多組分混合有機氣體回收方法
【專利摘要】本發明涉及一種多組分混合有機氣體回收方法，主要解決現有技術中化工廠裝車、裝船和儲罐等大小呼吸中產生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等揮發氣體無法同時進行回收的問題。本發明通過采用一種多組分混合有機氣體回收方法，包括如下步驟：（a）有機氣體進入凝液罐（2）后氣體進入制冷機組，冷凝的液體進入油水分離器（5），油水分離器（5）的有機物進入儲罐（6）；（b）氣體在吸附罐（9）吸附；（c）吸附罐（9）飽和后切換至吸附罐（10），吸附罐（9）開始脫附；（d）吸附罐（9）脫附出的物質返回制冷機組的技術方案較好地解決了上述問題，可用于化工廠裝車、裝船和儲罐大小呼吸中產生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等揮發氣體的回收中。
【專利說明】多組分混合有機氣體回收方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種多組分混合有機氣體回收方法，特別是關于用于回收處理油罐車裝車、碼頭裝船以及儲罐呼吸過程中產生的揮發性氣體，包括汽油蒸汽、苯、甲苯、二甲苯蒸汽以及由它們所組成的混合氣體的回收方法。
技術背景
[0002]汽油、苯、甲苯、二甲苯等在裝車、裝船過程中以及在其儲罐的大小呼吸過程中會產生大量的蒸發損耗，蒸發產生的蒸汽直接排放到大氣中，會造成大量能源浪費；另一方面，這些蒸汽對人體有很強的毒害作用；此外，可燃的揮發性氣體形成后不但具有嚴重的安全隱患；而且油氣在紫外線照射下能夠形成光化學煙霧，造成環境污染。目前，國內大型石化企業的儲罐區和裝卸車區域通常具有物料成分復雜多樣，揮發性氣體總量大等特點，目前的氣體回收裝置多針對罐車裝車產生的氣體回收設計，而無將罐區和裝卸臺產生的揮發性氣體組合回收的裝置。
[0003]CN101244342A公開了一種低溫制冷裝置，用于易揮發性物質(如汽油和酒精)蒸汽的冷凝法回收，制冷系統包括壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器，但并未說明裝置所能達到的排放指標，且無法說明對含有苯等多組分蒸汽回收的適應性。
[0004]專利CN201301291公開了一種苯回收裝置，主要是為解決生產環丁砜時排出的苯回收率低的問題而設計，包括苯冷卻器、換熱管、噴淋塔等，苯回收率能達到95%，但該裝置只適用于苯蒸汽的回收，且無法適用于裝車和裝船等發油場合所產生的有機氣體蒸汽的回收。
[0005]專利CN101332396A公開了一種甲苯回收裝置，它由吸風管、調節風扇、過濾室、離心風機、吸附罐、冷凝器、循環水箱、分離箱和儲液罐組成，吸風管、過濾室、離心風機依次相接，該裝置僅適用于甲苯蒸汽的回收，且由于裝置包含設備較多，安裝較為復雜。
[0006]現有專利技術大多只適用于對某一特定工藝所產生的氣體蒸汽，對不同場合產生的多組分混合氣體集中處理的專利未見報道。
[0007]本發明有針對性的解決了該問題。
【發明內容】
[0008]本發明所要解決的技術問題是現有技術中化工廠裝車、裝船和儲罐等大小呼吸中產生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等揮發氣體無法同時進行回收的問題，提供一種新的多組分混合有機氣體回收方法。該方法用于化工廠裝車、裝船和儲罐大小呼吸中產生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等揮發氣體的回收中，具有苯、甲苯、二甲苯、汽油等揮發氣體能夠同時進行回收的優點。
[0009]為解決上述問題，本發明采用的技術方案如下:一種多組分混合有機氣體回收方法，包括如下步驟:
[0010](a)將包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少一種的有機氣體匯集后進入凝液罐(2)，凝液罐(2)內的液體進入儲罐(6)，凝液罐(2)內的氣體進入制冷機進行冷凝，冷凝下來的液體進入油水分離器(5)，油水分離器(5)分離出的水排出，分離出的有機物進入儲罐(6);
[0011](b)在所述制冷機組未冷凝下來的氣體進入吸附罐(9)吸附，經過吸附的氣體尾氣排出；
[0012](c)當吸附罐(9)飽和后，吸附罐(9)開始脫附操作，對吸附劑進行再生；
[0013](d)吸附罐(9)脫附出的物質返回制冷機進行冷凝；
[0014]其中，所述制冷機采用預冷凝+至少一級冷凝的方法，凝液罐(2)內的氣體先進入預冷器(19)中進行預冷凝，然后氣體依次進入至少一級冷凝器(20)。
[0015]上述技術方案中，優選地，所述凝液罐(2)內安裝液位開關指示，當積聚的液體達到設定液位時開啟離心泵(4)將液體抽至儲罐(6)中；凝液罐(2)上設置緊急排空管道，管道上設阻火透氣帽(3);油水分離器(5)分離出的外排；經過吸附的氣體尾氣排入大氣；當吸附罐(9)飽和后，吸附操作切換至吸附罐(10);將包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少二種的有機氣體匯集后進入凝液罐(2);其中，所述制冷機采用預冷凝+三級冷凝的方法，凝液罐
(2)內的氣體先進入預冷器(19)中進行預冷凝，然后氣體依次進入一級冷凝器(20)、二級冷凝器(21)、三級冷凝器(22 )。
[0016]上述技術方案中，優選地，所述經過吸附的氣體尾氣排入大氣的排空管道上設置濃度檢測儀(12)，對有機物進行濃度檢測，保證達標排放。
[0017]上述技術方案中，優選地，所述吸附劑為活性炭。
[0018]上述技術方案中，優選地，所述脫附操作采用抽真空的方式對吸附劑吸附的物質進行解吸。
[0019]上述技術方案中，優選地，采用風機將各場合揮發產生的有機氣體輸送至回收裝置。
[0020]本發明的有機氣體回收方法，用于對液體儲罐大小呼吸、汽車裝車、輪船裝船過程所揮發出的汽油、苯、甲苯和二甲苯蒸汽等氣體組分進行回收，首先采用風機將各場合揮發產生的有機氣體輸送至回收裝置，考慮到汽油、苯、甲苯和二甲苯幾種物質熔點相差較大，為了對氣體蒸汽進行有效地回收，采用蒸汽壓縮冷凝+活性炭吸附的氣體回收方案，冷凝部分采用預冷凝+三級冷凝的方法，每級采用不同的冷凝溫度并得到不同的冷凝組分，同時盡量減少和防止冷凝裝置結霜；經冷凝后還未被回收的有機氣體通過活性炭罐進行吸附處理，采用兩個活性炭罐互為備用，活性炭罐后串聯氣體濃度檢測儀，當有機氣體濃度達到設定值時對當前處于吸附狀態的活性炭床進行再生處理，同時切換到另一個吸附罐進行吸附，整個氣體回收過程當中維持尾氣排放濃度符合環保指標要求，取得了較好的技術效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發明所述方法的流程示意圖。
[0022]1-風機；2_凝液罐；3_阻火透氣帽；4_離心泵；5_油水分離器；6_儲罐；7_緩沖罐；8_真空泵；9-吸附罐A ;10_吸附罐B ;11_排空閥A ;12_排空閥B ;13_再生閥A ;14_再生閥B ；15-進氣閥A ；16-進氣閥B ；17-濃度檢測儀；18_有機物管線；19_預冷器；20_ —級冷凝器；21_ 二級冷凝器；22_三級冷凝器；23_外排污水；24_油氣分離器分離出的有機物管線。[0023]下面通過實施例對本發明作進一步的闡述，但不僅限于本實施例。
【具體實施方式】
[0024]【實施例1】
[0025]如圖1所示的流程中，汽油、苯、甲苯、二甲苯等有機物在裝車、裝船以及在儲罐的大小呼吸過程中揮發的蒸汽分別在支管線由風機I進行匯集，然后進入油氣回收主管線，風機根據微壓傳感器的信號采用變頻控制轉速，達到保護儲罐、罐車，平衡氣壓的作用。風機收集的有機氣體蒸汽進入回收裝置進行回收處理，經處理后達到環保要求的氣體排到大氣中。
[0026]有機氣體質量組成:汽油50%，苯20%，甲苯20%，鄰二甲苯10%，蒸汽經風機I匯集后首先進入凝液罐2，凝液罐2位于裝置的最低點，用于收集凝結于管道內的液體。凝液罐2內安裝液位開關指示液體數量，當積聚的液體達到設定液位時開啟離心泵4將液體抽至儲罐6中。凝液罐2上設置緊急排空管道，管道上設阻火透氣帽3，用于裝置檢維修期間的緊急排放。
[0027]經過凝液罐2的氣體進入制冷機組進行多級連續冷卻。有機氣體首先進入預冷器18中進行預冷凝，預冷凝所使用的冷卻介質為水，由工廠循環水供給，預冷后溫度降至8°C左右，將大部分的苯蒸氣進行冷凝回收。此后蒸汽進入三級壓縮制冷系統，每級制冷系統中均包含壓縮機、蒸發器、冷凝器與膨脹閥等設備和部件。氣體蒸汽經一級冷凝后其溫度可降為_25°C左右，主要冷凝物質為鄰二甲苯；氣體蒸汽經二級冷凝后其溫度降為-75V左右，主要冷凝物質為油氣；第三級冷凝后氣體溫度可降為-90°C，此時甲苯和小部分汽油輕組分蒸汽冷凝。經三級冷凝后，接近98%的氣體蒸汽可被冷凝下來，冷凝后的液體均進入油水分離器5，油水分離器5可分離出水并自動排放至污水處理系統，而經冷凝系統回收的有機物在其內積累到一定程度后用泵4輸送回儲罐6。
[0028]經冷凝系統后的尾氣中，組份較輕的烴類難以完全冷凝，因此進入活性炭吸附罐A或B由活性炭吸附，裝置工作期間一`個吸附罐為吸附狀態，另一個為再生或待機狀態。經過氣體回收裝置的尾氣直接排入大氣，排空管道上設置濃度檢測儀12，對苯、甲苯、二甲苯和油氣進行濃度檢測。當任一氣體的濃度測量值達到排放指標的90%，認為活性炭床吸附飽和，不具備繼續吸附有機氣體的能力，停止當前罐的吸附，啟動真空泵8對其進行抽真空處理，對活性炭床進行再生，恢復其吸附能力。同時切換到另一個吸附罐進行吸附。經真空泵抽出的氣體經過緩沖罐7后重新進入三級冷凝系統進行冷凝處理。
[0029]以吸附罐A為例說明吸附、再生和待機三種狀態下，罐體所帶閥門的工作情況。吸附時，進氣閥15和排空閥11打開，再生閥13關閉。待機時，閥門11、13、15均關閉；再生時，進氣閥15和排空閥11關閉，再生閥13打開，由真空泵8將罐內炭層吸附的油氣解吸，并經緩沖罐7送至冷凝裝置。冷凝下的液體進入油水分離罐5，剩余尾氣則再次經過活性炭罐B吸附保證滿足排放要求。
[0030]【實施例2】
[0031]按照實施例1所述的條件和步驟，有機氣體質量組成為:汽油50%，苯20%，鄰二甲
苯 30%ο
[0032]經過凝液罐2的氣體進入制冷機組進行多級連續冷卻。有機氣體首先進入預冷器18中進行預冷凝，預冷凝所使用的冷卻介質為水，由工廠循環水供給，預冷后溫度降至8°C左右，將大部分的苯蒸氣進行冷凝回收。此后蒸汽進入二級壓縮制冷系統，每級制冷系統中均包含壓縮機、蒸發器、冷凝器與膨脹閥等設備和部件。氣體蒸汽經一級冷凝后其溫度可降為_25°C左右，主要冷凝物質為鄰二甲苯；氣體蒸汽經二級冷凝后其溫度降為-80°C左右，主要冷凝物質為汽油。經二級冷凝后，接近95%的氣體蒸汽可被冷凝下來。
[0033]【實施例3】
[0034]按照實施例1所述的條件和步驟，有機氣體質量組成為:苯50%，鄰二甲苯50%。
[0035]經過凝液罐2的氣體進入制冷機組進行多級連續冷卻。有機氣體首先進入預冷器18中進行預冷凝，預冷凝所使用的冷卻介質為水，由工廠循環水供給，預冷后溫度降至8°C左右，將大部分的苯蒸氣進行冷凝回收。此后蒸汽進入一級壓縮制冷系統，制冷系統中包含壓縮機、蒸發器、冷凝器與膨脹閥等設備和部件。氣體蒸汽經一級冷凝后其溫度可降為_25°C左右，主要冷凝物質為·鄰二甲苯，接近95%的氣體蒸汽可被冷凝下來。
【權利要求】
1.一種多組分混合有機氣體回收方法，包括如下步驟: (a)將包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少一種的有機氣體匯集后進入凝液罐(2)，凝液罐(2)內的液體進入儲罐(6)，凝液罐(2)內的氣體進入制冷機進行冷凝，冷凝下來的液體進入油水分離器(5)，油水分離器(5)分離出的水排出，分離出的有機物進入儲罐(6); (b)在所述制冷機組未冷凝下來的氣體進入吸附罐(9)吸附，經過吸附的氣體尾氣排出； (c)當吸附罐(9)飽和后，吸附罐(9)開始脫附操作，對吸附劑進行再生； Cd)吸附罐(9)脫附出的物質返回制冷機進行冷凝； 其中，所述制冷機采用預冷凝+至少一級冷凝的方法，凝液罐(2)內的氣體先進入預冷器(19)中進行預冷凝，然后氣體依次進入至少一級冷凝器(20)。
2.根據權利要求1所述多組分混合有機氣體回收方法，其特征在于所述凝液罐(2)內安裝液位開關指示，當積聚的液體達到設定液位時開啟離心泵(4)將液體抽至儲罐(6)中；凝液罐(2)上設置緊急排空管道，管道上設阻火透氣帽(3);油水分離器(5)分離出的外排；經過吸附的氣體尾氣排入大氣；當吸附罐(9)飽和后，吸附操作切換至吸附罐(10);將包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少二種的有機氣體匯集后進入凝液罐(2);其中，所述制冷機采用預冷凝+三級冷凝的方法，凝液罐(2)內的氣體先進入預冷器(19)中進行預冷凝，然后氣體依次進入一級冷凝器(20 )、二級冷凝器(21)、三級冷凝器(22 )。
3.根據權利要求1所述多組分混合有機氣體回收方法，其特征在于所述經過吸附的氣體尾氣排入大氣的排空管道上設置濃度檢測儀(12)，對有機物進行濃度檢測，保證達標排放。
4.根據權利要求1所述多組分混合有機氣體回收方法，其特征在于所述吸附劑為活性炭。
5.根據權利要求1所述多組分混合有機氣體回收方法，其特征在于所述脫附操作采用抽真空的方式對吸附劑吸附的物質進行解吸。
6.根據權利要求1所述多組分混合有機氣體回收方法，其特征在于采用風機將各場合揮發產生的有機氣體輸送至回收裝置。
【文檔編號】B01D5/00GK103566619SQ201310523010
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年10月29日 優先權日:2013年10月29日
【發明者】張健中, 李俊杰, 宮中昊, 周金廣, 劉林杰, 張曉萌, 單曉雯 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青島安全工程研究院