專利名稱：一種油氣冷凝回收方法
技術領域：
本發(fā)明提供了一種油氣冷凝回收方法，屬于環(huán)境保護和節(jié)能技術領域。
背景技術：
在石油化工、涂料、交通等領域，各種揮發(fā)性有機物在生產(chǎn)、儲存、運輸、銷售和使用等過程中揮發(fā)出較高濃度的有機蒸汽，如汽油、石腦油和苯等，不但浪費資源，而且污染環(huán)境，并留下重大的火災或爆炸隱患。目前對油氣的回收方法有吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離法，有些還含有壓縮過程或幾種方法的綜合利用。吸附法在回收油氣過程中，產(chǎn)生吸附熱，危及操作的安全性。經(jīng)吸附處理后的尾氣中非甲烷總烴濃度一般都很低，因此吸附法更適合于做其他技術的最后把關服務，以保證尾氣的達標排放。膜分離法油氣回收技術為一門新興技術，目前所用膜使用壽命短，投資和運行費用較高，高性能的膜材料仍處于研究開發(fā)階段。吸收法是利用油氣和空氣在吸收劑中溶解度的不同，來實現(xiàn)油氣與空氣的分離。 冷凝法是利用各種烴類在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸氣壓，通過降低溫度或增加壓力，使有機物凝結出來，而空氣則以氣相排入大氣。冷凝法又可分為直接冷凝法和冷凝壓縮法，前者一般采用多級連續(xù)冷卻方式降低揮發(fā)油氣的溫度，使油氣中的輕油成分凝聚為液體而排出潔凈空氣，后者將油氣壓縮、冷凝后生成凝結液進行回收，溫度越低、壓力越高， 回收的效果就越好，設施的投資和操作費用也越高。專利CN101348729A《壓縮冷凝式油氣回收工藝技術》是對不壓縮冷凝式油氣回收裝置的改進。對于儲油庫，要達到非甲烷總烴回收率>90%的目標，油氣不壓縮冷凝溫度必須達到_95°C，而當采用液環(huán)壓縮機增壓至0. 5MPa時，油氣溫度只需冷凝至_75°C，便可達到同樣的結果。據(jù)2006年《石油規(guī)劃設計》第17卷第5期《冷凝式油氣回收裝置研究》介紹，2004年青島高科石油天然氣新技術設計研究所設計制造的國內(nèi)第一套300m3冷凝式油氣回收處理裝置，對汽油油氣進行回收和利用，油氣回收率可達90%以上。雖然現(xiàn)有資料介紹的油氣冷凝回收工藝對油氣回收率均較高，但大都采用多級制冷，系統(tǒng)組成復雜，投資較尚ο2001年《石油商報》第19卷第3期《我國吸收法油氣回收技術發(fā)展狀況》介紹了以低溫汽油作吸收劑的油氣回收裝置。按照該工藝，油氣隨一部分低溫鹽水進入噴射器，使部分油氣冷凝，沒有冷凝的油氣進入吸收塔，與從塔頂噴入的汽油和低溫鹽水接觸，油氣被吸收，不凝氣在塔頂稀釋后排放。利用該工藝，可使輕烴回收率達到92%。該技術為常壓冷凝，為充分回收油氣，其后設置了吸收塔。該工藝中，油氣未經(jīng)預冷，而是直接以鹽水冷凝， 油氣中的水汽以水的形式析出并將載冷劑——鹽水稀釋，使鹽水濃度很快降低，這就需要不斷補充鹽水以保證載冷劑濃度，從而達到油氣冷凝所需的溫度，從而大大增加了裝置的操作費用。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有油氣冷凝回收技術的不足，本發(fā)明提供了一種油氣冷凝回收方法。
本發(fā)明的油氣冷凝回收方法包括載冷劑經(jīng)冷卻后，由氣液兩相流泵提供動力，抽吸油氣，使油氣和載冷劑同時進入氣液兩相流泵，油氣在葉輪高速旋轉作用下以微氣泡形式分散于載冷劑中，油氣被迅速冷卻，并在泵體和泵后管道的壓力環(huán)境下由氣相轉變?yōu)橐合啵瑥亩瓿捎蜌饫淠厥者^程。根據(jù)本發(fā)明的方法，所述的氣液兩相流泵的入口端真空度為-0. 5 OMPa，出口端壓力為O l.OMPa(絕壓)。與常規(guī)冷凝回收油氣資源的工藝相比，本發(fā)明油氣以微氣泡形式分散于液相載冷劑中，氣液接觸面積更大，同時由于提供了較高的壓力環(huán)境，油氣由氣相轉變?yōu)橐合嗟乃俣雀?。根?jù)本發(fā)明的方法，所述的載冷劑為NaCl溶液，其質(zhì)量濃度為7% 23%，載冷劑的冷卻溫度為O -20°C。根據(jù)本發(fā)明的方法，所述的載冷劑為CaCl2溶液，其質(zhì)量濃度為9% 30%，載冷劑的冷卻溫度為O -50°C。在本發(fā)明方法中，氣液兩相流泵出口端物流進入油/載冷劑/氣三相分離器進行分離，得到的油品直接作為產(chǎn)品銷售或進行再加工，分離出的載冷劑經(jīng)與原料油氣換熱后循環(huán)使用，不凝氣進入油氣后處理裝置進一步處理。根據(jù)本發(fā)明的方法，其中至少部分原料油氣在進入氣液兩相流泵前與所述的循環(huán)載冷劑在原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器中進行換熱。經(jīng)換熱預冷處理后，原料油氣進入油/ 水/氣三相分離器中進行分離，原料油氣中的絕大部分水分在油/水/氣三相分離器中析出，含油污水進入污水處理場進一步處理后排放，從而可以使載冷劑能夠在一個較長時間里循環(huán)使用，并保持一定的濃度。本發(fā)明方法中，所述的油/載冷劑/氣和油/水/氣三相分離器均為常壓操作。所述油/載冷劑/氣三相分離器分離出的不凝氣中絕大部分為空氣，但仍含有少量油氣，優(yōu)選將不凝氣排入油氣后處理裝置進一步處理后排放。所述的油氣后處理裝置選自催化燃燒裝置、熱力氧化裝置、蓄熱燃燒裝置或吸附裝置等。所述的油/水/氣三相分離器排出的氣相作為氣液兩相流泵入口端氣相進料。根據(jù)本發(fā)明的方法，油/載冷劑/氣三相分離器中分離出的油品與油/水/氣三相分離器分離出的液相油品進行再加工處理或直接作為產(chǎn)品。根據(jù)本發(fā)明的方法，所述的原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器選自板式換熱器、管殼式換熱器或熱管換熱器。本發(fā)明中所述的油氣為汽油和液態(tài)烴氧化脫硫醇尾氣、含硫含氨污水罐排放氣、 污油罐排放氣、粗柴油罐排放氣、粗汽油罐排放氣、堿渣罐排放氣、油品儲罐排放氣或輕油裝車過程排放氣。與現(xiàn)有油氣冷凝回收技術相比，本發(fā)明的油氣冷凝回收方法具有如下效果(1)本發(fā)明以氣液兩相流泵提供動力，將載冷劑和油氣直接抽吸進入泵體，在葉輪高速旋轉作用下，油氣以微氣泡形式分散于載冷劑中，增大了氣液相間接觸面積，使油氣溫度迅速降低，同時，由于旋轉葉輪產(chǎn)生的壓力，使油氣壓縮，與傳統(tǒng)油氣冷凝回收技術相比， 本工藝可使油氣由氣相轉變?yōu)橐合嗟臅r間大大縮短。(2)原料油氣在進入氣液兩相流泵之前，與循環(huán)載冷劑換熱，原料油氣被預冷，使其中絕大部分水汽以水的形式析出，延緩了載冷劑濃度的稀釋過程，降低了載冷劑的補充量，從而降低了操作費用。(3)本發(fā)明工藝技術簡單、一次投資少，凡油氣含量較高的廢氣均可采用本發(fā)明方法處理，如汽油和液態(tài)烴氧化脫硫醇尾氣、含硫含氨污水罐排放氣、污油罐排放氣、粗柴油罐排放氣、粗汽油罐排放氣、堿渣罐排放氣、油品儲罐排放氣和輕油裝車過程排放氣等。


圖1為本發(fā)明方法的工藝流程示意圖；其中1、載冷劑儲罐；2、制冷機；3、調(diào)節(jié)閥；4、氣液兩相流泵；5、泵前油氣管線； 6、油/載冷劑/氣三相分離器；7、油/水/氣三相分離器；8、油氣后處理裝置；9、原料油氣 /循環(huán)載冷劑換熱器；10、循環(huán)載冷劑；11、載冷劑回用。
具體實施例方式下面結合附圖進一步說明本發(fā)明方法的實施方式。如圖1所示，載冷劑經(jīng)制冷機2冷卻后進入氣液兩相流泵4 (在氣液兩相流泵的入口端設置有調(diào)節(jié)閥3，泵入口端氣相管線5位于調(diào)節(jié)閥3后)，調(diào)整調(diào)節(jié)閥3，使氣液兩相流泵的入口端真空度為-0. 5 OMpa。原料油氣在原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器9中經(jīng)換熱預冷后進入油/水/氣三相分離器7，排出的氣相經(jīng)管線5被抽吸進入氣液兩相流泵4。在泵體內(nèi)油氣被高速旋轉的葉輪切割成微氣泡分散于載冷劑中，巨大的氣液接觸面積使油氣被迅速冷卻，并在較高的壓力下于泵體和管道中，油氣由氣相轉變?yōu)橐合啵瓿捎蜌饫淠厥詹僮?。在?載冷劑/氣三相分離器6中分離出的不凝氣進入油氣后處理裝置8進一步處理后排放，載冷劑進原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器9換熱后循環(huán)使用。油/水/氣三相分離器7和原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器9分離出的油相直接作為產(chǎn)品出售或進行再加工， 油/水/氣三相分離器排出的含油污水送往污水處理場經(jīng)達標處理后排放。下面通過具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術內(nèi)容和效果。實施例1某汽油裝車過程排放出的油氣濃度750g/Nm3(以非甲烷總烴計)，溫度30°C左右。 以質(zhì)量濃度30%的CaCl2溶液為載冷劑。主要操作條件氣液兩相流泵前真空度-0. 15MPa, 泵后壓力0. 4MPa (表壓)，載冷劑溫度-50°C。全部原料油氣與自油/載冷劑/氣三相分離器排出的循環(huán)載冷劑進行換熱預冷，經(jīng)預冷后的油氣進入油/水/氣三相分離器分離出水分后，進一步用載冷劑進行冷凝回收，含油污水則排往污水處理場經(jīng)達標處理后排放。油/ 載冷劑/氣三相分離器排出的油相直接作為產(chǎn)品銷售或輸送至汽油罐，不凝氣排入油氣后處理裝置進一步處理后排放，載冷劑則循環(huán)使用。經(jīng)本發(fā)明方法處理后，油氣回收率為87%。實施例2某汽油氧化脫硫醇尾氣和液態(tài)烴氧化脫硫醇尾氣，溫度30°C左右，非甲烷總烴濃度為500g/Nm3。以質(zhì)量濃度30%的CaCl2溶液為載冷劑，主要操作條件氣液兩相流泵前真空度-0. 15MPa，泵后壓力0. 4MPa (表壓)，低溫載冷劑溫度_50°C。油氣與自油/載冷劑/ 氣三相分離器排出的循環(huán)載冷劑進行換熱預冷，經(jīng)預冷后的油氣進入油/水/氣三相分離器分離出水分后，進一步用載冷劑進行冷凝回收，含油污水則送往污水處理場做達標處理后排放。油/載冷劑/氣三相分離器排出的油相進入精制裝置再加工，不凝氣排入油氣后處理裝置進一步處理后排放，載冷劑則循環(huán)使用。經(jīng)本發(fā)明方法處理后，油氣回收率為90%。實施例3某含硫污水罐排放廢氣，溫度30 0C左右，經(jīng)預處理脫除廢氣中硫化物后，油氣濃度為400g/Nm3。以質(zhì)量濃度30%的CaCl2溶液為載冷劑，冷卻溫度-40°C。其它操作條件氣液兩相流泵前真空度-0. 15MPa,泵后壓力0. 4MPa (表壓)。油氣與自油/載冷劑/氣三相分離器排出的循環(huán)載冷劑進行換熱預冷，經(jīng)預冷后的油氣進入油/水/氣三相分離器分離出水分后，用載冷劑進行冷凝回收，含油污水則送往污水處理場經(jīng)達標處理后排放。油/載冷劑/氣三相分離器排出的油相進入精制裝置再加工，不凝氣排入油氣后處理裝置進一步處理后排放，載冷劑則循環(huán)使用。經(jīng)本發(fā)明方法處理后，油氣回收率為88%。
權利要求
1.一種油氣冷凝回收方法，載冷劑經(jīng)冷卻后，由氣液兩相流泵提供動力，抽吸油氣，使油氣和載冷劑同時進入氣液兩相流泵，油氣在葉輪高速旋轉作用下以微氣泡形式分散于載冷劑中，油氣被迅速冷卻，并在泵體和泵后管道的壓力環(huán)境下由氣相轉變?yōu)橐合?，從而完成油氣冷凝回收過程。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氣液兩相流泵的入口端真空度為-0. 5 OMPa，出口端壓力為0 1. OMPa0
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的載冷劑為CaCl2溶液或NaCl溶液。
4.按照權利要求3所述的方法，其特征在于，當載冷劑為CaCl2溶液時，其質(zhì)量濃度為 9% 30%，冷卻溫度為0 -50°C ；當載冷劑為NaCl溶液時，其質(zhì)量濃度為7% 23%，冷卻溫度為0 -20°C。
5.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的氣液兩相流泵出口端物流進入油/ 載冷劑/氣三相分離器進行分離，得到油品、循環(huán)載冷劑和不凝氣。
6.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，其中至少部分原料油氣在進入氣液兩相流泵前與所述的循環(huán)載冷劑在原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器中進行換熱。
7.按照權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的油品直接作為產(chǎn)品銷售或進行再加工，分離出的載冷劑經(jīng)與原料油氣換熱后循環(huán)使用，不凝氣進入油氣后處理裝置進一步處理。
8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，所述的油氣后處理裝置選自催化燃燒裝置、熱力氧化裝置、蓄熱燃燒裝置或吸附裝置。
9.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，經(jīng)換熱預冷處理后，原料油氣進入油/水 /氣三相分離器中進行分離，原料油氣中的絕大部分水分在油/水/氣三相分離器中析出， 含油污水進入污水處理場進一步處理后排放。
10.按照權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的原料油氣/循環(huán)載冷劑換熱器選自板式換熱器、管殼式換熱器或熱管換熱器。
11.按照權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的油氣選自汽油和液態(tài)烴氧化脫硫醇尾氣、含硫含氨污水罐排放氣、污油罐排放氣、粗柴油罐排放氣、粗汽油罐排放氣、堿渣罐排放氣、油品儲罐排放氣或輕油裝車過程的排放氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油氣冷凝回收方法，屬于環(huán)境保護和節(jié)能技術領域。本發(fā)明方法利用氣液兩相流泵將低溫載冷劑與油氣同時抽吸進入泵體，氣相被高速旋轉的葉輪切割成微氣泡，增大了氣液接觸面積，油氣被迅速降溫，在壓力作用下，油氣在泵體及管道內(nèi)即轉變?yōu)橐合啵瑥亩_到回收油氣資源的目的。經(jīng)處理后的不凝氣進入油氣后處理裝置進一步處理，載冷劑循環(huán)使用。本發(fā)明具有工藝技術簡單，設備投資少的特點。本發(fā)明方法適用于含油氣濃度較高的廢氣的回收處理。
文檔編號B01D5/00GK102465000SQ20101053915
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月5日 優(yōu)先權日2010年11月5日
發(fā)明者劉忠生, 廖昌建, 王明星, 王海波, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院