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      一種油氣回收、處理方法

      文檔序號:5102290閱讀:543來源:國知局
      專利名稱:一種油氣回收、處理方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種油氣的回收、處理組合工藝方法,特別是煉廠、油 庫或加油站等的油氣回收、處理組合工藝方法。
      背景技術(shù)
      石油儲運系統(tǒng)(煉廠、油庫、加油站)運行,不可避免的伴生著烴 類氣體的排放治理。近十幾年來,隨著環(huán)境保護要求的提高,利用油氣 回收方法控制含烴混合氣的排放濃度,降低油品蒸發(fā)損耗得到了國內(nèi)外 的普遍重視?,F(xiàn)有的油氣回收方法是將增壓去熱法、吸收法、吸附法根據(jù)需要組 合使用,形成單級或多級處理,完成對油氣的安全回收,如申請?zhí)枮?3135766.0,申請日為2003年9月4日,名稱為"油氣回收方法"的發(fā) 明專利就是采用增壓去熱法、壓力吸收法、壓力吸附法和乳化吸附法任 意組合對油氣進行回收。當油氣濃度^f艮高時, 一般首先采用增壓去熱法 回收掉大量的油氣后,再采用吸收法、吸附法或其組合進一步回收,經(jīng) 增壓去熱法回收后,吸收法和吸附法的先后順序也可根據(jù)需要設(shè)定。對 于大型回收設(shè)備,可先采用增壓去熱法,再采用壓力吸收法,然后采用 乳化吸附,當然最后還可再采用壓力吸附法;而對于小型回收設(shè)備一般 只設(shè)兩級,其中最經(jīng)濟簡便是第一級采用增壓去熱法,第二級采用壓力 吸附法,為了增加吸收和吸附效果,吸收和吸附可以在增壓狀態(tài)下進行。 采用以上的方法進行油氣回收,雖然可達到一定的回收效果,但還 存在一系列的問題,如采用吸附法后的吸附劑同時又造成了二次污染, 不符合環(huán)保要求。而增壓去熱法往往涉及多級冷凝的問題,投資成本很 高。而且現(xiàn)有方法中經(jīng)油氣多級回收處理后仍有少量的油氣混和氣被排 入空氣中,造成大氣污染,不利于環(huán)境保護,況且不能滿足新的低于 150mg/m3的排放標準要求。并且油氣回收過程中使用壓縮機等動力設(shè)備,容易帶來安全隱患。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種油氣回收、處理組合工藝方法,提高油氣 的回收率,減少環(huán)境污染,同時安全性高,并且降低油氣回收及處理成本。該方法是將油氣混合氣通過吸收處理,被吸收的油品直接回收,未 被吸收的油氣進入膜分離系統(tǒng),進一步回收油氣,經(jīng)膜分離后的少量油 氣和空氣進入蓄熱氧化裝置處理,處理后的尾氣排空。優(yōu)選的方法是將油氣混和氣首先通過預(yù)冷器預(yù)冷后,從吸收塔下部 進入吸收塔,油氣混和氣在吸收塔內(nèi)上升過程中與塔頂噴淋的貧油和吸 收劑逆向接觸,從而進行吸收處理,被吸收的油品直接回收,未被吸收 的油氣混和氣經(jīng)吸收塔頂進入膜分離器,油氣在膜兩側(cè)壓差作用下透過 薄膜被分離出來,進入到所述預(yù)冷器油氣入口,進行下一吸收循環(huán),無 法穿透薄膜的空氣和少量油氣進入蓄熱氧化裝置,經(jīng)氧化后尾氣排空。所述吸收處理是指采用吸收劑對油氣進行吸收處理。利用混合油氣 在吸收劑中溶解度的差異,通過混合氣體與吸收劑接觸,氣體中的一個 或幾個組分^更溶解到吸收劑中形成溶液。不能溶解的組分則在氣相中, 于是原有混合氣體的組分得以分離。吸收劑可采用成品或半成品煤油、輕柴油,吸收劑與油氣質(zhì)量比范圍為4-5: 1,優(yōu)選為4: 1;吸收劑可利 用蓄熱氧化積累的富余熱量,通過溴化鋰制冷,對吸收劑進行降溫處理; 吸收冷卻溫度范圍為5-15°C,優(yōu)選為10°C。所述膜分離是4艮據(jù)不同的氣體擴散率與溶解度之間的差異,利用膜, 讓油氣組分/空氣的混合氣在一定的壓差推動下,使油氣組分優(yōu)先透過薄 膜得以回收;本發(fā)明中所用的膜可以是橡膠態(tài)聚合物膜,膜底層為無紡 布層,中間層為多孔支撐層,最上層為橡膠態(tài)的硅橡膠作為分離層,分 離層厚度范圍為0. 2-2um,膜兩側(cè)壓力比大于等于5,其中膜一側(cè)可 為常壓,另一側(cè)抽真空導(dǎo)致膜兩側(cè)產(chǎn)生壓差。所述蓄熱氧化是采用熱氧化技術(shù)來處理油氣,所述油氣在通過蓄熱 室時進行熱交換,吸收蓄熱室中的熱量,使其迅速氧化為無毒化合物, 例如二氧化碳,水蒸汽而予以去除。操作過程中,氣體流動方向是間歇逆轉(zhuǎn)的,于是氣體能夠交替地在進入蓄熱室時被加熱,流出時被冷卻。產(chǎn) 生交替循環(huán)。氧化溫度范圍控制在500-800。C,優(yōu)選800。C。使用本發(fā)明組合工藝方法對油氣進行回收處理后,回收率達到95% 以上,并且達到新的低于150mg/mS的排放標準。且處理過程不使用動力 設(shè)備,安全可靠。另外由于不使用活性炭等吸附劑,避免了二次污染。 裝置內(nèi)部實現(xiàn)了熱量自循環(huán),節(jié)約成本,節(jié)省能源。


      圖l是本發(fā)明油氣回收方法流程圖;結(jié)合附圖在其上標記以下附圖標記I- 油氣,2-預(yù)冷器,3-溴化鋰制冷機,4-吸收塔,5-膜分離器, 6-吸收劑罐,7-真空泵,8-貧油泵,9-富油泵,10-蓄熱氧化裝置,II- 排空,12去油罐具體實施方式
      下面結(jié)合附圖,對本發(fā)明的一個具體實施方式
      進行詳細描述,但應(yīng) 當理解本發(fā)明的保護范圍并不受具體實施方式
      的限制。如圖1所示提供了一種采用冷卻吸收-膜分離-蓄熱氧化法進行油氣 回收、處理的工藝流程圖。油汽混合氣體1經(jīng)預(yù)冷器2進入吸收塔4進 行噴淋吸收,經(jīng)噴淋吸收后70-90%的油汽被來自貧油泵8的貧油和吸收 劑罐6中的吸收劑吸收,并進入富油泵9,所述富油泵中的油品經(jīng)所述 吸收劑罐去油罐12 。在油氣濃度太低的情況時難以達到十分高的回收率。 為了達到較高的回收率,通常要對吸收過程進行強化處理,如增加吸 收劑的循環(huán)量、選擇性能更優(yōu)良的吸收劑、降低吸收溫度(一般為-25°C), 效果比較顯著。本方案建議選用廉價的吸收劑成品或半成品煤油、輕 柴油,吸收劑與油氣比例范圍控制在4-5: 1,優(yōu)選4: 1;吸收溫度控制 在5-15。C左右,優(yōu)選1(TC。釆用簡單的吸收過程,且經(jīng)濟性較佳。剩余 10-30°/。的空氣、油汽混合氣體從噴淋塔頂排出進入膜分離器5??諝馀c 油汽的混合氣體在膜分離器內(nèi),油汽被薄膜吸附,薄膜采用橡膠態(tài)聚合 物膜,它具有三層結(jié)構(gòu),底面是無紡布層,是整個膜的支撐層;中間層 為結(jié)實、耐用并且抗溶解的多孔支撐層,而對傳質(zhì)的阻力很?。蛔钌蠈?為選擇分離層使用橡膠態(tài)的硅橡膠,復(fù)合膜的滲透阻力主要取決于這層 膜的阻力.為了減少氣體滲透阻力,選擇分離層厚度控制在0. 2-2um。 使膜兩側(cè)產(chǎn)生壓差,膜兩側(cè)壓力比大于等于5,例如 一側(cè)常壓,另一 側(cè)在真空泵7的抽吸下油汽透過薄膜被解析分離出來,進入到所述預(yù)冷 器油汽入口,進行下一吸附循環(huán)。膜分離器中的空氣無法穿透薄膜,與 少量未穿透薄膜的油氣排出分離器。經(jīng)膜分離器排出的油汽濃度約為 10g/W的混合氣體進入到蓄熱氧化裝置10,該混合氣體經(jīng)氧化后生成二 氧化碳和水蒸汽等尾氣而排空11。此實施方式油氣回收率大于95%,尾 氣排放濃度可達120mg/m3。適用于煉廠、油庫。油汽回收率高,自動化 水平高,膜使用壽命5-15年,且不產(chǎn)生二次污染。蓄熱氧化裝置的基本原理是在高溫下(500-800°C )使有機廢氣氧化 生成二氧化碳和水,從而達標排放,優(yōu)選溫度為80(TC。通過蓄熱氧化 方法可最大限度地回收熱量,以降低操作費用。蓄熱氧化裝置10由一個氧化燃燒室、具有兩個或多個陶瓷填料床和一套氣體換向閥的蓄熱室組 成。該裝置中的蓄熱式陶瓷填料床可使熱能得到最大限度的回收,熱回收率大于98%,所以處理油氣混和氣時不用或只需使用很少的燃料,但 凈化率可達99%以上。另外,蓄熱氧化裝置還有不產(chǎn)生二次污染,全自 動控制、操作簡單,操作費用低,安全性高等優(yōu)點。在操作過程中,氣 體流動方向是間歇逆轉(zhuǎn)的,于是氣體能夠交替地在進入蓄熱床時被加熱, 流出時被冷卻。在交替循環(huán)中,有機物氣體#:強制通過填滿蓄熱填料的 蓄熱室,經(jīng)過前一個循環(huán),蓄熱室的這些填料還是熱的。當氣體通過時, 熱量從填料中被吸收出來,因此通過的氣體可達到預(yù)熱的目的。這些氣 體最終進入熱氧化區(qū)。當氣體進入氧化區(qū)時,氣體經(jīng)過吸收蓄熱室中的 熱量,溫度基本上已經(jīng)達到預(yù)先設(shè)定的界限(500 ~ 800°C ),如果氣體還 達不到需要的溫度,可以通過向燃燒室注入少量的輔助燃料來提高氣體 的溫度。如果該工業(yè)氣體含有足夠的產(chǎn)生熱量的油氣混和氣,則不需要 額外的燃料。在氣體通過入口處的蓄熱室和氧化區(qū)的時間內(nèi),任何夾帶 的油氣混和氣都被迅速地氧化成無毒的化合物,例如二氧化碳和水蒸汽。 整個氧化過程無需添加氧化劑,油氣的速度控制在2-3米/秒。當純化的 氣體排出氧化區(qū),夾帶的熱量被出口處的蓄熱室中的蓄熱床吸收并儲存 起來。當氣體通過切換閥排出蓄熱室時的溫度只是稍微高于進口的溫度 (20~40°C)。在下一個循環(huán)中,氣流逆轉(zhuǎn),油氣混和氣進入上一個循環(huán) 中出口處的蓄熱填料床進行預(yù)熱,再依次進入高溫氧化室氧化、另一個 蓄熱填料床釋放熱,然后排出系統(tǒng)。這個過程不斷循環(huán),每一個蓄熱填 料床都是在輸入廢氣與排出處理過的氣體的模式間交替轉(zhuǎn)換。另外,利 用后續(xù)蓄熱氧化積累的富余熱量,通過溴化鋰制冷機3實現(xiàn)制冷,對吸 收劑進行降溫處理,可以提高吸收環(huán)節(jié)對不同油氣組分的適應(yīng)性,回收 率可以達到70°/。左右,同時進一步降低運行成本,節(jié)省能源。采用該裝 置熱回收效率非常高,燃料費用很低(當油氣混和氣濃度在4 5 OPPM以上 時,該蓄熱氧化裝置不需添加輔助燃料)。使用該裝置凈化率高,可達 到99%以上;全自動化控制、操作簡單,操作費用低,安全可靠。相 對于其它類似的處理技術(shù)(例如換熱式熱氧化),其主要優(yōu)點在于它 能得到的熱回收效率非常高。其它系統(tǒng)能達到約70%的熱回收效率,而 蓄熱氧化裝置最高能達到98%,高的熱回收效率使輔助燃料的使用量顯 著減少,從而節(jié)約操作費用。
      權(quán)利要求
      1. 一種油氣回收、處理方法,首先將油氣混合氣通過吸收處理步驟,被吸收的油品直接回收,未被吸收的油氣進入膜分離步驟,進一步回收,經(jīng)膜分離后的少量油氣和空氣進入蓄熱氧化處理步驟,處理后的尾氣排空。
      2. 如;^又利要求1所述的油氣回收、處理方法,所述吸收處理步驟包 括將油氣混和氣首先通過預(yù)冷器預(yù)冷后,從吸收塔下部進入,所述氣體 上升過程中與所述吸收塔內(nèi)噴淋出的貧油和吸收劑逆向相遇,進行吸收 處理,被吸收的油品直4妻回收,未被吸收的油氣混和氣經(jīng)吸收塔頂進入 膜分離器;所述膜分離步驟包括油氣在膜兩側(cè)壓差作用下透過薄膜被分 離出來,進入到所述預(yù)冷器油氣入口,進行下一吸收循環(huán),無法穿透薄 膜的空氣和少量油氣進入蓄熱氧化裝置;所述蓄熱氧化步驟將所述空氣 和少量油氣混和氣氧化后尾氣排空。
      3. 如權(quán)利要求1或2所述的油氣回收、處理方法,所述吸收處理采 用成品或半成品煤油或輕柴油作為吸收劑,吸收劑與油氣質(zhì)量比范圍是 4-5: 1。
      4. 如權(quán)利要求3所述的油氣回收、處理方法,所述吸收劑可利用蓄 熱氧化積累的富余熱量,通過溴化鋰制冷,冷卻的溫度范圍為5。C-15。C。
      5. 如權(quán)利要求4所述的油氣回收、處理方法,所述吸收劑冷卻溫度 為10°C。
      6. 如權(quán)利要求1或2所述的油氣回收、處理方法,所述膜分離步驟 中的膜采用橡膠態(tài)聚合物膜。
      7. 如權(quán)利要求1或2所述的油氣回收、處理方法,所述膜分離步驟 中的膜底層為無紡布層,中間層為多孔支撐層,最上層為橡膠態(tài)的硅橡 膠作為分離層,分離層厚度范圍為O. 2-2um。
      8. 如權(quán)利要求1或2所述的油氣回收、處理方法,所述膜分離步驟 中膜兩側(cè)的壓力比大于等于5。
      9. 如權(quán)利要求8所述的油氣回收、處理方法,所述壓力控制在膜一 側(cè)為常壓,另一側(cè)抽成真空。
      10. 如權(quán)利要求1或2所述的油氣回收、處理方法,所述蓄熱氧化 步驟中氧化溫度為50(TC-800。C。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種油氣回收、處理方法,該方法經(jīng)過吸收、膜分離、蓄熱氧化步驟,可將油氣混和氣首先通過預(yù)冷器預(yù)冷后,從吸收塔下部進入,氣體上升過程中與吸收塔內(nèi)噴淋的貧油和吸收劑逆向接觸,進行吸收處理,被吸收的油品直接回收,未被吸收的油氣混和氣經(jīng)吸收塔頂進入膜分離器,油氣在膜兩側(cè)壓差作用下透過薄膜被分離出來,進入到預(yù)冷器油氣入口,進行下一吸收循環(huán),無法穿透薄膜的空氣和少量油氣進入蓄熱氧化裝置,經(jīng)氧化后尾氣排空。該方法回收油氣的回收率高,所排放的尾氣環(huán)保,且處理過程不使用動力設(shè)備,安全可靠。另外由于不使用活性炭等吸附劑,避免了二次污染。裝置內(nèi)部實現(xiàn)了熱量自循環(huán),節(jié)約成本,節(jié)省能源。
      文檔編號C10G5/00GK101235315SQ20071000305
      公開日2008年8月6日 申請日期2007年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
      發(fā)明者爨偉亮, 陳惠彥 申請人:爨偉亮;陳惠彥
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