[发明专利]一种利用水合脱除混合气中挥发性有机物的方法和装置

说明书

本发明提供一种利用水合脱除混合气中挥发性有机物的方法和装置。该方法利用串连的水合反应器和耦合器，其中：耦合器包括上部的气液分离区、中部的水合物分离区以及下部的储液区；耦合器内预存有水合物工作液；将混合气与水合物工作液通入水合反应器中接触，使挥发性有机物转化为水合物，得到气液混合物；将气液混合物通入耦合器的气液分离区中气液分离，得到第一混合气以及浆液；浆液进入水合物分离区，水合物滞留在水合物分离区；待水合物工作液的剩余量达到工艺预设值，停止向水合反应器中通入水合物工作液，并对耦合器内的水合物进行化解，得到第二混合气以及再生水合物工作液。采用上述方法，能够实现混合气中挥发性有机物的有效脱除。

技术领域

本发明涉及一种利用水合脱除混合气中挥发性有机物的方法和装置，属于石油化工领域。

背景技术

石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中的轻组分具有很强的挥发性。在原油加工过程中，由于受到工艺技术、设备等因素的影响，不可避免地会有挥发性有机物(Volatile Organic Compounds，VOCs)从原油储罐或成品油储罐排放到大气中，这种现象称为油罐的“呼吸”。这些挥发性有机物一方面会对环境造成不利影响；另一方面，如果挥发性有机物的含量达到爆炸范围，还会直接影响炼厂的生产安全。所以必须对油罐排放的混合气进行处理，以脱除其中的挥发性有机物。

目前对上述混合气的处理，多数炼厂采用通入大量氮气对混合气进行稀释的方式，使混合气中挥发性有机物的浓度降低至安全值，然后再排放。这种处理方式不仅需要大量的氮气，而且实际上向大气中排放的挥发性有机物的总量并未减少。也有部分炼厂采用活性炭吸附的方法，但是活性炭的再生处理很难达到安全要求。因此，期待开发一种新的方法，有效脱除混合气中的挥发性有机物。

发明内容

针对上述缺陷，本发明提供一种利用水合脱除混合气中挥发性有机物的方法，能够实现混合气中挥发性有机物的有效脱除。

本发明还提供一种用于实施上述方法的装置，采用该装置能够实现混合气中挥发性有机物的有效脱除。

为实现上述目的，本发明提供一种利用水合脱除混合气中挥发性有机物的方法，该方法利用串联连接的水合反应器和耦合器，其中：

耦合器包括上部的气液分离区、中部的水合物分离区以及下部的储液区；水合物分离区和储液区内预存有水合物工作液，且储液区底部的出口与水合反应器的入口相连；

该方法包括：

将混合气与来自储液区的水合物工作液通入水合反应器中进行接触，使混合气中的挥发性有机物转化为水合物，得到气液混合物；

将气液混合物通入耦合器的气液分离区中进行气液分离，得到脱除了挥发性有机物的第一混合气以及浆液，该浆液中含有水合物以及未反应的水合物工作液；第一混合气自气液分离区顶部的出口排出；浆液下行进入水合物分离区，其中的水合物被分离并滞留在该水合物分离区，未反应的水合物工作液与耦合器内剩余的水合物工作液混合；

待耦合器内水合物工作液的剩余量达到工艺预设值，停止向水合反应器中通入水合物工作液，并对水合物分离区中的水合物进行化解，得到富集了挥发性有机物的第二混合气以及再生水合物工作液。

根据本发明提供的技术方案，通过采用具有气液分离区、水合物分离区和储液区的耦合器以及水合反应器对混合气中的挥发性有机物进行脱除，不仅能够实现挥发性有机物的有效脱除，而且由于该耦合器兼具气液分离、水合物分离、水合物化解再生、水合物工作液存储的作用，因此相较于常规的水合分离气体装置，能够减少设备数目、易于操作并减小占地面积。

此外，采用上述结构的耦合器，还能避免现阶段采用水合法分离或净化混合气过程中，因水合物在某个位置集聚、堵塞管路所造成的生产中断等问题，确保混合气中挥发物有机物的顺利、稳定脱除。