專利名稱：一種含硫油氣混合物回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及節(jié)能環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含硫油氣混合物回收方法及裝置， 主要用于對石油及其產(chǎn)品的集輸、煉制、儲運及銷售等過程中的含硫油氣混合物進行回收利用，同時脫除其中的硫化物。
背景技術(shù)：
石油及其產(chǎn)品中含有相當(dāng)數(shù)量的輕組分，如CH4、C2H6, C3H8等。油田提供的資料表明，原油揮發(fā)氣的數(shù)量是相當(dāng)巨大的，全國每年的揮發(fā)氣總量在lX109m3以上，大約相當(dāng)于全國天然氣年開采總量的一到二成。如果能夠全部回收利用這些原油揮發(fā)氣，則可供100 萬個家庭1年多的使用，而它們卻全部被排放到空氣中，白白地浪費掉，非?？上?。據(jù)估算， 我國2004年汽油揮發(fā)總量超過30萬噸，約合15億元人民幣。原油集輸、儲運及銷售過程中，同時還可以揮發(fā)出低分子的有機、無機硫化物=H2S 及甲硫醇、乙硫醇等，使原油產(chǎn)生一種非常難聞的氣味和具有很強的毒性，給原油儲存、罐裝和運輸在生態(tài)與環(huán)境保護方面帶來了很大問題。硫化物在常溫下為無色氣體，有強烈刺激性氣味；易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸；硫化物是強烈的神經(jīng)毒物，對粘膜有強烈刺激作用，急性硫化物中毒一般發(fā)病迅速，出現(xiàn)以腦或呼吸系統(tǒng)損害為主的臨床表現(xiàn)，而中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害最為常見。國家排放標(biāo)準中規(guī)定，原油處理后的尾氣中油氣排放濃度< 25g/m3，硫化氫排放濃度< 0. 03mg/m3,甲硫醇排放濃度 ^ 0. 004g/m3。在生態(tài)環(huán)保要求越來越嚴格的當(dāng)今，迫切需要對原油揮發(fā)氣中的硫化物進行處理。現(xiàn)有的油氣混合物回收技術(shù)按其工作原理分5種基本方法(1)冷凝法硫化物以硫化氫、甲硫醇及乙硫醇為主，其中，硫化物沸點為-60. 4甲硫醇沸點為7. 6°C，乙硫醇沸點為36. 2°C，當(dāng)油氣深冷至_80°C時，硫化物可被冷凝脫除。(2)吸收法硫化氫為極性分子，溶于水、乙醇、汽油、煤油、原油；甲硫醇不溶于水，溶于乙醇、乙醚等；乙硫醇微溶于水，溶于乙醇、乙醚等多數(shù)有機溶劑。(3)膜分離法膜法是利用油氣與空氣組分在膜中的滲透速率不同，來分離油氣與空氣的。(4)燃燒法在燃燒油氣的同時，將硫化物完全氧化，生成SO2，進入后續(xù)處理裝置或按鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準執(zhí)行。(5)吸附法采用吸附劑回收油氣。但是，上述5種油氣混合物回收技術(shù)中存在如下問題1.冷凝法增加了硫化物對設(shè)備腐蝕難題。2.吸收法采用的脫油氣吸收液通常是煤油、柴油或?qū)Ｓ梦找?，其要求硫化氫在氣體中的濃度要高，低濃度的話脫除效率低。3.在膜分離法中，氣體的滲透速率與膜材料對氣體的分離因子有關(guān)，美國Goler公司生產(chǎn)的膜對硫化氫的分離因子為80-120，對有機硫尚無具體的分離因子值。油氣回收對膜材料的要求有分辨率高、壓降小、難老化、價廉易得等，但目前尚無較成熟的用于油氣分離的膜材料的報道。4.燃燒法僅作為一種控制油氣排放的處理措施，但不能回收油品，因而沒有經(jīng)濟效益，一般不采用。5.吸附法油氣回收目前采用的吸附劑對油氣的成分有一定的選擇性要求油氣中不能含有苯、MTBE、丙酮、硫醇等成分，因為這些組分可導(dǎo)致活性炭很快失效，導(dǎo)致吸附法對含硫物質(zhì)的脫除具有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種含硫油氣混合物回收方法及裝置，將脫油氣技術(shù)與脫硫技術(shù)有機結(jié)合，有效地解決了含硫油氣混合物治理的問題，消除了油氣混合氣中的惡臭， 并回收利用了含硫油氣混合物中的油氣，推進了石油化工清潔、安全的工業(yè)化進程。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種含硫油氣混合物回收方法，包括以下步驟(1)將含硫油氣混合物輸入吸附塔，利用吸附塔中的吸附劑吸附脫除混合物中的油氣；(2)脫除油氣后的含硫混合物，進入脫硫塔，進一步脫除混合物中夾帶的硫化物， 脫除硫化物后的凈化氣從脫硫塔頂部的凈化氣出口排出；(3)吸附塔中吸附油氣組分的吸附劑進入真空泵，并在真空泵的作用下解吸，解吸出來的油氣組分，進入吸收塔，在吸收塔中的吸收劑作用下開始回收油氣，吸收劑吸收油氣組分后進入儲油罐回收利用，未被吸收的少量油氣返回吸附塔被循環(huán)吸附；進一步，上述步驟(1)中，所述吸附劑選自活性炭、活性炭纖維(ACF)、凹凸棒石粘土、炭分子篩、大孔吸附樹脂、硫化橡膠或有機共聚物等中的一種。所述吸附劑優(yōu)選活性炭，其為煤質(zhì)柱狀，活性炭粒徑< 6目，四氯化碳重量百分比彡80%，碘吸附值彡1100mg/g活性炭，硬度彡95，濕度彡4%。本發(fā)明所選用的活性炭對油氣組分的吸附不受硫化物的影響，且對硫化物無吸附作用，而且所述活性炭不會因入口氣體中含有硫化物而失效，滿足吸附塔出口油氣達標(biāo)排放，保證活性炭使用壽命在設(shè)計范圍內(nèi)。上述步驟O)中，所述脫硫塔內(nèi)用以脫除硫化物的物質(zhì)選自脫硫活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、合成沸石或氧化鋅中的一種。所述脫硫塔內(nèi)用以脫除硫化物的物質(zhì)優(yōu)選脫硫活性炭，其為煤質(zhì)柱狀，其中，活性炭粒徑< 5mm，四氯化碳重量百分含量> 60%，硫化氫吸附容量> 0. 14gH2S/cc活性炭，硬度> 95，濕度在10% -15%之間，反應(yīng)熱彡45°C。本發(fā)明所用脫硫活性炭對標(biāo)準碳中無法脫除的硫化氫、硫醇、二氧化硫、氯氣、氯化氫等物質(zhì)，有非常高的吸附容量，完全能保證脫硫塔出口硫化物達標(biāo)排放。上述步驟O)中，所述吸收劑通常是貧油、煤油、柴油、專用吸收液或其他油氣回收技術(shù)中常規(guī)的吸收劑。本發(fā)明的一種含硫油氣混合物回收裝置，其包括吸附塔，設(shè)有含硫油氣混合物入口、油氣出口及含硫混合物出口，并分別對應(yīng)含硫油氣混合物進口管道、油氣出口管道、含硫混合物出口管道；脫硫塔，設(shè)有含硫混合物入口和凈化氣出口 ；其中，所述脫硫塔的含硫混合物入口通過管道與所述吸附塔的含硫混合物出口管道連接；吸收塔，設(shè)有油氣入口、未被吸收油氣出口、吸收劑入口和出油口，所述吸收塔的油氣入口通過一管道和真空泵與所述吸附塔的油氣出口管道連接，所述吸收塔的未被吸收油氣出口通過管道與所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道連接。進一步，所述吸附塔的含硫油氣混合物入口和油氣出口為一個開口，并相應(yīng)設(shè)置一共用管道，原對應(yīng)吸附塔含硫油氣混合物入口、油氣出口管道和吸收塔的未被吸收油氣出口管道共接于該共用管道，含硫油氣混合物進口管道和油氣出口管道上分別設(shè)置控制閥。又，連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口的油氣管道中設(shè)置實時監(jiān)控油氣組分濃度及流量的超聲波氣體流量變送器。另外，連接所述吸附塔含硫混合物出口的管道中設(shè)置實時監(jiān)控脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度的氣體變送器。所述脫硫塔的凈化氣出口管道中設(shè)置實時監(jiān)控硫化物濃度的總硫分析儀。連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道、含硫混合物出口管道及所述脫硫塔凈化氣出口的管道中均設(shè)有阻火器。所述的吸附塔底部、油氣出口、管道均設(shè)置有排液口 ；所述的超聲波氣體流量變送器前段設(shè)置有排液口。所述吸附塔設(shè)置2臺，一臺吸附，另一臺解吸，交替切換使用；所述脫硫塔設(shè)置2
臺，一開一備。經(jīng)檢測，通過本發(fā)明方法，含硫油氣混合物經(jīng)吸附塔吸附脫油氣后，油氣排放濃度 (10g/m3 ；經(jīng)脫硫塔吸附脫硫后，脫硫塔出口中硫化氫和甲硫醇達到零排放。本發(fā)明的主要優(yōu)點在于1、現(xiàn)有油氣回收方法除吸附法外均未考慮硫化物對回收過程的影響，未對硫化物進行脫除。本發(fā)明將脫油氣技術(shù)與脫硫技術(shù)有機結(jié)合，有效解決了油氣混合氣中油氣和硫化物的脫除問題，解決了硫化物帶來的環(huán)境污染難題，處理后的尾氣達到國家排放標(biāo)準，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。同時不能對設(shè)備有腐蝕作用，要求投資成本不能太高、操作簡便，2、現(xiàn)有技術(shù)中油氣吸附劑選用的活性炭，要求油氣中不能含有苯、MTBE、丙酮、硫醇等成分，這些組分的存在，使得活性炭在高吸附熱的作用下發(fā)生炭化、焦化、聚合，出現(xiàn)部分化學(xué)吸附，填住活性炭有效微孔，無法完全再生，從而造成循環(huán)吸附率降低，直接影響活性炭的使用壽命。本發(fā)明所選用的油氣吸附劑-活性炭對硫化物無吸附作用，不會因油氣混合物中含有雜質(zhì)硫化物而發(fā)生碳化、焦化或聚合等現(xiàn)象，從而保證了活性炭的使用壽命。3、本發(fā)明可持續(xù)循環(huán)回收油氣，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。4、本發(fā)明操作簡單、安全性好。


圖1為本發(fā)明一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例進一步闡述本發(fā)明。但是，實施例僅用于說明本發(fā)明而不構(gòu)成對本發(fā)明范圍的限制。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法，通常按照常規(guī)條件， 或按照制造廠商所建議的條件。參見圖1，本發(fā)明的含硫油氣混合物回收裝置，包括吸附塔1、1’ (以吸附塔1為例，吸附塔1’配置相同，吸附塔1吸附時，吸附塔1’ 解吸)，設(shè)有含硫油氣混合物入口 101、含硫混合物出口 102及油氣出口 103，并分別對應(yīng)含硫油氣混合物進口管道11、含硫混合物出口管道12、油氣出口管道13 ；脫硫塔2、2’(以脫硫塔2為例，脫硫塔2’備用)，設(shè)有含硫混合物入口 21和凈化氣出口 22 ；其中，所述脫硫塔的含硫混合物入口 21通過管道與所述吸附塔的含硫混合物出口管道12連接；吸收塔3，設(shè)有油氣入口 31、未被吸收油氣出口 32、吸收劑入口 33和出油口 34，所述吸收塔3的油氣入口 31通過一管道和真空泵4與所述吸附塔1的油氣出口管道13連接， 所述吸收塔3的未被吸收油氣出口 32通過管道15與所述吸附塔1的含硫油氣混合物進口管道11連接。連接所述吸附塔1含硫混合物出口管道12中設(shè)置實時監(jiān)控脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度的氣體變送器7。連接所述吸附塔1含硫油氣混合物入口、含硫混合物出口管道及所述脫硫塔2凈化氣出口的管道中均設(shè)有阻火器6、6’、6”。在本實施例中，所述吸附塔1的含硫油氣混合物入口 101和油氣出口 103為一個開口，并相應(yīng)設(shè)置一共用管道14，原對應(yīng)吸附塔含硫油氣混合物入口 101、油氣出口 103和吸收塔未被吸收油氣出口管道15共接于該共用管道14，含硫油氣混合物進口管道11和油氣出口管道13上分別設(shè)置控制閥，通過該些控制閥開閉實現(xiàn)切換控制吸附塔1油氣進出。含硫油氣混合物進口管道11上設(shè)有超聲波氣體流量變送器5和阻火器6，含硫混合物出口管道12上設(shè)有氣體變送器7和阻火器6’ ；脫硫塔2凈化氣出口 21管道上設(shè)有總硫分析儀8和阻火器6”。所述的超聲波氣體流量變送器5前段設(shè)置有排液口。所述的吸附塔底部、油氣出口、管道均設(shè)置有排液口。本實施例所用的設(shè)備條件如下1、吸附塔油氣吸附段采用2臺吸附塔(吸附塔1和1’)。吸附塔直徑2.細，高度 5. 9m。選用活性炭為煤質(zhì)柱狀，粒徑為3mm，四氯化碳重量百分比100%，碘吸附值1200mg/ g活性炭濕度不大于4%，硬度不低于95?；钚蕴靠傆昧繛?3.5t，活性炭床15min切換一次。2、脫硫塔采用2臺脫硫塔(脫硫塔2和2’)，脫硫塔2’備用，一年更換脫硫活性炭一次。脫硫塔直徑為2.0m，脫硫活性炭碳床有效高度為細。該活性炭為煤質(zhì)柱狀，活性炭粒徑為4mm，四氯化碳重量百分比不低于60%，濕度不大于15%，硬度不低于95，硫化氫吸附容量為0. 14gH2S/cc活性炭。單臺脫硫塔脫硫活性炭用量為6. 3t。3、吸收塔一臺吸收塔3，直徑為1. 5m，高度為7. 02m。
4、真空泵采用1臺NC2000真空泵4。本發(fā)明的含硫油氣混合物回收方法，包括如下步驟(1)將收發(fā)油過程中產(chǎn)生的含有組成為Cl至C8的碳氫化合物、空氣、水蒸氣，硫化氫、甲硫醇、乙硫醇等的含硫油氣混合物(其中，油氣的含量為40% (v/v)，硫化物含量為 80ppm，工作溫度為16 150°C，工作壓力為-0. 1 0. 15MPa)輸入吸附塔1，利用吸附劑活性炭吸附脫除混合物中的油氣，其間，超聲波氣體流量變送器5檢測含硫油氣混合物的流量為Q = 900m3/h，氣體變送器7檢測脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度；(2)脫除油氣后的含硫混合物經(jīng)吸附塔1的含硫混合物出口 102排出，從含硫混合物入口 21進入脫硫塔2，并在吸附劑脫硫活性炭的作用下進一步脫除混合物中夾帶的硫化物，脫除硫化物后的凈化氣從凈化氣出口 22排出，其間，由總硫分析儀8檢測脫除硫化物后的凈化氣中總硫濃度；(3)吸附塔1中吸附油氣組分的吸附劑經(jīng)吸附塔的油氣出口 103進入真空泵4，并在真空泵4的作用下解吸，解吸出來的油氣組分經(jīng)進油氣入口 31進入吸收塔3 ；貧油作為吸收劑經(jīng)吸收劑入口 33進入吸收塔；在吸收劑貧油作用下開始回收油氣，吸收劑貧油吸收油氣組分后形成富油，經(jīng)出油口 34進入儲油罐回收利用，其中，產(chǎn)生的少量油氣返回吸附塔1被循環(huán)吸附。表1實施例的排放濃度及國家排放標(biāo)準
權(quán)利要求
1.一種含硫油氣混合物回收方法，包括以下步驟1)將含硫油氣混合物輸入吸附塔，利用吸附塔中的吸附劑吸附脫除含硫油氣混合物中的油氣；2)脫除油氣后的含硫混合物，進入脫硫塔，進一步脫除含硫混合物中夾帶的硫化物，脫除硫化物后的凈化氣從脫硫塔頂部的凈化氣出口排出；3)吸附塔在真空泵的作用下開始解吸，解吸出來的油氣組分，進入吸收塔，在吸收塔中吸收劑的作用下回收油氣，吸收劑吸收油氣組分后進入儲油罐回收利用，未被吸收的少量油氣返回吸附塔被循環(huán)吸附。
2.如權(quán)利要求1所述的含硫油氣混合物回收方法，其特征在于，所述吸附劑為活性炭、 活性炭纖維、凹凸棒石粘土、炭分子篩、大孔吸附樹脂、硫化橡膠或有機共聚物中的一種。
3.如權(quán)利要求2所述的含硫油氣混合物回收方法，其特征在于，所述的活性炭，其為煤質(zhì)柱狀，其中，活性炭粒徑彡6目，四氯化碳重量百分比彡80%，碘吸附值彡1100mg/g活性炭，硬度彡95，濕度彡4%。
4.如權(quán)利要求1所述的含硫油氣混合物回收方法，其特征在于，所述脫硫塔內(nèi)用以脫除硫化物的物質(zhì)為脫硫活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、合成沸石或氧化鋅中的一種。
5.如權(quán)利要求4所述的含硫油氣混合物回收方法，其特征在于，所述的脫硫活性炭， 其為煤質(zhì)柱狀，其中，活性炭粒徑< 5mm，四氯化碳重量百分含量彡60%，硫化氫吸附容量彡0. 14gH2S/cc活性炭，硬度彡95，濕度在10% -15%之間，反應(yīng)熱彡45°C。
6.一種含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，包括吸附塔，設(shè)有含硫油氣混合物入口、油氣出口及含硫混合物出口，并分別對應(yīng)含硫油氣混合物進口管道、油氣出口管道、含硫混合物出口管道；脫硫塔，設(shè)有含硫混合物入口和凈化氣出口；其中，所述脫硫塔的含硫混合物入口通過管道與所述吸附塔的含硫混合物出口管道連接；吸收塔，設(shè)有油氣入口、未被吸收油氣出口、吸收劑入口和出油口，所述吸收塔的油氣入口通過一管道和真空泵與所述吸附塔的油氣出口管道連接，所述吸收塔的未被吸收油氣出口通過管道與所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道連接。
7.如權(quán)利要求6所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述吸附塔的含硫油氣混合物入口和油氣出口為一個開口，并相應(yīng)設(shè)置一共用管道，原對應(yīng)吸附塔含硫油氣混合物入口、油氣出口管道和吸收塔的未被吸收油氣出口管道共接于該共用管道，含硫油氣混合物進口管道和油氣出口管道上分別設(shè)置控制閥。
8.如權(quán)利要求6所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口的油氣管道中設(shè)置實時監(jiān)控油氣組分濃度及流量的超聲波氣體流量變送器。
9.如權(quán)利要求6所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，連接所述吸附塔含硫混合物出口的管道中設(shè)置實時監(jiān)控脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度的氣體變送器。
10.如權(quán)利要求6所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述脫硫塔的凈化氣出口管道中設(shè)置實時監(jiān)控硫化物濃度的總硫分析儀。
11.如權(quán)利要求6所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道、含硫混合物出口管道及所述脫硫塔凈化氣出口的管道中均設(shè)有阻火ο
12.如權(quán)利要求6或8所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述的吸附塔底部、油氣出口、管道均設(shè)置有排液口 ；所述的超聲波氣體流量變送器前段設(shè)置有排液口。
全文摘要
一種含硫油氣混合物回收方法及裝置，將含硫油氣混合物輸入吸附塔，利用吸附塔中的吸附劑吸附脫除混合物中的油氣；脫除油氣后的含硫混合物，進入脫硫塔，進一步脫除混合物中夾帶的硫化物，脫除硫化物后的凈化氣從脫硫塔頂部排出；吸附塔中吸附油氣組分的吸附劑在真空泵的作用下解吸，解吸出來的油氣組分，進入吸收塔，在吸收塔中的吸收劑作用下開始回收油氣，吸收劑吸收油氣組分后形成富油，進入儲油罐回收利用，未被吸收的少量油氣返回吸附塔被循環(huán)吸附。本發(fā)明可以脫除含硫油氣混合物中夾帶的油氣和硫化物，并對油氣進行了回收利用，同時解決了硫化物帶來的環(huán)境污染難題，具有節(jié)能環(huán)保的優(yōu)點。
文檔編號B01D53/04GK102489122SQ201110415309
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者刁賦卓, 宮琴, 屈金鵬, 徐效梅, 王蜀森, 陳貴明, 黃志高 申請人:上海神明控制工程有限公司