專(zhuān)利名稱(chēng)：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(shí)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(guò)程中存在著大量的蒸發(fā)損耗，一方面造成能源浪費(fèi)，另一方面對(duì)環(huán)境造成污染，因此對(duì)揮發(fā)出來(lái)的油氣進(jìn)行回收處理已經(jīng)非常必要。但我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)，油品的蒸發(fā)損耗被看作是自然損耗，沒(méi)有得到足夠的重視。隨著環(huán)境保護(hù)法規(guī)的日益嚴(yán)格，利用油氣回收方法來(lái)控制含烴混合氣的排放濃度得到了國(guó)內(nèi)外的普遍重視。目前油氣回收常見(jiàn)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(guò)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(jiǎn)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(wèn)題，故特別適合于作為其它油氣回收工藝的補(bǔ)充處理。冷凝法是將油氣先經(jīng)過(guò)預(yù)冷脫水后，在-70°C左右將輕烴直接冷凝下來(lái)送入汽油儲(chǔ)罐，該法工藝原理簡(jiǎn)單、可直觀地看到液態(tài)的回收油品、安全性高、自動(dòng)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(shí)系統(tǒng)能耗大、投資成本和運(yùn)行費(fèi)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(lái)，然后用汽油吸收回收輕烴，該法需要采用壓縮機(jī)給油氣增壓，使安全性較差，同時(shí)分離膜目前未能?chē)?guó)產(chǎn)化，設(shè)備成本較高。吸收法是一種簡(jiǎn)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(jìn)行的，該裝置投資省，操作簡(jiǎn)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(guò)程中會(huì)結(jié)冰而影響裝置的正常運(yùn)行，因此向吸收劑中加入防凍劑，但會(huì)存在防凍劑與吸收劑的分離問(wèn)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(zhuān)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(gè)油氣回收過(guò)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(guò)于復(fù)雜，設(shè)備投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也隨之較大，不適合在節(jié)能減排的形勢(shì)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(gè)吸收塔進(jìn)行三級(jí)吸收，一臺(tái)油氣壓縮機(jī)給裝置外來(lái)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(duì)常規(guī)方法和設(shè)備油氣回收率較低、成本高等不足，本實(shí)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(shí)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(shí)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(zhuān)用吸收油。富吸收油為吸收了油氣后的吸收油，經(jīng)過(guò)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(shí)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(shí)用新型中，制冷設(shè)備可以是常規(guī)的制冷設(shè)備，如機(jī)械制冷設(shè)備等。本實(shí)用新型中，在吸收塔頂排放尾氣管路上設(shè)置引風(fēng)機(jī)。本實(shí)用新型提高油氣回收率的系統(tǒng)中，對(duì)常規(guī)的低溫吸收法油氣回收方法的改進(jìn)，是考慮到對(duì)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(jìn)塔溫度不可能很低，這就大大影響吸收效果，若想通過(guò)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(jìn)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(shí)的富吸收油溫度與貧吸收油相比要低很多，此時(shí)若二者進(jìn)行一級(jí)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(jí)換熱中制冷劑的用量；對(duì)于油氣來(lái)講，由于在吸收過(guò)程中，氣體是在和吸收油進(jìn)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(fèi)，因此本實(shí)用新型將排放氣與油氣進(jìn)行氣-氣換熱回收能量后排放，排放尾氣采用引風(fēng)機(jī)，一方面可以使氣路暢通，順利排放，另一方面可以通過(guò)控制引風(fēng)機(jī)的抽氣速率來(lái)控制油氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間，從而使尾氣達(dá)標(biāo)排放。因此本實(shí)用新型分別對(duì)吸收油和油氣進(jìn)行換熱冷卻達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的吸收溫度來(lái)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(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，經(jīng)過(guò)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(shuō)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1、將吸收油和油氣分別進(jìn)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(jìn)行換熱后，再與制冷劑進(jìn)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(lái)的新鮮油氣與尾氣進(jìn)行換熱，一方面可以對(duì)油氣進(jìn)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(jī)可以改變抽氣速率來(lái)改變油氣在吸收塔內(nèi)的停留時(shí)間，也就是說(shuō)可以通過(guò)吸收效果來(lái)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(jiǎn)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(shí)用新型油氣回收系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。其中1-制冷機(jī)組，2-制冷劑返回管線，3-制冷劑抽出管線，4-自裝置外來(lái)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(jìn)吸收塔管線，11-吸收塔頂排放氣管線，12-引風(fēng)機(jī)出口排放管線，13-裝置外來(lái)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(jī)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型一種提高油氣回收率的油氣吸收系統(tǒng)使用時(shí)過(guò)程如下，自裝置外來(lái)的貧吸收油先與富吸收油進(jìn)行液-液換熱，然后與制冷劑進(jìn)行換熱冷卻后進(jìn)入吸收塔頂部； 自裝置外來(lái)的油氣與尾氣進(jìn)行氣-氣換熱后進(jìn)入吸收塔底部；進(jìn)入吸收塔的油氣與吸收油在塔內(nèi)進(jìn)行逆流接觸，油氣中的烴類(lèi)組分被吸收，凈化氣利用引風(fēng)機(jī)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(zhuān)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(lèi)組分的含量在5%-50% (Vol)之間。貧吸收油經(jīng)過(guò)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(shí)用新型使用方法如下自裝置外來(lái)的吸收油經(jīng)管線4首先進(jìn)入一級(jí)液-液換熱器16與富吸收油換熱后，進(jìn)入制冷設(shè)備換熱器15與制冷劑進(jìn)行換熱到合適溫度經(jīng)管線10進(jìn)入吸收塔9的頂部；裝置外來(lái)油氣經(jīng)管線13與進(jìn)入氣-氣換熱器17與尾氣進(jìn)行氣-氣換熱后進(jìn)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(jìn)行逆流接觸，使油氣中的烴類(lèi)組分被噴淋吸收，尾氣在與新鮮油氣換熱后于引風(fēng)機(jī)18引出經(jīng)管線12排放，引風(fēng)機(jī)可以改變抽氣速率來(lái)改變油氣在塔內(nèi)的停留時(shí)間，從而使尾氣中的烴濃度嚴(yán)格達(dá)標(biāo)排放。實(shí)施例下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)于本實(shí)用新型所述設(shè)備用于油氣回收時(shí)的使用效果進(jìn)一步說(shuō)明，但不受下述實(shí)施例的限制。本實(shí)施例采用的是PRO II軟件進(jìn)行的模擬計(jì)算，所用油氣組成見(jiàn)表1、吸收油餾程見(jiàn)表2、操作條件見(jiàn)表3、吸收效果見(jiàn)表4。從模擬計(jì)算結(jié)果可以看出，通過(guò)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(shí)換熱冷卻至低溫后進(jìn)入吸收塔，這樣會(huì)使油氣在吸收過(guò)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(guò)合理?yè)Q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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)。
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(jí)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(guò)氣-氣換熱后的溫度控制為 20 35 。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)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(shí)用新型不但提高了油氣回收率，而且通過(guò)合理?yè)Q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(guò)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(hào)B01D53/18GK201940150SQ20102056949
公開(kāi)日2011年8月24日 申請(qǐng)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(qiáng), 樸勇, 楊秀娜, 王海波, 齊慧敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院