專利名稱：油氣回收方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油氣回收方法及系統(tǒng)，特別是涉及一種用于煉油廠、化工廠、大型油庫及加油站等地的烴類及其它可揮發(fā)性有機物的回收方法及回收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煉油、化工、醫(yī)藥等工業(yè)及遍布各地的加油設(shè)施是可揮發(fā)性有機污染物(簡稱油氣)的重要來源，隨著石化工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，這類污染物對大氣環(huán)境的破壞日趨嚴重，因而國家對油氣回收處理的要求更加嚴格。當前無論是在建石化項目還是現(xiàn)有裝置， 油氣回收設(shè)施已成為整個裝置必要的組成部分。近年來一些公司針對不同的污染物組成開發(fā)出相應(yīng)的裝置，其工藝流程各異，在各自的適應(yīng)范圍內(nèi)均取得基本滿意的效果。油氣回收成熟的工藝主要有吸收式、冷凍式、吸附式及其與多種單元的組合，而吸附式又包括真空脫附與加熱脫附兩種方案，是目前推廣較快的工藝。然而就其主要性能指標、投資、適應(yīng)范圍以及系統(tǒng)穩(wěn)定性而言均存在一定的局限。如，有的工藝系統(tǒng)不能長周期運行，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，油氣回收率低，能耗高，投資費用高，適用范圍有限。授權(quán)公告號為CN201899968U的實用新型專利，公開了一種冷凝法與吸收法相結(jié)合的油氣回收裝置，油氣回收率較高，能達到99%左右，吸收塔的吸收劑用量低，節(jié)省能源， 但吸收劑需要冷凝器換熱冷凝，一定程度上增加了系統(tǒng)能耗，并且該回收裝置不含有解吸過程。授權(quán)公告號為CN200943812Y的實用新型專利，公開了一種加壓、冷凝、噴淋相結(jié)合的油氣回收裝置，該裝置設(shè)置三個吸收塔進行三級吸收，用壓縮機先將外來油氣加壓，然后使之低溫冷凝，工藝流程較復(fù)雜、能耗較高、難以長周期運行。公開號為CN101015760A
公開日為2007. 8. 15的專利申請，公開了一種吸收吸附集成技術(shù)的油氣回收方法及裝置，該方法及裝置能耗較高。公開號為101185825A
公開日為 2008. 5. 28的專利申請，公開了一種吸收法與膜分離法的集成工藝，整個油氣回收過程可分為四部分，吸收塔將油氣吸收分離、解吸罐解吸濃縮、進一步利用膜分離、吸收塔吸收回收， 油氣回收率可達99%以上，但該工藝流程過于復(fù)雜，設(shè)備投資及運轉(zhuǎn)費用也較大，成本較聞。授權(quán)公告號為CN201899966U的專利公開了一種夾套式油氣回收裝置及方法來抑制常溫常壓法油氣回收率下降，提高油氣回收率。該實用新型中吸收塔為夾套式，夾套裝在吸收塔外部，在夾套和器壁間形成密閉的空間，成為制冷劑流動的通道。該裝置使吸收塔在常溫常壓下的油氣吸收率較高，省掉了換熱器等設(shè)備，減少了設(shè)備投資，但是，當制冷劑溫度較高時，需加大制冷劑的流量或停工降溫處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種投資較小、設(shè)備運行周期較長、油氣回收率高、工藝流程簡單的油氣回收方法及系統(tǒng)。
為達上述目的，本發(fā)明一種油氣回收方法，包括噴淋吸收步驟、活性碳吸附和脫附步驟及溶劑解吸再生步驟；油氣在吸收塔內(nèi)經(jīng)兩段填料吸收后進入兩臺交替運行的活性碳吸附塔，油氣經(jīng)活性碳吸附達到排放標準后排入大氣中，活性碳經(jīng)加熱脫附，脫附后產(chǎn)生的物質(zhì)(形態(tài)為氣體)經(jīng)冷凝和油水分離后得到烴類液體(即回收油品)和污水及氣體(少量)，產(chǎn)生的氣體送入吸收塔，得到的烴類液體送入儲槽儲存，產(chǎn)生的污水送污水處理裝置處理；所述吸收油氣后的溶劑進入解吸塔，加熱解吸出溶劑和油氣；所述解吸出的溶劑返回溶劑儲罐，所述解吸出的油氣經(jīng)冷凝氣液分離后，得到烴類液體和少量氣體，將該少量氣體送入吸收塔,將該烴類液體送入儲槽存儲。吸收塔流程吸收過程為兩段循環(huán)吸收，上段為低濃度段(即吸收油氣的濃度較低，溶劑中油氣濃度較小)，溶劑大部分在溶劑儲罐和上段填料之間循環(huán)，小部分溢流至下段；下段為高濃度段，溶劑大部分在吸收塔的塔底和下段填料之間循環(huán)，小部分送解吸塔再生。本發(fā)明油氣回收方法，其中所述溶劑可以是任何可以吸收可揮發(fā)性有機污染物 (油氣)的溶劑，優(yōu)選汽油、煤油或柴油，更優(yōu)選柴油。所述油氣是指煉油、化工、醫(yī)藥等工業(yè)及遍布各地的加油設(shè)施等泄露或散發(fā)的可揮發(fā)性有機物，主要成分是含有C5-C8等烴成分的汽油及“三苯”(苯、甲苯、二甲苯)等污染物。本發(fā)明油氣回收方法，其中還包括將油氣進行吸收前經(jīng)緩沖罐氣液分離的步驟， 所述油氣在緩沖罐中氣液分離在常溫常壓下進行。油氣由管道進入緩沖罐后，由于空間突然增大，流速下降，利用凝液與油氣的密度差可分離大部分已冷凝的有機物(即“油品”)。 在氣溫較低時，油氣在輸送過程中已部分冷凝，進入吸收塔前先經(jīng)緩沖罐分離出這部分已冷凝的油品，可延長設(shè)備運行周期，減少系統(tǒng)能耗。本發(fā)明油氣回收方法，其中所述活性炭吸附塔中的活性碳進行脫附所用的熱源為低壓蒸汽。該低壓蒸汽來自熱力管網(wǎng)的水蒸汽，壓力為O. 3 O. 5MPag。本發(fā)明油氣回收方法，其中所述解吸塔中解吸所用的熱源同樣為低壓蒸汽(壓力為O. 3 O. 5MPag)，所述解吸塔的真空度為O. 098 O. 0985MPa，溫度為100-130。。。本發(fā)明油氣回收方法，其中還包括將所述溶劑在進入吸收塔之前冷卻的步驟，所述冷卻采用冷卻水冷卻，溶劑冷卻后的溫度通常為30 35°C。本發(fā)明一種油氣回收系統(tǒng)，包括溶劑儲罐、吸收塔、兩個活性炭吸附塔和解吸塔； 吸收塔頂端出氣口和活性炭吸附塔底端氣體出入口連通，活性炭吸附塔之間并聯(lián)連接，活性炭吸附塔底端出入口依次和換熱器、油水分離器、儲槽串聯(lián)連通，油水分離器的出氣口和吸收塔的進氣口連通；吸收塔底端出液口和解吸塔頂端的進液口連通，解吸塔底端出液口和溶劑儲罐的進液口連通，溶劑儲罐底端出液口和吸收塔頂端進液口連通；解吸塔頂端的出氣口依次和換熱器、凝液罐、氣液分離器、儲槽串聯(lián)連通，氣液分離器的出氣口和吸收塔的進氣口連通。其中所述活性炭吸附塔底端出入口是指設(shè)置的供氣體進出的出入口，當吸附塔處于吸附狀態(tài)時，氣體從下端口進頂端口出；當吸附塔處于脫附狀態(tài)時，氣體則從頂端口進下端口出。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)，其中還優(yōu)選設(shè)有緩沖罐，所述吸收塔的進氣口和緩沖罐的出氣口連通，即油氣管道中的油氣先經(jīng)過緩沖罐分離出一部分油品后再進入吸收塔用溶劑
4吸收。所述油水分離器的出氣口通過所述緩沖罐和吸收塔的進氣口連通，即當設(shè)有緩沖罐時，油水分離器中的氣體(含有一部分烴類液體)先經(jīng)過緩沖罐分離出一部分油品后再進入吸收塔用溶劑吸收。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)，所述活性炭吸附塔頂端氣體出入口還和低壓蒸汽管道連通，即低壓蒸汽為活性炭的脫附提供熱源，本發(fā)明采用蒸汽加熱脫附代替真空脫附，脫附效率提聞，活性炭的有效吸附能力增大。活性炭吸附塔兩臺并聯(lián)交替工作，其中一臺處于吸附工作狀態(tài)，另一臺進行蒸汽加熱脫附或空氣吹掃冷卻或處于備用狀態(tài)，延長了吸附塔的運行周期。油氣先經(jīng)吸收塔除去大部分有機物再進入活性炭吸附塔，油氣中的可揮發(fā)有機物含量顯著降低，使吸附塔的運行周期進一步延長，避免了頻繁切換導(dǎo)致的儀表、設(shè)備性能下降，使設(shè)備壽命延長，運行周期延長，尤其在氣溫較低時，優(yōu)勢更加明顯(氣溫低時油氣中有機物含量低，因而有效降低設(shè)備負荷)。與此同時吸附塔的容積及吸附劑用量相應(yīng)減小，且活性炭的選型更加靈活， 由于采用深度脫附工藝，可選用比表面積較少，孔徑較大的活性炭，大部分國產(chǎn)活性炭均可滿足，無需采用價格較高的進口活性碳產(chǎn)品，降低了投資成本。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)，其中所述解吸塔底端還設(shè)有加熱盤管,且解析塔的底端加熱盤管的進氣口和低壓蒸汽管道連通，即低壓蒸汽為解吸塔中溶劑的解吸提供熱源。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)，其中所述解吸塔底端還設(shè)有中間罐，中間罐頂端進液口和解吸塔底端出液口連通，中間罐底端出液口和溶劑儲罐的進液口連通。中間罐的作用是將真空系統(tǒng)與常壓系統(tǒng)隔離，保證在出料過程中連續(xù)穩(wěn)定運行，避免解吸塔壓力波動，便于操作與控制。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)，其中所述溶劑儲罐底端還設(shè)有水冷卻裝置，即溶劑儲罐內(nèi)底端設(shè)置冷卻盤管，通水冷卻維持溶劑(柴油)溫度在35°C以下。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)，其中優(yōu)選所述吸收塔的填料為金屬矩鞍環(huán)填料，該填料市場有售，如可購自江蘇啟東混合器廠，所述解吸塔所用填料為板波紋填料，該填料屬于市售產(chǎn)品，如可購自江蘇啟東混合器廠。本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)適用于煉油廠，化工廠，大型油庫或加油站等地的烴類及其它可揮發(fā)性有機物的回收與處理，尤其適用于汽油及“三苯”(苯、甲苯、二甲苯)等污染物的回收處理。本發(fā)明油氣回收方法及系統(tǒng)，采用的流程是溶劑吸收-活性炭吸附-加熱脫附工藝，將多個單元有效集成，從而獲得更加優(yōu)越的性能，大大提高了油氣的回收率，延長了設(shè)備的運行周期?；钚蕴课剿?，活性炭的脫附所用熱源為低壓蒸汽，脫附效率提高，活性炭的有效吸附能力增大。與現(xiàn)有的油氣回收方法和裝置相比，本發(fā)明具有投資較小、設(shè)備運行周期較長、油氣回收率高、工藝流程簡單的特點。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的油氣回收方法及系統(tǒng)作進一步說明。


圖I為本發(fā)明油氣回收系統(tǒng)的流程示意圖。附圖標記說明1-吸收塔；2_第一活性炭吸附塔；3_第二活性炭吸附塔；4-解吸塔；5_柴油儲罐；6_緩沖罐；7_凝液罐；8_氣液分離器；9_油水分離器；10_儲槽；11_換熱器；12-柴油泵；13-循環(huán)油泵；14_噴淋油泵；15-真空機組；16_中間罐；A_油水分離器得到的氣體氣液分離器得到的氣體。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖、實施例和試驗數(shù)據(jù)，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細的說明。如圖I所示，本發(fā)明的油氣回收系統(tǒng)，所用的吸收溶劑為柴油，包括柴油儲罐5、吸收塔I、第一活性炭吸附塔2、第二活性炭吸附塔3和解吸塔4 ;柴油儲罐5底端設(shè)置冷卻盤管，管內(nèi)通冷卻水，將柴油冷卻至35°C以下，如30-35°C，油氣管道和緩沖罐6進氣口連通， 緩沖罐6出氣口和吸收塔I的進氣口連通，吸收塔I頂端出氣口和活性炭吸附塔2、3底端氣體出入口連通，第一活性炭吸附塔2和第二活性炭3并聯(lián)連接，活性炭吸附塔2、3底端氣體出入口依次和換熱器11、油水分離器9、儲槽10串聯(lián)連通，油水分離器9的出氣口和緩沖罐 6的進氣口連通；吸收塔I底端出液口和解吸塔4頂端的進液口連通，解吸塔4底端出液口和柴油儲罐5的進液口連通，柴油儲罐5的底端出液口通過循環(huán)油泵13和吸收塔I頂端進液口連通；解吸塔4頂端的出氣口依次和換熱器11、凝液罐7、真空機組15、氣液分離器8、 儲槽10串聯(lián)連通，氣液分離器8的出氣口和吸收塔I的進氣口連通；活性炭吸附塔2、3的頂端氣體出入口和低壓蒸汽管道連通，同時，活性炭吸附塔2、3的頂端氣體出入口還可消防水管道連通，活性炭吸附塔2、3的底端氣體出入口還可與工廠空氣管道連通，用于向吸附塔2、3中通入空氣冷卻加熱脫附后的活性炭；所述解吸塔4底端設(shè)有加熱盤管，加熱盤管的進氣口和低壓蒸汽管道連通，解吸塔4的底端還設(shè)有中間罐16，中間罐16頂端進液口和解吸塔4底端出液口連通，中間罐16底端出液口通過柴油泵12和柴油儲罐5的進液口連通。吸收塔I的填料為金屬矩鞍環(huán)填料(購自江蘇啟東混合器廠)，操作條件為常溫常壓， 解吸塔4所用填料為板波紋填料(購自江蘇啟東混合器廠)，操作條件為真空度O. 098MPa, 溫度為 100-130°C。含有機物揮發(fā)氣的空氣(油氣)首先經(jīng)緩沖罐6進行初步的氣液分離(緩沖罐的操作條件是常溫常壓)，然后經(jīng)吸收塔I用柴油吸收，分離出大部分揮發(fā)物，柴油儲罐5的底端用冷卻水將柴油冷卻至35°C以下，如30-35°C，柴油從柴油儲罐5的底端由循環(huán)油泵13 送入吸收塔的頂端進液口，對吸收塔I內(nèi)的油氣進行噴淋吸收。吸收塔內(nèi)吸收過程為兩段循環(huán)吸收，上段為低濃度段(即吸收油氣的濃度較低，溶劑中油氣濃度較小)，溶劑大部分在溶劑儲罐和上段填料間循環(huán)，小部分溢流至下段；下段為高濃度段，溶劑大部分在吸收塔的塔底和下段填料之間循環(huán)，小部分送解吸塔再生。經(jīng)柴油吸收后的油氣再進入兩臺并聯(lián)的交替工作的活性炭吸附塔2、3，進一步除去殘留的有機物，吸附完畢的氣體即達到排放標準，由活性炭吸附塔2、3的頂端氣體出入口排入大氣。兩臺活性炭吸附塔2、3交替工作，其中一臺處于吸附工作狀態(tài)，另一臺處于蒸汽加熱脫附狀態(tài)或空氣吹掃冷卻狀態(tài)或處于備用狀態(tài)，加熱脫附所用的熱源為低壓蒸汽 (來自熱力管網(wǎng)的水蒸汽)，壓力為O. 3 O. 5MPag，脫附后的油氣與水蒸汽混合物經(jīng)換熱器 11冷卻，并在油水分離器9中靜置分離后，油相即為回收油品，送去儲槽10儲存，水相送污水處理裝置，少量氣體A則返回至緩沖罐6進行初步的氣液分離后進入吸收塔I。已溶解油氣的柴油進入解吸塔4內(nèi)，在真空狀態(tài)下被解吸塔4底端的加熱盤管加熱解吸，加熱熱源是加熱盤管內(nèi)的低壓蒸汽，真空度為O. 098MPa，加熱溫度為120°C，壓力為O. 3 O. 5MPag。吸收塔4頂端氣體經(jīng)換熱器11將揮發(fā)物冷凝，凝液即為回收油品，通過凝液罐7送入儲槽10儲存，凝液罐7頂端氣體經(jīng)真空機組15 (用于維持解吸塔內(nèi)的真空度)和換熱器11冷卻后在氣液分離器8中進一步氣液分離，液體即為回收油品，送入儲槽 10儲存，氣體B送入吸收塔I進行油氣回收。本發(fā)明油氣回收方法及系統(tǒng)，吸收劑(柴油)循環(huán)利用，損耗極少，溶劑損耗每年低于溶劑用量的20%，即以一次添加20m3，則每年只需補充不足4m3;油氣回收率高，大于 99% ;設(shè)備運行周期長，設(shè)備投資成本較低；本發(fā)明采用蒸汽加熱脫附代替真空脫附，脫附效率提高，活性炭的有效吸附能力增大，活性碳用量明顯減少；數(shù)據(jù)如表I所示。儲罐、真空機組等產(chǎn)生的揮發(fā)氣并入油氣中，整個裝置無污染性氣體排出。若活性炭床層出現(xiàn)高溫，立即開啟消防管道中的消防水噴淋降溫；若出現(xiàn)高溫、著火等事故狀態(tài)，無法維持裝置安全運行時，緊急停車系統(tǒng)立即將進料切斷，并將油氣通過液封旁路放入大氣。以上述油氣回收系統(tǒng)為例，裝置負荷500m3/h，在油氣濃度與組成，尾氣濃度，回收率，裝置壽命等指標基本相同的條件下，相關(guān)數(shù)據(jù)見下表I :表I與現(xiàn)有同類裝置相比本發(fā)明系統(tǒng)各項性能指標對比
權(quán)利要求
1.一種油氣回收方法，其特征在于包括噴淋吸收步驟、活性碳吸附和脫附步驟及溶劑解吸再生步驟；油氣在吸收塔內(nèi)經(jīng)兩段填料吸收后進入兩臺交替運行的活性碳吸附塔， 油氣經(jīng)活性碳吸附達到排放標準后排入大氣中，活性碳脫附后產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)冷凝和油水分離后得到烴類液體、污水和氣體，得到的烴類液體送入儲槽存儲，產(chǎn)生的污水送污水處理裝置處理，產(chǎn)生的氣體送入吸收塔；所述吸收油氣后的溶劑進入解吸塔，加熱解吸出溶劑和油氣；所述解吸出的溶劑返回溶劑儲罐，所述解吸出的油氣經(jīng)冷凝及氣液分離后，得到烴類液體和氣體，將該氣體送入吸收塔，將該烴類液體送入儲槽存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述溶劑為汽油、煤油或柴油。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于還包括將油氣在吸收前經(jīng)緩沖罐氣液分離的步驟，所述油氣在緩沖罐中氣液分離在常溫常壓下進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于活性炭吸附塔中的活性碳進行脫附所用的熱源為低壓蒸汽，壓力為O. 3 O. 5MPag。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述解吸塔中解吸所用的熱源為低壓蒸汽，所述解吸塔的真空度為O. 098 O. 0985MPa，溫度為100-130°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于還包括將所述溶劑在進入吸收塔之前冷卻的步驟，所述冷卻采用冷卻水冷卻。
7.一種油氣回收系統(tǒng)，其特征在于包括溶劑儲罐、吸收塔、兩個活性炭吸附塔和解吸塔；吸收塔頂端出氣口和活性炭吸附塔底端氣體出入口連通，活性炭吸附塔之間并聯(lián)連接， 活性炭吸附塔底端出入口依次和換熱器、油水分離器、儲槽串聯(lián)連通，油水分離器的出氣口和吸收塔的進氣口連通；吸收塔底端出液口和解吸塔頂端的進液口連通，解吸塔底端出液口和溶劑儲罐的進液口連通，溶劑儲罐底端出液口和吸收塔頂端進液口連通；解吸塔頂端的出氣口依次和換熱器、凝液罐、氣液分離器、儲槽串聯(lián)連通，氣液分離器的出氣口和吸收塔的進氣口連通。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣回收系統(tǒng)，其特征在于還設(shè)有緩沖罐，所述吸收塔的進氣口和緩沖罐的出氣口連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的油氣回收系統(tǒng)，其特征在于所述油水分離器的出氣口通過所述緩沖罐和吸收塔的進氣口連通。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣回收系統(tǒng)，其特征在于所述活性炭吸附塔頂端氣體出入口還和低壓蒸汽管道連通。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣回收系統(tǒng)，其特征在于所述解吸塔底端設(shè)有加熱盤管，加熱盤管的進氣口和低壓蒸汽管道連通。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣回收裝置，其特征在于所述解吸塔底端還設(shè)有中間罐，中間罐頂端進液口和解吸塔底端出液口連通，中間罐底端出液口和溶劑儲罐的進液口連通。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣回收系統(tǒng)，其特征在于所述溶劑儲罐底端還設(shè)有水冷卻裝置，將溶劑冷卻至30-35°C。
14.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油氣回收系統(tǒng)，其特征在于所述吸收塔的填料為金屬矩鞍環(huán)填料，所述解吸塔所用填料為板波紋填料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于煉油廠、化工廠、大型油庫及加油站等地的烴類及其它可揮發(fā)性有機物的回收方法及回收系統(tǒng)。油氣在吸收塔內(nèi)經(jīng)兩段填料吸收后進入兩臺交替運行的活性炭吸附塔，油氣經(jīng)活性炭吸附后即為達標廢氣，排入大氣，活性炭脫附后產(chǎn)生的物質(zhì)經(jīng)冷凝和油水分離后，得到的烴類液體送入儲槽，產(chǎn)生的污水送污水處理裝置處理，少量未冷凝的氣體返回吸收塔；所述吸收油氣后的溶劑進入解吸塔，解吸出溶劑和油氣；所述解吸出的溶劑返回溶劑儲罐，所述解吸出的油氣經(jīng)氣液分離后，得到烴類液體和少量氣體，將該氣體送入吸收塔，將該烴類液體送入儲槽存儲。本發(fā)明方法和系統(tǒng)具有投資較小、設(shè)備運行周期較長、油氣回收率高、工藝流程簡單的特點。
文檔編號B01D45/02GK102580463SQ201110443650
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者劉玉, 吳德娟, 孫長庚, 宋磊, 李文堂, 楊慶蘭, 畢可珍, 趙義, 辛江, 陳榮華, 馬超凡 申請人:中國寰球工程公司