PL193894B1 - Sposób oczyszczania gazów z węglowodorów, zwłaszcza gazów odlotowych pochodzących z hermetyzacji procesów magazynowania i dystrybucji produktów naftowych - Google Patents

Abstract

1. Sposób oczyszczania gazów z weglowodorów, zwlaszcza gazów odlotowych pochodzacych z her- metyzacji procesów magazynowania i dystrybucji produktów naftowych, wykorzystujacy metode ab- sorpcyjno-adsorpcyjna, znamienny tym, ze gazy od- lotowe (a) przed skierowaniem do adsorberów (7) poddawane sa procesowi absorpcyjno-destylacyjne- mu polegajacemu na tym, ze weglowodory lekkie zawarte w gazach (a) przy ich stezeniu powyzej 350 g/m 3 absorbowane sa w kolumnie absorpcyjnej (2) przez absorbent (b) bedacy mieszanina weglowodo- rów o temperaturze poczatku wrzenia powyzej 100°C, po czym nasycony weglowodorami lekkimi absorbent (g) poddawany jest, w okresie malej wy- dajnosci desorpcji weglowodorów z adsorbera (7), procesowi prózniowej destylacji w kolumnie destyla- cyjnej (4), natomiast zubozone w weglowodory lekkie gazy (c) opuszczajace kolumne (2) poddawane sa przemiennie procesowi adsorpcji i desorpcji próznio- wej w adsorberach (7), przy czym zdesorbowane z adsorberów (7) weglowodory lekkie (d) oraz odde- stylowane z kolumny (4) weglowodory lekkie (f) po- przez uklad prózniowy (8) kierowane sa do wezla odzysku weglowodorów (9). PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszczania gazów z węglowodorów, zwłaszcza gazów odlotowych pochodzących z hermetyzacji procesów magazynowania i dystrybucji produktów naftowych, które to gazy (opary) stanowią mieszaninę węglowodorów, szczególnie C3 do C6, z powietrzem lub innym gazem inertnym.

Powszechnie znanych jest kilka sposobów oczyszczania z węglowodorów powietrza lub innego gazu inertnego pochodzącego z hermetyzacji procesów magazynowania i dystrybucji produktów naftowych. Szczególnie często stosowany jest proces adsorpcyjno-desorpcyjny na węglu aktywnym powiązany z odzyskiem węglowodorów zawartych w oczyszczanym gazie odlotowym. Instalacja, w której wykorzystywany jest ten proces, składa się z węzła adsorpcyjno-desorpcyjnego, czyli adsorberów węglowych z układem próżniowym, i węzła odzysku węglowodorów.

Podstawową wadą tego rozwiązania jest konieczność kierowania całkowitej ilości dopływających z gazem odlotowym węglowodorów do adsorberów węglowych, co wymaga zastosowania odpowiednio dużego złoża adsorbenta.

Znany jest także (zgłoszenie P 336872) sposób stabilizacji stężenia węglowodorów i natężenia przepływu gazów kierowanych do instalacji oczyszczania ich z węglowodorów polegający na poddaniu tych gazów procesowi absorpcyjno-desorpcyjnemu prowadzonemu w kolumnie z wykorzystaniem powietrza w okresach braku dopływu lub niskiego natężenia przepływu gazów odlotowych. Sposób ten, dzięki uśrednieniu w czasie dopływu węglowodorów, pozwala na znaczące zmniejszenie instalacji oczyszczania (wielkości adsorberów). W rozwiązaniu tym jednak cała ilość węglowodorów zawartych w gazach odlotowych, choć w dłuższym czasie, również kierowana jest do adsorberów.

Wspólną poważną wadą opisanych rozwiązań jest niepełne wykorzystanie wydajności pompy próżniowej, ponieważ pełna jej wydajność jest wykorzystywana w stosunkowo krótkim początkowym okresie desorpcji węglowodorów z adsorbera, natomiast w następnym okresie pompa ta, pobierając ciągle te same ilości energii, pracuje z gwałtownie zmniejszającą się wydajnością, co wynika z malejącej ilości desorbowanych węglowodorów (istnieje wtedy również niebezpieczeństwo wystąpienia zjawiska kawitacji).

Celem wynalazku jest usunięcie opisanych niedogodności, co osiągnięto poprzez wprowadzenie węzła absorpcyjno-destylacyjnego przed węzłem adsorpcyjno-desorpcyjnym i wykorzystanie wytworzonego przez pompę próżniową podciśnienia do bezpośredniego, próżniowego odparowania (oddestylowania) lekkich węglowodorów z absorbenta, w czasie kiedy desorpcja węglowodorów z węgla aktywnego przebiega ze zmniejszoną wydajnością.

Zgodnie z wynalazkiem istota sposobu oczyszczania gazów odlotowych z węglowodorów polega na poddaniu tych gazów przed skierowaniem do adsorberów węglowych procesowi absorpcyjno-destylacyjnemu prowadzonemu z wykorzystaniem podciśnienia istniejącego w węźle adsorpcyjno-desorpcyjnym.

Proces charakteryzuje się tym, że oczyszczane gazy odlotowe kierowane są do kolumny absorpcyjnej, gdzie stykają się z absorbentem, którym jest mieszanina węglowodorów o temperaturze początku wrzenia powyżej 100°C, częściowo nasycona węglowodorami lekkimi. Natężenie przepływu absorbenta jest stałe, ustalane w zależności od temperatury absorbenta i pożądanego stężenia węglowodorów w gazach kierowanych z kolumny absorpcyjnej do adsorbera. W kolumnie tej zachodzi proces absorpcji znaczącej części węglowodorów zawartych w gazach odlotowych. Mieszanina gazowa z kolumny absorpcyjnej kierowana jest do adsorbera węglowego, natomiast roztwór poabsorpcyjny do kolumny destylacyjnej, w której prowadzona jest destylacja próżniowa węglowodorów lekkich pod ciśnieniem od 2,5 kPa do 10 kPa. Temperatura absorbenta wynosi od 1°C do 10°C w procesie absorpcyjnym i od 5°C do 20°C w procesie destylacyjnym. W adsorberach zachodzi przemiennie proces adsorpcji z mieszaniny gazowej pozostałych węglowodorów oraz próżniowa desorpcja tych węglowodorów pod wpływem podciśnienia wytwarzanego przez układ próżniowy. Z adsorberów odprowadzane są oczyszczone gazy do powietrza atmosferycznego oraz, poprzez układ próżniowy, odzyskiwane węglowodory, które kierowane są do węzła odzysku węglowodorów, tj. reabsorpcji w benzynie lub kondensacji.

W okresach małej wydajności procesu desorpcji węglowodorów z adsorbera w kolumnie destylacyjnej w wyniku podciśnienia zachodzi proces destylacji wcześniej zaabsorbowanych w absorbencie węglowodorów, które z pominięciem adsorberów kierowane są także, poprzez układ próżniowy, do węzła odzysku węglowodorów.

PL 193 894 B1

Przedstawiony sposób umożliwia także, poprzez wprowadzenie czystego powietrza do kolumny absorpcyjnej, dodatkową desorpcję zawartych w absorbencie węglowodorów i zawrócenie ich do przestrzeni gazowej zbiorników magazynowych, jeśli ciśnienie w tej przestrzeni obniża się poniżej określonej wielkości.

W wyniku zastosowania sposobu według wynalazku uzyskuje się zmniejszenie ilości oraz pożądaną stabilizację stężenia węglowodorów w gazach kierowanych do adsorberów (co umożliwia optymalizację ich wielkości oraz ogranicza niebezpieczeństwo samozapłonu), pełne wykorzystanie wydajności pompy próżniowej oraz oszczędność doprowadzanej do instalacji energii wynikającą z zastosowania procesów (absorpcji i destylacji próżniowej) o przeciwstawnych efektach energetycznych.

Sposób według wynalazku objaśniony jest bliżej w przykładzie wykonania i na rysunku, na którym figura 1 przedstawia schemat ideowy sposobu oczyszczania z węglowodorów gazów odlotowych pochodzących z hermetyzacji procesów magazynowania i dystrybucji produktów naftowych.

P r z y k ł a d

Gazy odlotowe a z hermetyzacji nalewu do autocystern i zbiorników magazynowych produktów naftowych w ilości do 1600 m³/h i zawartości węglowodorów do 2000 g/m³ kierowane są do komory A zbiornika absorbenta 1, a następnie przepływają przez usytuowaną na tej komorze A kolumnę absorpcyjną 2, gdzie w przeciwprądzie stykają się ze zraszającym ją absorbentem b,o temperaturze ok. 5°C, w wyniku czego absorbent b (mieszanina wyższych węglowodorów o temperaturze początku wrzenia powyżej 100°C) nasyca się lekkimi węglowodorami zawartymi w gazach a. Absorbent b z komory B zbiornika absorbenta 1 poprzez chłodnicę 5 tłoczony jest pompą 6 do kolumny 2 ze stałą wydajnością ok. 14 m³/h. Roztwór poabsorpcyjny g spływa do komory A zbiornika absorbenta 1, natomiast zubożone w węglowodory gazy c o zawartości węglowodorów do 350 g/m³ kierowane są do jednego z dwóch pracujących przemiennie adsorberów 7 z węglem aktywnym, z którego w cyklu adsorpcji wyprowadzane jest oczyszczone powietrze e, a w cyklu desorpcji poprzez układ próżniowy 8 odbierane są odzyskane węglowodory lekkie d. W czasie niskiej wydajności procesu desorpcji z adsorbera 7 prowadzona jest pod ciśnieniem od 3,5 kPa do 8,0 kPa destylacja próżniowa węglowodorów f z absorbenta g w kolumnie destylacyjnej 4 usytuowanej na komorze B zbiornika absorbenta 1. Absorbent g o temperaturze ok. 12°C zraszający kolumnę 4 podawany jest z komory A, zbiornika 1, pompą 3, a następnie po destylacji spływa do komory B zbiornika 1, natomiast poprzez układ próżniowy 8 odbierane są oddestylowane węglowodory f. Uzyskane z desorpcji w adsorberach 7 i destylacji w kolumnie 4 węglowodory h kierowane są do węzła odzysku węglowodorów 9. W czasie gdy ciśnienie w sieci hermetyzacji obniży się poniżej wartości 100,5 kPa do komory A zbiornika absorbenta 1 może być kierowane czyste powietrze g, które przepływając przez kolumnę absorpcyjną 2 dodatkowo desorbuje zawarte w absorbencie b węglowodory, a mieszanina k powietrza i zdesorbowanych węglowodorów zawracana jest do przestrzeni gazowej zbiorników magazynowych.

Claims (3)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób oczyszczania gazów z węglowodorów, zwłaszcza gazów odlotowych pochodzących z hermetyzacji procesów magazynowania i dystrybucji produktów naftowych, wykorzystujący metodę absorpcyjno-adsorpcyjną, znamienny tym, że gazy odlotowe (a) przed skierowaniem do adsorberów (7) poddawane są procesowi absorpcyjno-destylacyjnemu polegającemu na tym, że węglowodory lekkie zawarte w gazach (a) przy ich stężeniu powyżej 350 g/m³ absorbowane są w kolumnie absorpcyjnej (2) przez absorbent (b) będący mieszaniną węglowodorów o temperaturze początku wrzenia powyżej 100°C, po czym nasycony węglowodorami lekkimi absorbent (g) poddawany jest, w okresie małej wydajności desorpcji węglowodorów z adsorbera (7), procesowi próżniowej destylacji w kolumnie destylacyjnej (4), natomiast zubożone w węglowodory lekkie gazy (c) opuszczające kolumnę (2) poddawane są przemiennie procesowi adsorpcji i desorpcji próżniowej w adsorberach (7), przy czym zdesorbowane z adsorberów (7) węglowodory lekkie (d) oraz oddestylowane z kolumny (4) węglowodory lekkie (f) poprzez układ próżniowy (8) kierowane są do węzła odzysku węglowodorów (9).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dodatkowy odzysk węglowodorów lekkich z absorbenta (b) prowadzony jest przez desorpcję czystym powietrzem lub innym gazem inertnym (p) w kolumnie absorpcyjnej (2), przy czym mieszanina (k) powietrza i zdesorbowanych węglowodorów zawracana jest do przestrzeni gazowej zbiorników magazynowych.

   PL 193 894 B1
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że temperatura absorbenta (b) stosowanego w kolumnie absorpcyjnej (2) wynosi od 1°C do 10°C, korzystnie 5°C, temperatura absorbenta (g) poddawanego destylacji wynosi od 5°C do 20°C, korzystnie 12°C, natomiast ciśnienie destylacji wynosi od 2,5 kPa do 10 kPa, korzystnie 3,5 kPa.