含油气体的回收方法

文档序号:4977461
专利名称:含油气体的回收方法
技术领域
本发明涉及一种含油气体的回收方法,特别是涉及通过膜分离和冷凝 回收含油气体的方法。
背景技术
在汽油以及其它易挥发性有机液体的储运、装卸过程中,会造成大量的 油气挥发。由于油气的大量挥发、积聚,有可能造成火灾和爆炸事故。其次, 由于汽油的挥发,轻组分减少,降低了汽油的质量。此外,油气会污染环境, 危害操作人员的身体健康。国家环保局颁发的《储油库大气污染物排放标准》
(GB 20950 — 2007)中规定油气排放浓度^25 g/m3,油气处理效率^95%。因 此,对装车排放出来的油气,必须采用必要的油气回收设施,才能满足上述 标准的要求。
公开号为CN 1621131 A的中国发明专利申请公开了一种复叠法油气分 离回收方法,该方法是先将油气在一级压縮机中压縮后进入预冷器,冷却到 常温并切出饱和水分,油气继续在二级压縮机中经压縮并冷却后进入冷凝器 中冷凝出汽油,未凝油气经过加热器加热后,通过膜分离器进一步分离。该 方法需要先将油气压縮到很高的压力,压縮共分为两级, 一级压力为3 4kg/cm2, 二级压力为8 12kg/cm2,压縮过程中温度上升很多,虽然最终的 冷凝温度是常温,但制冷的温度差并不小,既在压縮过程中消耗大量能量, 又在冷却过程中再消耗大量能量;而将气体压縮到8 12kg/cr^的压縮机功 率很大,而且需要采用液环冷却,外围配套设施较多。
公开号为CN 101161590 A的中国发明专利申请也公开了一种对油气先 进行冷凝后再进行膜分离的回收工艺,其操作是先在预冷箱中将油气冷凝到 l(TC,使其中的水分和30%的重组分冷凝下来,剩余油气在中冷箱中冷凝到 -30°C,使60%的油气冷凝下来,剩余部分油气经液环压縮机压縮,进入膜 组件渗透分离。由于该方法对所有的进料气体都进行制冷,会使能耗进一步提高,由于只能使30% 60%的油气变成液体,而通过膜分离后浓縮的40% 70%的剩佘油气需要循环回进料中重复制冷,只有通过与其它可凝油气的溶 解来液化,未凝气只能再次进入膜系统,导致系统负荷不断提高,最终影响 排放气体的质量,通过膜分离使排放气体中的油气浓度只能达到35g/m3以 下,导致分离效果降低。

发明内容
鉴于现有技术中存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种能耗低, 分离效果好,操作简单的含油气体的回收方法。
为实现上述目的,本发明提供了一种含油气体的回收方法,其依次包括 下列歩骤
(1 )将含油气体的混合物通过渗透膜分离为含有少量油蒸汽的排放物流 和富集油蒸汽的渗透物流;
(2)将渗透物流中的油蒸汽冷凝为液态。
本发明的含油气体的回收方法,其中步骤(1)中在渗透膜上具有1.5 2.6Bar的正向压差,渗透膜的渗透侧具有0.05 0.25Bar的真空度。
本发明的含油气体的回收方法,其中歩骤(2)中的冷凝温度为-5(TC -70°C。
本发明的含油气体的回收方法,其中在步骤(1)之前还具有除去油气混 合物中的水分和大分子油蒸汽的步骤。
本发明的含油气体的回收方法,其中在步骤(2)中产生的未凝气体循环 到步骤(1)中继续进行处理。
由于现有技术中的油气回收方法,都是先将全部油气直接进行冷凝,然 后对冷凝后的部分未凝气体进行膜分离,冷凝全部油气要消耗大量的能量, 该部分未凝气体的量较大,最终影响排放气体的质量。而本发明的含油气体 的回收方法,由于对油气的处理是采用先进行膜分离再进行冷凝的操作,全 部油气中的大部分空气不能透过膜而分离出去,只有透过膜的油气要进行冷 凝操作,被冷凝的油气的量大大降低,不但显著减少了冷凝时的能源消耗, 而且显著提高了油气分离的效果。


图1为本发明的含油气体的回收方法的操作示意图。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意,所描述的实施例只用 于举例说明,并不用于限制本发明。
如图1所示,本发明的含油气体的回收方法所使用的装置包括压縮机1、
缓冲分离罐2、膜分离器3、压力控制阀4、真空泵5、冷凝系统6、回收油罐 7以及回收油泵8。其中的膜分离器3是由一组或多组有机蒸汽渗透膜组件构 成,膜组件的数量根据待处理的气量、气体成分和浓度确定。膜分离器3包括 一个油气入口31, 一个排放物流出口 32和一个渗透物流出口 33。回收油罐7 包括一个入口 71, 一个冷凝油出口 72和一个未凝气体出口 73。控制阀4为一
PCV阀。
如图所示,输送所收集油气的管道连接到压縮机1的入口 11,压縮机1 的出口 12通过管道与缓冲分离罐2的入口 21相连。缓冲分离罐2的出口22 连接到膜分离器3的油气入口 31,膜分离器3的排放物流出口 32连接有管道 10,管道10上安装有控制阀4;膜分离器3的渗透物流出口 33通过管道9连 接到真空泵5的入口 51,真空泵5的出口 52通过管道连接到冷凝系统6的入 口61,冷凝系统6的出口 62通过管道连接到回收油罐7的入口 71,回收油罐 7的冷凝油出口 72通过管道连接到回收油泵8的入口 81,回收油罐7的未凝 气体出口 73通过管道13连接到压縮机1的入口 11。
下面以汽油的回收为例进行说明,在加油过程中所挥发出的汽油蒸汽和空 气的混合物,经过密封管道集中并送入含油气体回收装置中。在实际操作中, 可以将装置设置成当含油气体收集总管的压力上升到一定值时,含油气体回收 装置自动启动;当含油气体收集总管的压力下降到一定值时,含油气体回收装 置自动停机。
含油气体通过压縮机1增压后,先进入缓冲分离罐2,以除去含油气体中 的水分和大分子汽油,除去水分的含油气体进入膜分离器3。膜分离器3将混 合气体分成两股——含有少量油蒸汽的排放物流和富集油蒸汽的渗透物流。由 于排放物流中油蒸汽的含量低于25g/mS的排放标准,通过膜分离器3的排放物流出口32排出,由管道10直接排入大气。管道10上的压力控制阀4使膜 分离器3的渗透膜维持一定的正向压差,即膜分离器3的油气入口 31的压力 高于膜分离器3的排放物流出口 32的压力,该正向压力差通常是1.5 2.6Bar。 富集油蒸汽的渗透物流通过由渗透物流出口 33排出,进入管道9后由真空泵 5抽入冷凝系统6,在-50°C -7(TC下冷凝出汽油。在膜渗透侧增加真空泵5 是为了在膜的渗透侧产生真空,以提高膜分离的效率,真空度约为0.05 0.25Bar。从冷凝系统6排出的液态汽油和未冷凝含油气体进入回收油罐7,其 中未冷凝含油气体由未凝气体出口 73排出,通过管道13回到压縮机1的入口 11,再次利用膜分离进一歩回收。回收油罐7中的液态汽油由冷凝油出口 72 排出,用回收油泵8输送到储罐,与储罐内的汽油混合。
本发明主要依靠膜分离单元来使排放气体中油气浓度达标,而冷凝的作用 只是将透过膜的油蒸汽冷凝成液相,由于冷凝后未凝气会循环到膜分离单元进 一步处理,因此,冷凝单元的回收率不用很高,冷凝的温度不必很低,在-5(TC -70°<^就可以满足要求。
与现有技术相比,本发明的含油气体的回收方法先用渗透膜分离后冷凝 可以使需要冷凝的气体量大幅度减少,从而降低能耗,而且在-50 -7(TC的 冷凝温度下,只有很少的未凝气循环回到进料的油气中,因此整个回收系统 的负荷相对较低。
本发明的含油气体的回收方法具有如下特点
1) 能耗低由于采用了渗透膜进行空气和油蒸汽的预分离,冷凝系统仅 对透过膜的油蒸汽进行冷凝,需要冷凝的气体量少,且冷凝温度只需-50°C -7(TC,不需要深冷,减小了制冷量,縮小了冷凝系统的规模,尤其对于气量 较大、油气浓度较低的应用场合。
2) 采用干式真空泵和压縮机,无需使用汽油作为吸收剂和压縮机密封液。
3) 安全性好油气回收过程在低温下进行,安全性高。
4) 满足环保要求可以保证排放气体达到国家标准要求的排放指标 25g/m 。
5) 工艺流程简单,操作简单、可靠性高;设备占地小、投资少,外围配 套投资少,因此油气回收系统总投资较低。
以上所描述的工艺是以汽油装油站台的含油气体回收为例加以说明,实际上本发明的工艺也可以应用于其它类似的有机蒸汽回收领域。
虽然已参照典型实施例描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和 示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发 明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在 随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效 范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种含油气体的回收方法,其特征在于,依次包括下列步骤(1)将含油气体的混合物通过渗透膜分离为含有少量油蒸汽的排放物流和富集油蒸汽的渗透物流;(2)将渗透物流中的油蒸汽冷凝为液态。
2. 如权利要求1所述的含油气体的回收方法,其特征在于,步骤(1) 中在渗透膜上具有1.5 2.6Bar的正向压差,渗透膜的渗透侧具有0.05 0.25Bar的真空度。
3. 如权利要求1或2所述的含油气体的回收方法,其特征在于,步骤(2) 中的冷凝温度为-5(TC -70。C 。
4. 如权利要求l所述的含油气体的回收方法,其特征在于,在步骤(l) 之前还具有除去油气混合物中的水分和大分子油蒸汽的歩骤。
5. 如权利要求1所述的含油气体的回收方法,其特征在于,在步骤(2) 中产生的未凝气体循环到步骤(1)中继续进行处理。
全文摘要
本发明公开了一种含油气体的回收方法,其依次包括下列步骤(1)将油气/空气的混合物通过渗透膜分离为含有少量油蒸汽的排放物流和富集油蒸汽的渗透物流;(2)将渗透物流中的油蒸汽冷凝为液态。本发明的含油气体的回收方法由于采用了渗透膜进行空气和油蒸汽的预分离,冷凝系统仅对透过膜的油蒸汽进行冷凝,需要冷凝的气体量少,且冷凝温度只需-50℃~-70℃,不但不需要深冷,而且减小了制冷量,缩小了冷凝系统的规模,尤其适用于气量较大、油气浓度较低的应用场合。
文档编号B01D61/24GK101601969SQ200910158350
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月7日 优先权日2009年7月7日
发明者胡惊雷 申请人:美景(北京)环保科技有限公司
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