。

风机，用于为催化氧化反应输送补充助氧风（通常为新鲜空气）。

排气筒，符合环保设计规范的大气排放筒。

制冷器，用于将吸收液降温，以获得低温吸收液的制冷设备，通常包括冷冻机组和蒸发器或间接换热设备。

油气种类包括但不局限于常见的原油、成品油、石脑油、芳烃、溶剂油等各类油品罐区及装车过程中产生的油气。

吸收剂种类包括但不限于低标号汽油、柴油、石脑油、芳烃、溶剂油等油品及专用剂。

图1是一种油气回收净化系统的结构图，本系统包括增压机23、吸收塔24、过滤器26、膜分离器组27、真空泵25，催化氧化设备40；

所述吸收塔24上端设进液口、吸收塔下端设进气口、吸收塔顶部设出气口，吸收塔底部设出液口；油气进气管路连接增压机23后接入吸收塔下端进气口；

吸收剂输送管路出口连接所述吸收塔的进液口，吸收剂输送管路上连接有换热器一21和制冷器22，制冷器22出口连接吸收塔进液口，吸收塔底部出液口通过管路接入换热器一21，吸收塔顶部出气口连接过滤器26后接入膜分离器组27进气口，膜分离器组27的渗余气出口连接催化氧化设备40，膜分离器组27的渗透气出口连接真空泵25后接入增压机前端的油气进气管路上。

所述催化氧化设备40包括：缓冲罐28、换热器二29、催化反应器32、加热器31和风机33，所述膜分离器组27的渗余气出口连接缓冲罐28进气口，缓冲罐28出气口连接换热器二29，换热器二29依次连接加热器31和催化反应器32后回换热器二29，风机33连接缓冲罐28进气口，助氧风由风机33送入缓冲罐，所述换热器二29出口连接排气筒。

实施例

某汽油装车产生油气浓度450g/m³，油气作为原料气进入本专利所述的系统，先经液环压缩机压缩至2-3bar(g)后，再从吸收塔下端进入吸收塔；采用低温柴油（约15℃）作为吸收液（贫油）从吸收塔顶进入吸收塔喷淋，油气在吸收塔内与低温吸收液逆流充分接触，吸收了油气中烃类的吸收液（富油）塔底排出；吸收塔顶出气再经过滤器除液后进入膜分离器组，膜分离渗透气经真空泵返回增压机组入口；经吸收和膜分离回收油气中油品大于98%；膜分离渗余气出口去催化氧化设备，依次经过缓冲罐、换热器、加热器、催化反应器；新鲜空气经风机送入缓冲罐；经催化氧化处理后尾气达到NMOC低于50mg/m3，符合环保标准送排气筒排放。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种油气回收净化系统，其特征在于，包括增压机、吸收塔、过滤器、膜分离器组、真空泵，催化氧化设备，以及吸收剂冷却设备；

所述吸收塔上端设进液口、吸收塔下端设进气口、吸收塔顶部设出气口，吸收塔底部设出液口；油气进气管路连接增压机后接入吸收塔下端进气口；

吸收剂输送管路出口连接所述吸收塔的进液口，吸收剂输送管路上设吸收剂冷却设备，所述吸收剂冷却设备包括换热器一和制冷器，制冷器出口连接吸收塔进液口，吸收塔底部出液口通过管路接入换热器一，吸收塔顶部出气口连接过滤器后接入膜分离器组进气口，膜分离器组的渗余气出口连接催化氧化设备，膜分离器组的渗透气出口连接真空泵后接入增压机前端的油气进气管路上。

2.根据权利要求1所述的油气回收净化系统，其特征在于，所述催化氧化设备包括：缓冲罐、换热器二、催化反应器、加热器，所述膜分离器组的渗余气出口连接缓冲罐进气口，缓冲罐出气口连接换热器二，换热器二依次连接加热器和催化反应器后回换热器二。

3.根据权利要求2所述的油气回收净化系统，其特征在于，所述催化氧化设备还包括风机连接缓冲罐进气口，助氧风由风机送入缓冲罐。

4.根据权利要求2所述的油气回收净化系统，其特征在于，所述换热器二出口连接排气筒。