[发明专利]冷凝加吸附组合工艺油气回收装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护及节能技术领域的一种油气回收处理系统，特别指一种吸附和浅冷组合工艺的油气回收装置及方法。

背景技术

由于加油站、炼油厂等场所的油气大量蒸发并直接排放到大气中，不仅造成严重的数量损失和质量下降，而且严重地污染了大气环境，从而危害人体健康，在一定程度上留下了重大的火灾隐患。因此国家制定了标准(GB20950-2007)在储油(包括炼油厂)强制推行安装油气回收装置，并确定了区域和时限以及排放限制值。

目前，人们已经研发出多种油气回收技术方案，如吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等。其中吸收法油气回收是指通过油气和空气混合气与吸收剂接触，根据不同组分在吸收剂中的溶解度不同，即油气组分溶解于该吸收剂形成溶液，不能溶解的空气组分则保留在气相中，于是原混合气体的组分得以分离。故吸收法对于处理高浓度、大流量的油气有明显的优势，回收效果的好坏主要取决于吸收剂。如要控制吸收法回收系统尾气中油气浓度在很低的水平，吸收塔的高度可能很高，从而增加了投资及运行费用，且尾气排放无法达标。吸附法有利于控制回收系统尾气中油气浓度在很低的水平，但其存在吸附热明显、解析较难、达到吸附平衡时间较长等问题，故特别适合于回收低浓度、小流量的油气，并宜作为某些组合工艺的后续处理。冷凝法是利用各种烃类VOCs在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸汽压，通过降低温度或增加压力，使某些有机物由气态转化为液态的原理，汽油等轻质油品由原油加热蒸馏而得到，因此只要将油气降温到初馏点以下就能从气态变成液态。冷凝法简单，可直接回收油品，对于处理高浓度、中流量的油气有明显的优势。但单纯的冷凝法冷凝温度要低于-70℃以下，才可保证回收率达到90％左右，相应地制冷系统较复杂。同时，还要用耐低温材料及增加保温、除霜等环节，投资成本和运行费用都较高。膜分离法是利用油气与空气在膜内扩散性能(即渗透速率)的不同来实现分离，即让油气/空气混合物在一定压差推动下经过膜的“过滤作用”，使混合气中的油气优先通过膜得以分离回收，而空气则被选择性截留。因为油气具有易凝析和易爆炸的特性，为操作安全和防止气体在膜组件中凝析侵蚀膜组件，故常用在透过侧减压的方式来形成膜两侧的压力差。膜分离法油气回收技术作为一门新技术，尚处于研究开发中，尤其对高性能的膜材料的开发研制。目前，虽然膜技术还没有成熟，但可在组合工艺中作为一种预处理，其效果比其他工艺要明显的多。

由于单一工艺很难达到环保排放标准，故目前通常采用几种工艺相结合的方式，这样不同工艺的组合以取得优势互补，并在一定程度上减少环境污染，提高其操作安全性。根据本发明的技术特点检索了相关专利数据库，有以下几种组合工艺：

申请号200810050544.3的专利“一种低温冷凝油气回收装置”采用了“冷凝”和“吸附”组合工艺技术。此发明专利采用了油气分离器与冷凝器相互分开的工艺，增加了整个装置的体积；且此工艺中使用过多的阀门而不能进行自动化控制，工艺流程设计复杂，操作困难，而且装置体积大，投资高。

申请号200810025361.6的专利“加油站用油气回收装置及其冷凝吸附的集成方法”和申请号200810234988.2的专利“油气回收装置及其冷凝吸附方法”采用了“冷凝”和“吸附”集成工艺方法。以上两个发明都采用了两次冷凝过程和一个吸附器。两次冷凝过程无疑增加了能耗从而增加操作成本；同时采用一个吸附器也不能保证整个装置的连续工作和运行即当一个吸附器中吸附剂达到饱和时，就不能保证在脱附的同时进行吸附工作，从而中断了整个吸附系统的吸附作用。两工艺流程的设计在保证连续运行和运行费用上都存在着很大弊端。

本发明亦是采用了冷凝和吸附两种工艺的组合，但是其工艺流程迥然不同于前面所述的几种专利的工艺。本发明充分考虑了加油站或油库的易燃易爆的特殊环境，设计使用的每一部件在符合环境要求的同时增加了先进的自动控制设备，通过真空泵前后阀门及副线的设置从而增加了整个装置操作的灵活性，使得装置达到自控程度高，体积小，操作简单，和节能降耗的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有单吸附工艺吸附时间长，处理量小的缺点及单冷凝工艺耗能大，油气排放不达标的缺陷。本发明提供一种工艺简单、设备紧凑、能耗较小、运行成本低、操作费用低、投资回收期短、占地面积小、油气排放浓度远远小于国家标准的无二次污染回收益好的冷凝和吸附组合工艺技术。

为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：