[發明專利]中低濃度油氣的回收工藝

在審

• 申請號: 201711090062.6
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107837648A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 張國瑞;胡小鵬
• 申請（專利權）人: 北京信諾海博石化科技發展有限公司
• 主分類號: B01D53/047
• 分類號: B01D53/047;B01D53/14;B01D53/18;B01D53/00
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技術領域

本發明涉及一種石油、石油化工、煤化工、有機化工等有機物液體加工和儲運領域化工品或油品液體常壓儲罐存儲或充裝過程中排出的中低濃度油氣的回收工藝。

背景技術

有機物廢氣治理是環境保護的一項重要任務。有機物廢氣治理主要有兩種方式，一是回收型，就是將廢氣中的有機物與其它組分進行分離，回收得到有價值的有機物組分，或同時回收得到有機物組分和其它組分氣體；二是銷毀型，就是通過氧化或分解手段，將廢氣中的有機物組分氧化或分解為環境無害的氣體組分，比如二氧化碳和水。相比銷毀型，回收型不但可以減少有機物排放，而且可以回收有機物資源，因此可能的話，回收型有機物廢氣治理應當是優先選項。通常情況下，中高濃度有機物廢氣治理多采用回收型工藝，比如汽油、石腦油、原油等輕質油品充裝過程中產生的有機物濃度在10~50v%左右的油氣通常采用回收型工藝，根據《儲油庫大氣污染物排放標準》GB20950-2007，經過油氣回收裝置處理后直排大氣的尾氣中非甲烷總烴<25g/m3，有機物回收率>95%。相比之下，低濃度有機物廢氣治理多采用銷毀型工藝，比如表面涂裝、粘膠帶、電子等行業排放的有機物濃度多在幾百ppm的廢氣則多采用銷毀型工藝，通常先通過吸附轉輪將油氣濃度濃縮至幾千ppm，再通過催化氧化過程將濃縮廢氣中的有機物氧化成二氧化碳和水，而氧化過程產生的熱量作為轉輪的脫附熱源。

但在石油、石油化工、煤化工、有機化工等有機物液體加工和儲運領域廣泛存在著大量中低有機物濃度的油氣目前還沒有得到有效治理。其中一類是常壓拱頂罐或浮頂罐存儲化工品和油品過程中排放的油氣，另一類是化工品和除汽油、石腦油、原油等揮發性較強的輕質油品外的油品充裝過程中排放的油氣。

這里所說的化工品指的是常壓沸點在30~200℃范圍內的種類繁多的化工品液體，如苯、甲苯、二甲苯、混合芳烴、乙苯、苯乙烯等芳烴類化合物；戊烷、己烷、庚烷、環己烷等烷烴環烷烴化合物；甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類化合物；MTBE等醚類化合物；丙烯酸等有機酸類化合物；乙酸乙酯、丙烯酸酯等酯類化合物；二氯乙烷等鹵代烴，丙烯醛等醛類化合物；乙腈、丙烯腈等腈類化合物等種類繁多的化工產品；或加工過程中的同類中間產品。所說的油品指的是各種初餾點高于40℃的輕質油品，如煤油、柴油、溶劑油、蒽油、洗油等；或加工過程中的同類中間產品。

對于儲罐存儲來說，最為普遍采用的儲罐型式是常壓儲存的拱頂罐和浮頂罐（內浮頂罐）等。通常常壓儲罐的設計壓力在-500~3000Pa（表）左右，因此呼出油氣的操作壓力通常略高于大氣壓力。對于儲存溫度下飽和蒸氣壓相對較低的有機物液體，由于揮發性較小，相平衡揮發進入儲罐氣相空間的有機物量相對比較小，儲存呼吸跑損本身就相對較低，因此通常會采用拱頂罐儲存；而對于儲存溫度下飽和蒸氣壓相對較高的有機物液體，由于揮發性較大，為避免大量有機物蒸汽揮發進入儲罐氣相空間并進而造成較大的儲存跑損，通常會采用浮頂罐儲存，也就是在拱頂罐內設置一覆蓋在液面上并隨液面升降的浮船，利用浮船阻隔有機物液體揮發進入氣相空間。相對于拱頂罐，采用浮頂罐儲存油氣跑損量可明顯減少。但不論是采用拱頂罐儲存還是浮頂罐儲存，有機物液體存儲過程中都會有油氣跑損。跑損的主要方式一是儲罐進出物料時引起的大呼吸跑損，大呼吸油氣的體積流率與進出物料的液體體積流率相當；二是環境溫度變化時引起的小呼吸跑損。通常在每座儲罐罐頂設有呼吸閥，當罐內氣相壓力高于呼吸閥設定的呼出壓力時，罐內油氣經呼吸閥呼出排入大氣；當罐內氣相壓力低于呼吸閥設定的吸入壓力時，罐外大氣中的空氣經呼吸閥進入儲罐。有時為防止儲罐內儲存的油品或化工品與空氣接觸影響它們的質量，或為儲罐安全考慮，會從儲罐的氣相空間補入氮氣對儲罐進行氮封。儲罐排出油氣的組成隨所儲存有機物液體的種類不同而不同，當儲存液體化工品或化工品的混合物時，排出油氣的成分主要是所儲存化工品與惰性氣體（有氮封時為氮氣，無氮封時為空氣）的混合氣體。當儲存輕質油品類液體時，排出油氣的成分主要是C2~C10等輕質烴類有機物混合物和惰性氣體的混合氣體；由于有浮頂罐浮盤的阻隔，或拱頂罐巨大的氣相空間和高度的隔離，儲罐排出的油氣濃度遠遠達不到氣液相平衡的油氣濃度，因此通常儲罐排出油氣的濃度較低，隨儲存介質、儲存溫度、儲罐型式、浮船密封情況、儲罐液位高度等不同，一般在2萬ppm（相當于2v%）以下，多數情況下在1萬ppm以下。