專利名稱：利用吸收與吸附集成技術(shù)的油氣回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境保護(hù)及節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特指一種利用吸附過程中采用單塔間歇式吸附的吸收——吸附集成技術(shù)，來回收油氣等各種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在石油、石化、油漆(涂料)、交通等領(lǐng)域，由于汽油等各種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)在生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售、使用等過程中非常容易揮發(fā)而產(chǎn)生十分嚴(yán)重的蒸發(fā)損耗。這種油氣大量蒸發(fā)并直接排放到大氣，不僅造成嚴(yán)重的數(shù)量損失和質(zhì)量下降(從而帶來了重大的經(jīng)濟(jì)損失)，而且嚴(yán)重地污染了大氣環(huán)境及留下重大的火災(zāi)隱患。目前，油氣與空氣的分離回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分離法等，有些還含有壓縮過程或兒種方法的綜合利用。各種回收原理各不相同，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能也相差較大。常用的是吸收法和吸附法。
吸收法油氣回收方法即通過油氣——空氣混合氣與吸收劑接觸，根據(jù)不同組分在吸收劑中的溶解度不同，即油氣組分溶解于該吸收劑形成溶液(富吸收劑)，不能溶解的空氣組分則保留在氣相中，于是原混合氣體的組分得以分離。以前國(guó)內(nèi)外用煤油、輕柴油作為吸收劑，吸收回收率低(約為90％)，且在常溫常壓下難以解吸再生，故無法視為獨(dú)立成套的回收技術(shù)。
吸附法油氣回收方法是利用油氣—空氣混合氣中各組分與吸附劑之間結(jié)合力強(qiáng)弱的差別，使難吸附的空氣組分與易吸附的油氣組分分離。目前常用活性炭及其改性物(如活性炭纖維)來吸附油氣?；钚蕴课哆^程可視為絕熱吸附。如在汽油儲(chǔ)運(yùn)過程中，蒸發(fā)排放出來的油氣流量大、濃度高，國(guó)內(nèi)油氣中還高含烯烴等不飽和烴。吸附法回收方法用來處理這種油氣，吸附熱非常明顯。吸附熱效應(yīng)將帶來一系列后果，如(1)油氣中不飽和烴及硫等雜質(zhì)易發(fā)生氧化(自催化)、炭化、焦化、聚合，填住活性炭有效微孔，降低活性炭活性吸附表面積，從而降低其有效吸附容量并影響使用壽命；(2)危及吸附操作安全。另外，其工業(yè)化設(shè)備也存在不少問題，如易損部件多，因?yàn)槲剿M(jìn)行頻繁的吸附——解吸自動(dòng)循環(huán)切換，相應(yīng)的閥門要能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)這種操作，程控閥的使用壽命較短。吸附分離的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以使尾氣排放濃度控制在較低的指標(biāo)內(nèi)。因此，從油氣分離回收技術(shù)的發(fā)展方向及尾氣排放指標(biāo)日趨嚴(yán)格等方面來看，對(duì)于大處理量、高濃度的進(jìn)料氣，油氣吸附分離回收方法今后將主要用作其它分離方法(如吸收法、膜分離法、冷凝法)的最后把關(guān)(輔助)服務(wù)。
根據(jù)本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)檢索了國(guó)內(nèi)外數(shù)據(jù)庫(kù)。發(fā)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外采用活性炭吸附法回收油氣的專利和報(bào)道較多，而吸收法油氣回收技術(shù)的報(bào)道較少。吸附法和吸收法回收油氣的專利和報(bào)道與本發(fā)明的技術(shù)路線及機(jī)理都不相同。
有專利申請(qǐng)?zhí)?0118594.2，提出了一種吸收吸附組合回收油氣的工藝流程，該工藝吸附過程采用雙塔結(jié)構(gòu)與本發(fā)明不同。
有專利申請(qǐng)?zhí)?00510123016.2，利用特制吸收劑吸收回收油氣的方法及裝置，該油氣回收過程可分為三部分吸收塔吸收分離→解吸罐真空解吸濃縮→回收塔吸收回收。本發(fā)明是在該發(fā)明的基礎(chǔ)上，加入吸附過程，進(jìn)一步降低尾氣排放濃度。同時(shí)通過適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)可以降低投資與運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種吸收——吸附油氣回收集成工藝及裝置，其在常溫常壓條件下，先后通過吸收和吸附兩個(gè)過程，實(shí)現(xiàn)油氣的回收。其中吸附過程為單塔間歇式吸附。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為整個(gè)油氣回收過程可分為四部分吸收塔吸收分離，吸附塔吸附分離，解吸罐解吸濃縮，以及回收塔吸收回收。具體為(1)利用油氣集氣系統(tǒng)，將鐵路油罐車等油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備收發(fā)油過程產(chǎn)生的各種油氣和空氣混合氣引到油氣回收系統(tǒng)(2)利用高效吸收劑(貧吸收劑)在吸收塔中吸收回收汽油等輕質(zhì)油品蒸發(fā)排放出來的油氣，含少量油氣的尾氣通入吸附塔再深度吸附后，未被吸收的空氣從排放口排入大氣；(3)吸收劑通過溶劑泵打到吸收塔頂部，吸收油氣后的富吸收劑在解吸臥罐中進(jìn)行解吸再生，從而可使吸收劑循環(huán)使用；(4)當(dāng)吸附塔中活性炭吸附達(dá)到穿透點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行解吸操作。從吸附劑以及富吸收劑解吸出來的高濃度油氣進(jìn)入回收塔，被泵送來的液態(tài)貧汽油本體所吸收，吸收后的富汽油通過富汽油泵打回原來油罐或可直接使用；(5)回收塔中的尾氣重新進(jìn)入吸收塔而被循環(huán)吸收。
其中，本發(fā)明中進(jìn)吸收塔的油氣和空氣混合氣體積流量Q1、進(jìn)吸收塔的吸收劑體積流量Q2、進(jìn)回收塔的汽油體積流量Q3之比為Q1∶Q2∶Q3＝1∶(0.1～0.2)∶(0.03～0.08)。本發(fā)明所用的吸收劑為吸收劑AbsFOV-97。該吸收劑可添加導(dǎo)靜電劑、除泡劑。
本發(fā)明所述裝置包括吸收塔、吸附塔、溶劑泵、解吸臥罐、回收塔、富汽油泵、貧汽油泵。
本發(fā)明特征在于吸附過程使用單個(gè)吸附塔間歇式吸附。
各裝置連接關(guān)系為(1)排放氣通過集氣管與吸收塔下部相連接(2)吸收塔上部與溶劑泵出口端相連接，頂部與吸附塔進(jìn)口端及尾氣排放口相連接，底部與解吸臥罐頂部相連接；(3)吸附塔底部與真空泵進(jìn)口端相連接，頂部(出氣端)與排放口相連接；(4)解吸臥罐底部與溶劑泵進(jìn)口端相連接，另一頂部(出氣端)與真空泵進(jìn)口端相連接；(5)回收塔底部與富汽油泵進(jìn)口端相連接，上部與貧汽油泵出口端相連接，頂部排放出的尾氣返回到吸收塔下部而被循環(huán)吸收。
為了方使提供貧汽油及儲(chǔ)存富汽油，可設(shè)置油罐。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于
(1)裝置回收率可達(dá)到99.6％以上，可獲得明顯的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
(2)考慮到油品儲(chǔ)運(yùn)過程的特點(diǎn)，本發(fā)明吸附過程采用單塔間歇式吸附，大大降低了投資成本(10％以上)和運(yùn)行成本。
(3)本發(fā)明可防止各種VOCs帶來的環(huán)境污染及火災(zāi)爆炸隱患，還可回收有價(jià)值的物料，如汽油。


圖1為本發(fā)明吸收——吸附油氣回收集成工藝實(shí)施例示意圖。1集氣管，2吸收塔，3吸附塔，4解吸臥罐，5尾氣排放口，6溶劑泵，7真空泵，8密封液罐，9回收塔，10富汽油泵，11貧汽油泵，12貧油入口，13富油出口具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例包括集氣管1、吸收塔2、吸附塔3、解吸臥罐4、尾氣排放口5、溶劑泵6、真空泵7、密封液罐8、回收塔9、富汽油泵10、貧汽油泵11、貧油入口12、富油出口13。
如圖1，各裝置連接描述如下 排放氣通過集氣管1與吸收塔2下部相連接；吸收塔2上部與溶劑泵6出口端相連接，頂部(出氣端)與吸附塔3下部以及排放口5相連接，底部與解吸臥罐4頂部相連接；吸附塔3底部與真空泵7進(jìn)口端相連接，頂部(出氣端)與排放口5相連接；解吸臥罐4底部與溶劑泵6進(jìn)口端相連接，另一頂部與真空泵7進(jìn)口端相連接；真空泵7出口端連接回收塔9下部；回收塔9底部與富汽油泵10進(jìn)口端相連接，上部與貧汽油泵11出口端相連接，頂部排放出的尾氣返回到吸收塔2下部而被循環(huán)吸收。
油氣回收步驟為(1)利用油氣集氣系統(tǒng)，將油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備裝油過程產(chǎn)生的油氣和空氣混合氣經(jīng)集氣管1引到油氣回收系統(tǒng)的吸收塔2的下部。
(2)利用貧吸收劑在吸收塔2中吸收回收汽油等輕質(zhì)油品蒸發(fā)排放出來的油氣。吸收劑通過溶劑泵6打到吸收塔頂部。含少量油氣的尾氣通入吸附塔3深度吸附處理。吸收塔2中的液位通過調(diào)節(jié)閥來控制，從而使其液位保持在穩(wěn)定的水平。
(3)吸收油氣后的富吸收劑在解吸臥罐4中進(jìn)行解吸再生，從而可使吸收劑循環(huán)使用。
(4)當(dāng)吸附塔中活性炭吸附達(dá)到穿透點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行解吸操作。此時(shí)吸收塔尾氣直接排空。
(5)從富吸收劑和吸附劑中解吸出來的高濃度油氣進(jìn)入回收塔9而被液態(tài)貧汽油本體所吸收，吸收后的富汽油打回儲(chǔ)存或直接外送使用，從而實(shí)現(xiàn)油氣的回收。貧汽油、富汽油通過泵11、10來實(shí)現(xiàn)輸送?；厥账?中的液位通過調(diào)節(jié)閥來控制，從而使其液位保持在穩(wěn)定的水平。
(6)回收塔9中有部分未被吸收的油氣和空氣混合氣(尾氣)重新進(jìn)入吸收塔2而被循環(huán)吸收。該裝置吸收回收率η技術(shù)特征示例于表1。
表1吸收回收率η技術(shù)特征示例

本發(fā)明司適當(dāng)調(diào)節(jié)吸收和吸附過程的回收量，使該工藝達(dá)到最好的效益，如集成回收工藝中吸收段回收率η1控制在85％～97％、吸附段回收率η2控制在90％～97％，則相應(yīng)的整套系統(tǒng)回收率η將大于99％，表2為其實(shí)際應(yīng)用示例。
表2吸收回收率、吸附回收率及相應(yīng)的裝置回收率示例

權(quán)利要求
1.利用吸收——吸附集成技術(shù)的油氣回收方法，整個(gè)油氣回收過程包括吸收塔吸收分離，吸附塔吸附分離，解吸罐解吸濃縮，以及回收塔吸收回收，其特征在于吸附過程使用單個(gè)吸附塔間歇式吸附；具體為(1)利用油氣集氣系統(tǒng)，將鐵路油罐車等油品儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備收發(fā)油過程產(chǎn)生的各種油氣和空氣混合氣引到油氣回收系統(tǒng)；(2)利用貧吸收劑在吸收塔中吸收回收汽油等輕質(zhì)油品蒸發(fā)排放出來的油氣，含少量油氣的尾氣通入吸附塔再深度吸附后，未被吸收的空氣從排放口排入大氣；(3)貧吸收劑通過溶劑泵打到吸收塔頂部，吸收油氣后的富吸收劑在解吸臥罐中進(jìn)行解吸再生，從而可使吸收劑循環(huán)使用；(4)當(dāng)吸附塔中活性炭吸附達(dá)到穿透點(diǎn)時(shí)，進(jìn)行解吸操作；從富吸收劑以及活性炭吸附劑解吸出來的高濃度油氣進(jìn)入回收塔，被泵送來的液態(tài)貧汽油本體所吸收，吸收后的富汽油通過富汽油泵打回原來油罐或可直接使用；(5)回收塔中的尾氣重新進(jìn)入吸收塔而被循環(huán)吸收；其中，本發(fā)明中進(jìn)吸收塔的油氣和空氣混合氣體積流量Q1、進(jìn)吸收塔的吸收劑體積流量Q2、進(jìn)回收塔的汽油體積流量Q3之比為Q1∶Q2∶Q3＝1∶(0.1～0.2)∶(0.03～0.08)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用吸收和吸附集成技術(shù)的油氣回收方法，其特征在于吸收過程所用的吸收劑為吸收劑AbsFOV-97。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用吸收和吸附集成技術(shù)的油氣回收方法，其特征在于所述吸收劑添加導(dǎo)靜電劑、除泡劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用吸收和吸附集成技術(shù)的油氣回收方法的裝置，其包括吸收塔、溶劑泵、解吸臥罐、回收塔、富汽油泵、貧汽油泵，其中吸收塔(2)上部與溶劑泵(6)相連接，吸收塔(2)底部與解吸臥罐(4)頂部相連接；解吸臥罐(4)底部與溶劑泵(6)進(jìn)口端相連接，另一頂部經(jīng)管路與回收塔相連；回收塔(9)底部與富汽油泵(10)進(jìn)口端相連接，上部與貧汽油泵(11)出口端相連接；其特征在于設(shè)置吸附過程使用的單個(gè)吸附塔(2)，吸收塔(2)頂部出氣端與吸附塔(3)下部相連接。
全文摘要
本發(fā)明特指采用單塔間歇式吸附的吸收——吸附集成技術(shù)的油氣回收方法及裝置。整個(gè)油氣回收過程分為四部分吸收塔吸收分離，吸附塔吸附分離、解吸臥罐解吸濃縮以及回收塔吸收回收的過程。其將貧吸收劑通過溶劑泵打到吸收塔頂部，吸收油氣后的富吸收劑在解吸臥罐中進(jìn)行解吸再生，從而可使吸收劑循環(huán)使用；從吸收塔出來的尾氣通入吸附塔吸附回收；從富吸收劑和吸附劑中解吸出來的高濃度油氣進(jìn)入回收塔而被泵送來的液態(tài)貧汽油本體所吸收，吸收后的富汽油通過富汽油泵打回原來油罐或可直接使用，回收塔中的尾氣重新進(jìn)入吸收塔而被循環(huán)吸收。吸附過程采用單塔間歇式吸附，可大大降低投資和運(yùn)行成本。
文檔編號(hào)B01D53/14GK101015760SQ200610161630
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月29日
發(fā)明者黃維秋, 林毅, 趙書華, 劉海 申請(qǐng)人:江蘇工業(yè)學(xué)院