專利名稱：一種提高回收率的油氣吸收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種提高回收率的油氣吸收系統(tǒng)，特別是提高低溫吸收法油氣回收率的吸收系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽油等輕質(zhì)油品在收發(fā)過程中存在著大量的蒸發(fā)損耗，一方面造成能源浪費，另一方面對環(huán)境造成污染，因此對揮發(fā)出來的油氣進行回收處理已經(jīng)非常必要。但我國長期以來，油品的蒸發(fā)損耗被看作是自然損耗，沒有得到足夠的重視。隨著環(huán)境保護法規(guī)的日益嚴(yán)格，利用油氣回收方法來控制含烴混合氣的排放濃度得到了國內(nèi)外的普遍重視。目前油氣回收常見的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法，有些還含有幾種方法的組合利用。吸附法是將油氣先通過活性碳吸附裝置將輕烴吸附，被吸附的輕烴再真空解吸后送至吸收塔用汽油回收輕烴，該法流程簡單，有利于控制回收系統(tǒng)尾氣中油氣濃度在很低的水平，但其存在吸附熱明顯、解吸較難、吸附劑壽命短、吸附劑形成二次污染等問題，故特別適合于作為其它油氣回收工藝的補充處理。冷凝法是將油氣先經(jīng)過預(yù)冷脫水后，在-70°C左右將輕烴直接冷凝下來送入汽油儲罐，該法工藝原理簡單、可直觀地看到液態(tài)的回收油品、安全性高、自動化水平高，但若要使尾氣達(dá)標(biāo)排放或達(dá)到較高的回收率，需要降到很低的溫度，此時系統(tǒng)能耗大、投資成本和運行費用都很高、設(shè)備故障率高。膜分離法是一種新的油氣回收技術(shù)，是利用不同物質(zhì)的膜滲透壓力的不同將輕烴從油氣中分離出來，然后用汽油吸收回收輕烴，該法需要采用壓縮機給油氣增壓，使安全性較差，同時分離膜目前未能國產(chǎn)化，設(shè)備成本較高。吸收法是一種簡單而重要的油氣回收方法，是將油氣與適當(dāng)?shù)奈談┙佑|，氣體中的輕烴組分溶解在吸收劑中，使氣體達(dá)標(biāo)排放。目前有兩種典型的吸收方法-常壓常溫吸收和常壓低溫吸收，常壓常溫吸收法是使吸收在常溫常壓條件下進行的，該裝置投資省，操作簡單，但油氣回收率低；常壓低溫吸收法是使用致冷系統(tǒng)將吸收劑冷卻至低溫送至吸收塔吸收油氣中的輕烴，回收率較高，能達(dá)到95%以上，但由于吸收溫度較低，使油氣中的水蒸汽在吸收過程中會結(jié)冰而影響裝置的正常運行，因此向吸收劑中加入防凍劑，但會存在防凍劑與吸收劑的分離問題。因此從上述分析可以看出單一的油氣回收方法都難以達(dá)到要求的回收率或使尾氣達(dá)標(biāo)排放，因此很多專利或文獻(xiàn)提出了兩種或多種油氣回收的組合方法。CN101185825提出一種將吸收法與膜分離法的集成工藝，該方法將整個油氣回收過程分為吸收、解吸、膜分離和回收四部分，該方法雖然能使尾氣中的烴濃度達(dá)標(biāo)排放，但是工藝流程過于復(fù)雜，設(shè)備投資及運轉(zhuǎn)費用也隨之較大，不適合在節(jié)能減排的形勢下應(yīng)用。 CN200943812提出一種加壓、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，一臺油氣壓縮機給裝置外來油氣加壓冷凝，因此該裝置設(shè)備投資高、能耗高、 安全性也較差。發(fā)明內(nèi)容針對常規(guī)方法和設(shè)備油氣回收率較低、成本高等不足，本實用新型的目的是提供一種提高回收率的油氣吸收系統(tǒng)，可以有效提高油氣回收率、減少環(huán)境污染，同時裝置安全可靠，也充分合理利用了油氣回收系統(tǒng)的內(nèi)部能量。本實用新型提高回收率的油氣吸收系統(tǒng)，包括吸收塔、制冷設(shè)備、液-液換熱器、 氣-氣換熱器，液-液換熱器與貧吸收油管路和吸收塔排出的富吸收油管路相通，貧吸收油與富吸收油在液-液換熱器中換熱，液-液換熱器的貧吸收油出口管路與制冷設(shè)備入口相通，貧吸收油進一步降溫，制冷設(shè)備貧吸收油出口管路與吸收塔上部聯(lián)通，貧吸收油進入吸收塔；氣-氣換熱器與油氣管路和吸收塔頂部尾氣排放管路相通，油氣與吸收塔頂排放尾氣換熱，氣-氣換熱器的油氣出口管路與吸收塔下部油氣入口相通。本實用新型中，吸收塔可以是常規(guī)的結(jié)構(gòu)，如填料塔、鼓泡塔等。貧吸油為未吸收油氣的新鮮吸收油，一般為柴油、煤油等餾分油，也可以是專用吸收油。富吸收油為吸收了油氣后的吸收油，經(jīng)過再生可以循環(huán)使用，如果不影響使用也可以不再生直接使用。本實用新型中，液-液換熱器以及氣-氣換熱器可以是本領(lǐng)域常規(guī)結(jié)構(gòu)，如管-殼換熱器、螺旋板換熱器等。本實用新型中，制冷設(shè)備可以是常規(guī)的制冷設(shè)備，如機械制冷設(shè)備等。本實用新型中，在吸收塔頂排放尾氣管路上設(shè)置引風(fēng)機。本實用新型提高油氣回收率的系統(tǒng)中，對常規(guī)的低溫吸收法油氣回收方法的改進，是考慮到對貧吸收油而言，煉廠中受到冷卻水溫40°c的限制，使貧吸收油進塔溫度不可能很低，這就大大影響吸收效果，若想通過給貧吸收油直接制冷的方法提高油氣回收率則能耗較高，且由于進入塔內(nèi)的貧吸收油溫度較低，那么出塔的富吸收油溫度也只升高了幾度，這時的富吸收油溫度與貧吸收油相比要低很多，此時若二者進行一級換熱，不但合理利用了系統(tǒng)內(nèi)部能量，而且節(jié)省了二級換熱中制冷劑的用量；對于油氣來講，由于在吸收過程中，氣體是在和吸收油進行熱交換后溫度才升高，與富吸收油相比，氣體的出塔溫度比較低，若將這部分低溫氣體直接排放造成能源的浪費，因此本實用新型將排放氣與油氣進行氣-氣換熱回收能量后排放，排放尾氣采用引風(fēng)機，一方面可以使氣路暢通，順利排放，另一方面可以通過控制引風(fēng)機的抽氣速率來控制油氣在塔內(nèi)的停留時間，從而使尾氣達(dá)標(biāo)排放。因此本實用新型分別對吸收油和油氣進行換熱冷卻達(dá)到經(jīng)濟合理的吸收溫度來提高油氣回收率的，不需要與其它油氣回收方法的組合，因此工藝流程簡單、實用性強，經(jīng)過本方法處理后的油氣回收率能達(dá)到99 %左右，尾氣達(dá)標(biāo)排放。具體地說，本實用新型具有如下優(yōu)點1、將吸收油和油氣分別進行換熱冷卻后，提高了吸收法油氣回收的回收率。2、將吸收油先與富吸收油進行換熱后，再與制冷劑進行冷卻，這樣既能回收富吸收油所攜帶的冷量，也減少了制冷劑的用量，降低能耗。3、將裝置外來的新鮮油氣與尾氣進行換熱，一方面可以對油氣進行降溫而提高油氣吸收效果，另一方面也能夠回收尾氣中低溫吸收油所釋放出的冷量，提高裝置內(nèi)的能量利用。4、利用引風(fēng)機可以改變抽氣速率來改變油氣在吸收塔內(nèi)的停留時間，也就是說可以通過吸收效果來確定抽氣速率，能夠嚴(yán)格控制尾氣中烴濃度。5、裝置結(jié)構(gòu)簡單，不需要與油氣回收的其它方法組合就能達(dá)到較高的回收率。
圖1是本實用新型油氣回收系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。其中1-制冷機組，2-制冷劑返回管線，3-制冷劑抽出管線，4-自裝置外來貧吸收油管線，5-經(jīng)換熱后的富吸收油管線，6-液-液換熱器出口貧吸收油管線，7-富吸收油管線，8-富吸收油泵，9-吸收塔，10-貧吸收油進吸收塔管線，11-吸收塔頂排放氣管線，12-引風(fēng)機出口排放管線，13-裝置外來油氣管線，14-經(jīng)氣-氣換熱后的油氣管線，15-制冷設(shè)備換熱器，16-液-液換熱器，17-氣-氣換熱器，18-引風(fēng)機。
具體實施方式
本實用新型一種提高油氣回收率的油氣吸收系統(tǒng)使用時過程如下，自裝置外來的貧吸收油先與富吸收油進行液-液換熱，然后與制冷劑進行換熱冷卻后進入吸收塔頂部； 自裝置外來的油氣與尾氣進行氣-氣換熱后進入吸收塔底部；進入吸收塔的油氣與吸收油在塔內(nèi)進行逆流接觸，油氣中的烴類組分被吸收，凈化氣利用引風(fēng)機引出排放，富吸收油經(jīng)換熱回收能量后出裝置。其中的吸收油可以是煤油、輕柴油等，可專用吸收油，優(yōu)選輕柴油，油品可以是成品油，也可以是半成品油。油氣中烴類組分的含量在5%-50% (Vol)之間。貧吸收油經(jīng)過液-液換熱器后的溫度一般為18-25°C。貧吸收油經(jīng)制冷系統(tǒng)后的溫度一般為6 12°C。 油氣經(jīng)氣-氣換熱后的入塔溫度為20-35°C。如圖所示，本實用新型使用方法如下自裝置外來的吸收油經(jīng)管線4首先進入一級液-液換熱器16與富吸收油換熱后，進入制冷設(shè)備換熱器15與制冷劑進行換熱到合適溫度經(jīng)管線10進入吸收塔9的頂部；裝置外來油氣經(jīng)管線13與進入氣-氣換熱器17與尾氣進行氣-氣換熱后進入吸收塔底部；自吸收塔底部的油氣與吸收塔頂部的吸收油在塔內(nèi)進行逆流接觸，使油氣中的烴類組分被噴淋吸收，尾氣在與新鮮油氣換熱后于引風(fēng)機18引出經(jīng)管線12排放，引風(fēng)機可以改變抽氣速率來改變油氣在塔內(nèi)的停留時間，從而使尾氣中的烴濃度嚴(yán)格達(dá)標(biāo)排放。實施例下面結(jié)合實施例對于本實用新型所述設(shè)備用于油氣回收時的使用效果進一步說明，但不受下述實施例的限制。本實施例采用的是PRO II軟件進行的模擬計算，所用油氣組成見表1、吸收油餾程見表2、操作條件見表3、吸收效果見表4。從模擬計算結(jié)果可以看出，通過該換熱方法處理后的油氣回收率非常高，能達(dá)到 99%以上，這是由于本方法將吸收油和油氣同時換熱冷卻至低溫后進入吸收塔，這樣會使油氣在吸收過程中放出的熱量不至于使吸收劑溫度升高很多而影響吸收效果，并且通過合理換熱充分利用系統(tǒng)內(nèi)部的能量，達(dá)到了能量損失較小，制冷劑用量較低，從而節(jié)省能源。表1某油氣組成(體積分?jǐn)?shù))
權(quán)利要求1.一種提高回收率的油氣吸收系統(tǒng)，其特征在于包括吸收塔、制冷設(shè)備、液-液換熱器、氣-氣換熱器；液-液換熱器與貧吸收油管路和吸收塔排出的富吸收油管路相通，貧吸收油與富吸收油在液-液換熱器中換熱；液-液換熱器的貧吸收油出口管路與制冷設(shè)備入口相通，貧吸收油進一步降溫，制冷設(shè)備貧吸收油出口管路與吸收塔上部聯(lián)通，貧吸收油進入吸收塔；氣-氣換熱器與油氣管路和吸收塔頂部尾氣排放管路相通，油氣與吸收塔頂排放尾氣換熱，氣-氣換熱器的油氣出口管路與吸收塔下部油氣入口相通。
2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于吸收塔為填料塔或鼓泡塔。
3.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于液_液換熱器和氣_氣換熱器為管_殼換熱器或螺旋板換熱器。
4.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于制冷設(shè)備是機械制冷設(shè)備。
5.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于在吸收塔頂排放尾氣管路上設(shè)置引風(fēng)機。
6.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于貧吸收油經(jīng)液_液換熱后的溫度控制為 18 25 。
7.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于貧吸收油經(jīng)級制冷設(shè)后的溫度控制為 6 12°C。
8.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于油氣經(jīng)過氣-氣換熱后的溫度控制為 20 35 。
專利摘要本實用新型公開了一種提高回收率的油氣吸收系統(tǒng)，包括吸收塔、制冷設(shè)備、液-液換熱器、氣-氣換熱器；液-液換熱器與貧吸收油管路和吸收塔排出的富吸收油管路相通；液-液換熱器的貧吸收油出口管路與制冷設(shè)備入口相通，制冷設(shè)備貧吸收油出口管路與吸收塔上部聯(lián)通；氣-氣換熱器與油氣管路和吸收塔頂部尾氣排放管路相通，氣-氣換熱器的油氣出口管路與吸收塔下部油氣入口相通。本實用新型不但提高了油氣回收率，而且通過合理換熱充分利用了系統(tǒng)內(nèi)部的熱量，節(jié)省了制冷劑用量。經(jīng)過該方法處理后的油氣回收率達(dá)99％左右，尾氣達(dá)標(biāo)排放。
文檔編號B01D53/18GK201940150SQ20102056949
公開日2011年8月24日 申請日期2010年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者任龍, 劉忠生, 彭德強, 樸勇, 楊秀娜, 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