专利名称：两种吸附剂双层床回收油气新工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种两种吸附剂双层床回收油气新工艺。
背景技术：
汽油在储运装卸过程中，不可避免地要挥发出一部分油气，因而对环境造成污染， 降低了油品的质量以及带来安全隐患。为了实施节能减排，目前多数国家采用吸附法回收 这部分油气。吸附法的基本原理是利用油气/空气混合气体在吸附剂上的吸附和脱附速度的 不同，选择一种具有高比表面积的吸附剂(如活性炭)将油气/空气混合气体中的油气吸 附下来，除去油气的空气可直接排放至大气。吸附了一定量油气的吸附剂在负压下脱附。脱 附出来的富集油气，用低标号汽油通过吸收方法把富集油气回收下来，成为成品油。活性炭 吸附法突出的优点是吸附后尾气中油气烃含量低。缺点是对处理高浓度油气时，由于油气 在吸附过程中放出大量热，导致吸附剂床层温升较大，在床层局部形成“热点”，若控制不及 时，有可能引起活性炭自燃，因此，对活性炭的自燃点要求较高。其次，当环境湿度高时，水 分影响活性炭吸附容量，即水分对活性炭吸附油气起抑制作用。第三是由于我国的汽油含 烯烃量较高，在高吸附热作用下，易发生氧化、炭化、焦化及聚合，出现部分化学吸附，填住 活性炭有效微孔。活性炭表面积骤减，长时间使用的活性炭易结焦失活。第四，活性炭在吸 附过程中，开始时各组分“均等”地吸附，在温升阶段大分子烃对小分子烃有置换吸附作用。 降低了活性炭对轻组分的吸附量。
发明内容
本发明提出一种基于两种不同孔性结构的吸附剂复合成双层床，能够提高吸附剂 对油气的吸附能力及选择性。上述的目的通过以下的技术方案实现两种吸附剂双层床回收油气新工艺，该工艺过程为采用两种不同孔结构的吸附 剂复合成双层床对油气进行吸附，所述的两种不同孔结构的吸附剂一种吸附剂为具有细孔 高比表面积的活性炭，另一种吸附剂为孔径较大且比表面积较小的活性炭或者为粗孔硅 胶，所述的细孔高比表面积的活性炭是指平均孔径28A,比表面积1400m2/g ；所述的孔径较 大且比表面积较小的活性炭是指平均孔径37A,比表面积800 1000m2/g;所述的粗孔硅胶 是指孔径80 120λ，比表面积400 600m2/g。所述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，所述的两种不同孔结构的吸附剂复合 成双层床，上层装填细孔高比表面积的活性炭，下层装填孔径较大且比表面积较小的活性 炭，上层床、下层床高度比为1 2。所述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，所述的两种不同孔结构的吸附剂复合 成双层床，上层装填中孔且比表面积中等的改性活性炭，下层装填粗孔且比表面积较小的 粗孔硅胶，上层床、下层床高度比为2 1。
本发明的有益效果1.油气为较复杂的混合气体，并以C3 C7为主。活性炭对油气吸附的特性表现 出重组分烃分子对轻组分烃分子的置换吸附作用。在温升阶段，存在着重烃组分的置换吸 附。如果将两种不同孔性结构的活性炭分别装填在上、下两层，上层装入细孔高表面积活性 炭，下层装入吸附性能高的活性炭，在吸附过程中，轻组分烃被置换出来后，它向上移动，当 到达细孔碳床时，双被吸附在细孔内，在这里由于重组分不易进入细孔置换轻组分，只能在 活性炭表面被吸附着。本发明工艺的这个特性，提高了总吸附容量。只要吸附传质带来传 递到吸附床顶端，出口尾气可望保持在很低浓度水平。2.本发明的双层床的组合方式为上层装填孔径较小，比表面积大的活性炭，下 层装填孔径较大，比表面积较小的活性炭。上、下层碳床高度比为1 2。这种组分工艺特 别适合于大处理量油气回收装置。吸附过程对油气负荷与浓度的变化有较大的操作弹性， 操作工况稳定时，进料油气体积浓度20% 25%，进料流量0. 2m3/h 0. 25m3/h，排出气体 的浓度基本是稳定在10mg/m3，吸附过程放热量较小，“热点”温度也大大降低，过程安全性 提尚。3.双层活性炭与单一炭床时的温度变化规律相似，但双层床活性炭与单一碳床时 温度变化值不甚相同，前者温度最高升到60°C，后者最高温度只有51°C。放热量大表明吸 附量大，证明在本发明的条件下，双层床的活性炭吸附油气量较单一碳床时多，呈现出放热 量较大。4.油气以C3 C7为主，在吸附过程重组分烃分子较轻组分烃分子吸附力大，它保 留在下层碳床增大。不会对上层轻组分置换。如果是单一碳床时，轻组分被置换、再吸附， 再被置换，最后达到穿透点，尾气中烃含量易超标。本发明是在上层装填的是一层细孔高比 表面积的活性炭，它对下层被置换出的轻组分表现出优良的吸附相容性，起到补充吸附回 收作用，避免油气过早穿透。重组分由于分子直径较大，不易进入内孔，只吸附在活性炭表 面上，就不能起到置换作用。所以双层床表现出总的吸附容量就提高。5.本发明采用粗孔球状硅胶，其内部具有均勻的微孔结构，有较大的孔隙率，物化 性能稳定，热稳定性好，机械强度高。其平均孔径为80人 120人,比表面积为300 600m2/ g，孔容为0. 8ml 1. lml/g，比热0. 925J/kg · V，导热系数0. 167kJ/m · h · °C，堆积密度 450g/L。粗孔硅胶的基本特性，在各种湿度情况下均有较好的吸附作用，并且使用寿命长， 可反复再生使用。硅胶既可以用于回收汽油，也可以吸附苯、甲苯、烯烃等减少烯烃等的焦 化及聚合，不至出现堵塞活性炭有效微孔，所以硅胶加活性炭复合使用于吸附油气，维持安 全性，提高吸附能力。把硅胶放在下层，上层放上特殊活性炭(经活化改性)，这种组合的吸 附床，下层使高浓度油气变成低浓度，进入上层时，使低浓度又变成超低浓度。最终使尾气 的浓度降到很低。6.本发明的复合吸附床组合方式为上层装填中孔、比表面积中等的活性炭(改 性活性炭)，下层装填粗孔、比表面积较小的粗孔硅胶，上、下层床高度比为2 1，进料油气 体积浓度18. 4% 19. 6%，进料量0. 25m3/h，分别用单一活性炭床或单一硅胶床与活性炭 /硅胶复合床进行吸附试验比较，结果复合床对油气吸附容量由0. 081g/g提高到0. 086g/ go这是由于粗孔硅胶内部有均勻的粗孔结构，较大的孔隙率，孔径为80Λ 120人，所以对 油气中分子量较大的重组分易吸附，大部分重组分留在硅胶层上，从而在上层活性炭上减少了重组分的置换作用，从而使活性炭层吸附容量有所提高。没有置换作用，延长了穿透时 间，由15分钟延长至20分钟，从而使尾气烃浓度降低。7.活性炭法油气回收装置有一个特性值得注意，就是当环境湿度过大时，水分对 活性炭吸附油气有抑制作用，使吸附能力有所降低。大地胶与水的亲和力较强，若组成硅胶 /活性炭复合吸附床，油气中如果含水分，则硅胶将其吸附除去，避免水对活性炭吸附油气 的抑制作用，从而提高了活性炭的吸附效率。
具体实施例方式实施例1:两种吸附剂双层床回收油气新工艺，该工艺过程为采用两种不同孔结构的吸附 剂复合成双层床对油气进行吸附，所述的两种不同孔结构的吸附剂一种吸附剂为具有细孔 高比表面积的活性炭，另一种吸附剂为孔径较大、比表面积较小的活性炭或者为粗孔硅胶。 细孔高比表面积的活性炭是用气体活化工艺，将炭化后的含碳材料与活化气体(如水蒸 汽、CO2)进行反应，以形成孔隙的工艺。实施例2:上述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，所述的两种不同孔结构的吸附剂复合 成双层床，上层装填细孔高比表面积的活性炭，下层装填孔径较大、比表面积较小的活性 炭，上、下层床高度比为1 2。实施例3:上述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，所述的两种不同孔结构的吸附剂复合 成双层床，上层装填中孔、比表面积中等的改性活性炭，下层装填粗孔、比表面积较小的粗 孔硅胶，上、下层床高度比为2 1。改性活性炭是用添加Cu0、Cu20、CuSO4 ·5Η20、&ι0、Ag2O 或NaS^2等之一到二种，以增强被物理吸附量少的物质的化学结合力。采用酸化和印化技 术，可有效控制床层温升。实施例4 上述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，所述的细孔高比表面积的活性炭是指 平均孔径28A,比表面积1400m2/g ；所述的孔径较大，比表面积较小的活性炭是指平均孔 径37A,比表面积800 1000m2/g ；所述的粗孔硅胶是指孔径80~120人,比表面积400 600m2/g。实施例5 上述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，该工艺过程为采用两种不同孔结 构的吸附剂复合成双层床对油气进行吸附，上层装填细孔高比表面积的活性炭，床高H = 150mm ；下层装填孔径较大、比表面积较小的活性炭，H = 300mm，构成双层炭床；吸附器 Φ 43. 5 X 800mm。实施例6 上述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，该工艺过程为采用两种不同孔结 构的吸附剂复合成双层床对油气进行吸附，上层装填中孔、比表面积中等的活性炭，H = 300mm,下层装填粗孔、比表面积较小的粗孔硅胶，H = 150mm,复合床总高度450mm。
权利要求
1.一种两种吸附剂双层床回收油气新工艺，其特征是该工艺过程为采用两种不同 孔结构的吸附剂复合成双层床对油气进行吸附，所述的两种不同孔结构的吸附剂一种吸附 剂为具有细孔高比表面积的活性炭，另一种吸附剂为孔径较大且比表面积较小的活性炭或 者为粗孔硅胶，所述的细孔高比表面积的活性炭是指平均孔径28A,比表面积1400m2/g ；所 述的孔径较大且比表面积较小的活性炭是指平均孔径37人,比表面积800 1000m2/g ；所 述的粗孔硅胶是指孔径80~120A,比表面积400 600m2/g。
2.根据权利要求1所述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，其特征是所述的两种 不同孔结构的吸附剂复合成双层床，上层装填细孔高比表面积的活性炭，下层装填孔径较 大且比表面积较小的活性炭，上层床、下层床高度比为1 2。
3.根据权利要求1所述的两种吸附剂双层床回收油气新工艺，其特征是所述的两种 不同孔结构的吸附剂复合成双层床，上层装填中孔且比表面积中等的改性活性炭，下层装 填粗孔且比表面积较小的粗孔硅胶，上层床、下层床高度比为2 1。
全文摘要
两种吸附剂双层床回收油气新工艺，活性炭吸附法对处理高浓度油气时，对活性炭的自燃点要求较高。本发明的工艺过程为采用两种不同孔结构的吸附剂复合成双层床对油气进行吸附，所述的两种不同孔结构的吸附剂一种吸附剂为具有细孔高比表面积的活性炭，另一种吸附剂为孔径较大、比表面积较小的活性炭或者为粗孔硅胶，所述的细孔高比表面积的活性炭是指平均孔径28，比表面积1400m2/g；所述的孔径较大且比表面积较小的活性炭是指平均孔径37，比表面积800～1000m2/g；所述的粗孔硅胶是指孔径80～120，比表面积400～600m2/g。本发明的方法用于对汽油装卸车时产生的油气回收。
文档编号B01D53/04GK102125792SQ201010032460
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者叶照坚, 杨立红, 梁若先, 王万波 申请人:哈尔滨天源石化工程有限责任公司