[发明专利]一种低温吸附高温脱附的高效油气回收方法

说明书

一种低温吸附高温脱附的高效油气回收方法，涉及油气回收方法。原料油气引入初冷塔，利用热泵系统中的制冷剂在塔中蒸发器蒸发制冷，将原料油气冷却，油气中的部分重组分及水蒸气冷凝分离，冷却生成的凝液去吸收系统，冷却后的低温油气进入吸附单元；吸附单元设有至少三塔，其中两塔串联吸附，一塔脱附再生，三塔在吸附和脱附过程中通过阀门控制轮流切换操作，循环处理油气；吸附后达到排放标准的气体排放；吸附塔吸附饱和的油气，由热泵系统将初冷塔中取得热量通过热泵系统的制冷剂循环进入吸附塔内部的换热设施对吸附床层加热，进行真空脱附，脱附油气引入吸收系统。低温吸附、高温脱附，油气回收率高，吸附剂再生效率高，运行成本低。

技术领域

本发明涉及油气回收方法，尤其是涉及一种低温吸附高温脱附的高效油气回收方法。

背景技术

在轻质油品液体，如汽油、石脑油、原油、溶剂油等轻质油品向汽车槽车、火车槽车、油轮等固定体积容器内装油过程中，被充装容器气相空间内的气体逐渐被置换出来，产生出空气和挥发性有机物的混合气体(油气)。由于这些轻质油品的初馏点较低，饱和蒸气压较高，因而充装过程产生的油气浓度就比较高，大多在10～40v％左右。夏季高温季节，环境温度较高，油品装车温度较高，油气浓度会更高，有时甚至达到40～60v％左右。装油过程产生的挥发物(轻质油品充装损耗大致相当于被装油品量的1‰)，不但浪费资源，而且污染大气环境。因此，国家标准《储油库大气污染物排放标准》(GB20950-2007)要求，必须要对装车过程产生的油气进行回收处理，让处理后的尾气达标排放。

采用吸附法工艺回收处理轻质油品充装过程的油气是目前国内外最流行的油气回收方法之一。该工艺的基本原理是将密闭充装过程收集的油气引入油气回收装置，利用吸附剂对不同吸附质吸附力的差异，将油气中吸附力较强的有机物组分与吸附力较弱的氮气氧气气体实现分离，达到回收有机物组分和外排清洁惰性气体的目的。美国专利US.Pat.No.4066423，US.Pat.No.4276058，US.Pat.No.4462811，US.Pat.No.5480475，US.Pat.No.5951741等是这类吸附法油气回收工艺的典型代表。中国专利CN1334313A、CN1522785A等采用活性炭吸附的方法回收油气。CN1334313A采用吸收-吸附组合工艺回收油气，先通过吸收回收部分油气，然后再通过吸附进一步回收油气。CN1522785A将油气压缩冷却，然后在加压条件下吸收或吸附。

吸附法的基本原理是利用油气/空气混合气体在吸附剂上的吸附和脱附速度的不同，选择一种具有高比表面积的吸附剂(如活性炭)将油气/空气混合气体中的油气吸附下来，除去油气的空气可直接排放至大气。吸附了一定量油气的吸附剂在真空条件下脱附。脱附出来的富集油气，用低标号汽油通过吸收方法将富集油气回收，成为成品油。

活性炭吸附法突出的优点是：吸附后尾气中有机物(烃类等)含量低。缺点是：①对处理高浓度油气时，由于油气在吸附过程中放出大量热，导致吸附剂床层温升较大，在床层局部形成“热点”，若控制不及时，有可能引起活性炭自燃。②当环境湿度高时，水分影响活性炭吸附容量，即水分对活性炭吸附油气起抑制作用。③由于我国的汽油含烯烃量较高，在高吸附热作用下，易发生氧化、炭化、焦化及聚合，出现部分化学吸附，填住活性炭有效微孔。活性炭表面积骤减，长时间使用的活性炭易结焦失活。④活性炭温升阶段大分子烃对小分子烃有置换吸附作用，降低了活性炭对轻组分的吸附量。

吸附法油气回收工艺存在吸附床温度在吸附过程中温度升高带来的安全性风险。吸附过程是一个放热过程，单位体积吸附剂吸附的吸附质越多，放热量就越大。吸附过程放出的热量一部分被气流带走，其余存留在吸附剂上的部分会导致吸附剂床层温度的升高。当床层温度过高，特别是当吸附剂采用可燃的活性炭时，可能发生吸附床发生自燃，通常工业上会将吸附床温度65℃设定为连锁停车条件。在夏季高温季节，吸附床温度本身就比较高，加上油气温度比较高，以及油气浓度比较高，导致油气回收装置连锁停车。