[發明專利]一種低溫吸附高溫脫附的高效油氣回收方法

在審

• 申請號: 202110297308.7
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113041771A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 周靜怡
• 申請（專利權）人: 周靜怡
• 主分類號: B01D53/00
• 分類號: B01D53/00;B01D53/04
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種低溫吸附高溫脫附的高效油氣回收方法，涉及油氣回收方法。原料油氣引入初冷塔，利用熱泵系統中的制冷劑在塔中蒸發器蒸發制冷，將原料油氣冷卻，油氣中的部分重組分及水蒸氣冷凝分離，冷卻生成的凝液去吸收系統，冷卻后的低溫油氣進入吸附單元；吸附單元設有至少三塔，其中兩塔串聯吸附，一塔脫附再生，三塔在吸附和脫附過程中通過閥門控制輪流切換操作，循環處理油氣；吸附后達到排放標準的氣體排放；吸附塔吸附飽和的油氣，由熱泵系統將初冷塔中取得熱量通過熱泵系統的制冷劑循環進入吸附塔內部的換熱設施對吸附床層加熱，進行真空脫附，脫附油氣引入吸收系統。低溫吸附、高溫脫附，油氣回收率高，吸附劑再生效率高，運行成本低。

技術領域

本發明涉及油氣回收方法，尤其是涉及一種低溫吸附高溫脫附的高效油氣回收方法。

背景技術

在輕質油品液體，如汽油、石腦油、原油、溶劑油等輕質油品向汽車槽車、火車槽車、油輪等固定體積容器內裝油過程中，被充裝容器氣相空間內的氣體逐漸被置換出來，產生出空氣和揮發性有機物的混合氣體(油氣)。由于這些輕質油品的初餾點較低，飽和蒸氣壓較高，因而充裝過程產生的油氣濃度就比較高，大多在10～40v％左右。夏季高溫季節，環境溫度較高，油品裝車溫度較高，油氣濃度會更高，有時甚至達到40～60v％左右。裝油過程產生的揮發物(輕質油品充裝損耗大致相當于被裝油品量的1‰)，不但浪費資源，而且污染大氣環境。因此，國家標準《儲油庫大氣污染物排放標準》(GB20950-2007)要求，必須要對裝車過程產生的油氣進行回收處理，讓處理后的尾氣達標排放。

采用吸附法工藝回收處理輕質油品充裝過程的油氣是目前國內外最流行的油氣回收方法之一。該工藝的基本原理是將密閉充裝過程收集的油氣引入油氣回收裝置，利用吸附劑對不同吸附質吸附力的差異，將油氣中吸附力較強的有機物組分與吸附力較弱的氮氣氧氣氣體實現分離，達到回收有機物組分和外排清潔惰性氣體的目的。美國專利US.Pat.No.4066423，US.Pat.No.4276058，US.Pat.No.4462811，US.Pat.No.5480475，US.Pat.No.5951741等是這類吸附法油氣回收工藝的典型代表。中國專利CN1334313A、CN1522785A等采用活性炭吸附的方法回收油氣。CN1334313A采用吸收-吸附組合工藝回收油氣，先通過吸收回收部分油氣，然后再通過吸附進一步回收油氣。CN1522785A將油氣壓縮冷卻，然后在加壓條件下吸收或吸附。

吸附法的基本原理是利用油氣/空氣混合氣體在吸附劑上的吸附和脫附速度的不同，選擇一種具有高比表面積的吸附劑(如活性炭)將油氣/空氣混合氣體中的油氣吸附下來，除去油氣的空氣可直接排放至大氣。吸附了一定量油氣的吸附劑在真空條件下脫附。脫附出來的富集油氣，用低標號汽油通過吸收方法將富集油氣回收，成為成品油。

活性炭吸附法突出的優點是：吸附后尾氣中有機物(烴類等)含量低。缺點是：①對處理高濃度油氣時，由于油氣在吸附過程中放出大量熱，導致吸附劑床層溫升較大，在床層局部形成“熱點”，若控制不及時，有可能引起活性炭自燃。②當環境濕度高時，水分影響活性炭吸附容量，即水分對活性炭吸附油氣起抑制作用。③由于我國的汽油含烯烴量較高，在高吸附熱作用下，易發生氧化、炭化、焦化及聚合，出現部分化學吸附，填住活性炭有效微孔。活性炭表面積驟減，長時間使用的活性炭易結焦失活。④活性炭溫升階段大分子烴對小分子烴有置換吸附作用，降低了活性炭對輕組分的吸附量。

吸附法油氣回收工藝存在吸附床溫度在吸附過程中溫度升高帶來的安全性風險。吸附過程是一個放熱過程，單位體積吸附劑吸附的吸附質越多，放熱量就越大。吸附過程放出的熱量一部分被氣流帶走，其余存留在吸附劑上的部分會導致吸附劑床層溫度的升高。當床層溫度過高，特別是當吸附劑采用可燃的活性炭時，可能發生吸附床發生自燃，通常工業上會將吸附床溫度65℃設定為連鎖停車條件。在夏季高溫季節，吸附床溫度本身就比較高，加上油氣溫度比較高，以及油氣濃度比較高，導致油氣回收裝置連鎖停車。