本发明涉及一种低温丙烷储罐区vocs的回收系统及工艺方法,属于vocs回收。
背景技术:
1、在各石油化工、污水处理等企业,对于废气中的vocs治理采取了各种措施。在各工艺过程中,由于生产设备及工艺基本固定,因此,所产生的废气中vocs的含量/流量等基本在一定范围内波动。但是,另一方面,在石油石化企业的罐区也会产生含vocs的废气,罐区废气主要来源有:储罐装填物料时,呼吸阀大呼吸排放的废气;环境温度变化时,呼吸阀小呼吸排放的废气;罐区物料装车时,车顶排气孔排放的废气。相应地,罐区废气的主要特点为:1)废气排放不规律,流量波动大;2)废气中vocs浓度波动范围大;3)废气中vocs种类复杂。
2、罐区废气采用的主要治理方法有吸收法、吸附法、直接燃烧、催化氧化法等。吸收法是采用多级吸收将废气进行净化,其原理是将废气中的vocs转移到吸收剂中,但是存在吸收剂再生、大量废液造成二次污染等的问题。吸附法与吸收法类似,将废气中的vocs转移到吸附剂中,但是仍然存在吸附剂再生、吸附后产生危化品等的问题。直接燃烧是将罐区废气引入焚烧炉中进行燃烧,使废气中的vocs在高温(例如800~1000℃)下进行燃烧,生成co2和h2o,该治理方法的治理效果彻底。但由于是明火装置,需要与罐区保持至少50米的防火安全距离,同时,对于vocs浓度较低的废气,需要补充燃料,投资和运行成本大,安全风险高。另外,对于vocs浓度波动大的废气,处理效率不佳。
3、目前工业上对于vocs的治理往往会采用“冷凝+膜分离+变压吸附+树脂吸附”等回收加吸附治理的工艺技术进行处理,进而达到排放标准和油气的高效回收。但由于其工艺设备投资相对较大且操作复杂,开发新的工艺技术进行vocs的回收及资源化利用迫在眉睫。
技术实现思路
1、针对目前采用的vocs的处理技术,由于其设备投资较高,且操作复杂,技术推广难度大,本发明拟采用“冷凝+吸收”的耦合工艺技术路线,即先将有机挥发物vocs通过改变操作参数,进行冷凝回收,再利用物性相似的吸收剂进行吸收处理,进而达到资源化利用的最大化,对于低温储罐呼吸气的治理和资源化利用起到很好的推动作用。
2、本发明的目的基于低温丙烷储罐区vocs的环境效益和资源化利用,提供一种低温丙烷储罐区vocs的回收系统及工艺方法,减少物料的损耗和碳排放,使资源化利用最大化,增加经济效益。
3、本发明具体采用如下技术方案:一种低温丙烷储罐区vocs的回收系统,包括低温储罐、压缩机、缓冲罐、预冷器、冷凝器、吸收塔、第一精馏塔、第二精馏塔,所述低温储罐的输出端与所述压缩机的输入端相连通,所述压缩机的输出端与所述缓冲罐的输入端相连通,所述缓冲罐的输出端与所述预冷器的输入端相连通,所述预冷器的输出端与所述冷凝器的输入端相连通,所述预冷器的输出端与所述吸收塔的输入端相连通,所述吸收塔的输出端分别连通所述第一精馏塔和所述第二精馏塔的输入端,所述第一精馏塔和所述第二精馏塔的输出端分别连通所述吸收塔的输入端、所述低温储罐的输出端。
4、作为一种较佳的实施例,低温储罐和压缩机之间设置有第一混合器,第一精馏塔的输出端、第二精馏塔的输出端和低温储罐的输出端分别连通第一混合器的输入端,第一混合器的输出端与压缩机的输入端相连通;吸收塔的输入端设置有第二混合器,第二混合器的输入端分别连通第一精馏塔和第二精馏塔的输出端,第二混合器的输出端连通吸收塔的输入端。
5、作为一种较佳的实施例,来自低温储罐的逸散废气vocs,进入压缩机增压后,进入缓冲罐;缓冲罐输出的出口物料进入预冷器进行预冷,进而进入冷凝器与冷媒换热深冷后,回收冷凝vocs,剩余不凝气输出到吸收塔;不凝气进入吸收塔后,与吸收剂进行逆向吸收,吸收塔的塔顶气相和塔底液相分别进入第一精馏塔和第二精馏塔进行分离;第一精馏塔和第二精馏塔的塔顶采出乙烷和丙烷,与新鲜vocs混合,再次冷凝回收;第一精馏塔和第二精馏塔的塔釜采出含有少量丁烷的吸收剂,与新鲜吸收剂混合后进入吸收塔中,循环使用。
6、本发明还提出一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,包括如下步骤:
7、步骤ss1:来自低温储罐的逸散废气vocs,进入压缩机增压后,进入缓冲罐;
8、步骤ss2:缓冲罐输出的出口物料进入预冷器进行预冷,进而进入冷凝器与冷媒换热深冷后,回收冷凝vocs,剩余不凝气输出到吸收塔;
9、步骤ss3:不凝气进入吸收塔后,与吸收剂进行逆向吸收,吸收塔的塔顶气相和塔底液相分别进入第一精馏塔和第二精馏塔进行分离;
10、步骤ss4:第一精馏塔和第二精馏塔的塔顶采出乙烷和丙烷,与新鲜vocs混合,再次冷凝回收;
11、步骤ss5:第一精馏塔和第二精馏塔的塔釜采出含有少量丁烷的吸收剂,与新鲜吸收剂混合后进入吸收塔中,循环使用。
12、作为一种较佳的实施例,vocs进入压缩机压缩后的压力为0.60mpa。
13、作为一种较佳的实施例,预冷器的冷却介质为冷凝器中未冷凝的不凝气。
14、作为一种较佳的实施例,冷凝器的冷媒介质的温度为-40℃。
15、作为一种较佳的实施例,吸收塔中采用的吸收剂为mek。
16、作为一种较佳的实施例,不凝气经吸收塔中的吸收剂吸收后,气液两相均可通过第一精馏塔和第二精馏塔分离出乙烷与丙烷,重新再冷凝回收。
17、作为一种较佳的实施例,吸收塔中的吸收剂能通过第一精馏塔和第二精馏塔进行回收再利用。
18、本发明所达到的有益效果:1.本发明采用“冷凝+吸收”的新型耦合工艺对低温丙烷储罐区的vocs进行治理和回收,即首先利用冷凝技术将vocs中部分组分冷凝回收,进而利用相似相溶的吸收技术,将无法冷凝的vocs组分进行回收;2.本发明提出的工艺方法及系统,可使低温丙烷储罐区vocs的回收效率达99.5%以上,既减少了碳排放,又充分利用了资源,提高了生态效益和经济效益;3.与传统的vocs治理与回收技术及系统相比,本发明提出的工艺技术及系统,设备投资小,操作简单。
1.一种低温丙烷储罐区vocs的回收系统,其特征在于,包括低温储罐(1)、压缩机(3)、缓冲罐(4)、预冷器(5)、冷凝器(6)、吸收塔(7)、第一精馏塔(8)、第二精馏塔(9),所述低温储罐(1)的输出端与所述压缩机(3)的输入端相连通,所述压缩机(3)的输出端与所述缓冲罐(4)的输入端相连通,所述缓冲罐(4)的输出端与所述预冷器(5)的输入端相连通,所述预冷器(5)的输出端与所述冷凝器(6)的输入端相连通,所述预冷器(5)的输出端与所述吸收塔(7)的输入端相连通,所述吸收塔(7)的输出端分别连通所述第一精馏塔(8)和所述第二精馏塔(9)的输入端,所述第一精馏塔(8)和所述第二精馏塔(9)的输出端分别连通所述吸收塔(7)的输入端、所述低温储罐(1)的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收系统,其特征在于,所述低温储罐(1)和所述压缩机(3)之间设置有第一混合器(2),所述第一精馏塔(8)的输出端、所述第二精馏塔(9)的输出端和所述低温储罐(1)的输出端分别连通所述第一混合器(2)的输入端,所述第一混合器(2)的输出端与所述压缩机(3)的输入端相连通;所述吸收塔(7)的输入端设置有第二混合器(14),所述第二混合器(14)的输入端分别连通所述第一精馏塔(8)和所述第二精馏塔(9)的输出端,所述第二混合器(14)的输出端连通所述吸收塔(7)的输入端。
3.根据权利要求1所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收系统,其特征在于,来自低温储罐(1)的逸散废气vocs,进入压缩机(3)增压后,进入缓冲罐(4);缓冲罐(4)输出的出口物料进入预冷器(5)进行预冷,进而进入冷凝器(6)与冷媒换热深冷后,回收冷凝vocs,剩余不凝气输出到吸收塔(7);所述不凝气进入吸收塔(7)后,与吸收剂进行逆向吸收,所述吸收塔(7)的塔顶气相和塔底液相分别进入第一精馏塔(8)和第二精馏塔(9)进行分离;所述第一精馏塔(8)和第二精馏塔(9)的塔顶采出乙烷和丙烷,与新鲜vocs混合,再次冷凝回收;所述第一精馏塔(8)和第二精馏塔(9)的塔釜采出含有少量丁烷的吸收剂,与新鲜吸收剂混合后进入吸收塔(7)中,循环使用。
4.一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,包括如下步骤:
5.根据权利要求4所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,vocs进入所述压缩机(3)压缩后的压力为0.60mpa。
6.根据权利要求4所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,所述预冷器(5)的冷却介质为所述冷凝器(6)中未冷凝的不凝气。
7.根据权利要求4所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,所述冷凝器(6)的冷媒介质的温度为-40℃。
8.根据权利要求4所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,所述吸收塔(7)中采用的吸收剂为mek。
9.根据权利要求4所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,不凝气经吸收塔(7)中的吸收剂吸收后,气液两相均可通过所述第一精馏塔(8)和所述第二精馏塔(9)分离出乙烷与丙烷,重新再冷凝回收。
10.根据权利要求4所述的一种低温丙烷储罐区vocs的回收工艺方法,其特征在于,所述吸收塔(7)中的吸收剂能通过所述第一精馏塔(8)和所述第二精馏塔(9)进行回收再利用。