多组分混合有机气体回收方法
【专利摘要】本发明涉及一种多组分混合有机气体回收方法，主要解决现有技术中化工厂装车、装船和储罐等大小呼吸中产生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等挥发气体无法同时进行回收的问题。本发明通过采用一种多组分混合有机气体回收方法，包括如下步骤：（a）有机气体进入凝液罐（2）后气体进入制冷机组，冷凝的液体进入油水分离器（5），油水分离器（5）的有机物进入储罐（6）；（b）气体在吸附罐（9）吸附；（c）吸附罐（9）饱和后切换至吸附罐（10），吸附罐（9）开始脱附；（d）吸附罐（9）脱附出的物质返回制冷机组的技术方案较好地解决了上述问题，可用于化工厂装车、装船和储罐大小呼吸中产生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等挥发气体的回收中。
【专利说明】多组分混合有机气体回收方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多组分混合有机气体回收方法，特别是关于用于回收处理油罐车装车、码头装船以及储罐呼吸过程中产生的挥发性气体，包括汽油蒸汽、苯、甲苯、二甲苯蒸汽以及由它们所组成的混合气体的回收方法。
技术背景
[0002]汽油、苯、甲苯、二甲苯等在装车、装船过程中以及在其储罐的大小呼吸过程中会产生大量的蒸发损耗，蒸发产生的蒸汽直接排放到大气中，会造成大量能源浪费；另一方面，这些蒸汽对人体有很强的毒害作用；此外，可燃的挥发性气体形成后不但具有严重的安全隐患；而且油气在紫外线照射下能够形成光化学烟雾，造成环境污染。目前，国内大型石化企业的储罐区和装卸车区域通常具有物料成分复杂多样，挥发性气体总量大等特点，目前的气体回收装置多针对罐车装车产生的气体回收设计，而无将罐区和装卸台产生的挥发性气体组合回收的装置。
[0003]CN101244342A公开了一种低温制冷装置，用于易挥发性物质(如汽油和酒精)蒸汽的冷凝法回收，制冷系统包括压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器，但并未说明装置所能达到的排放指标，且无法说明对含有苯等多组分蒸汽回收的适应性。
[0004]专利CN201301291公开了一种苯回收装置，主要是为解决生产环丁砜时排出的苯回收率低的问题而设计，包括苯冷却器、换热管、喷淋塔等，苯回收率能达到95%，但该装置只适用于苯蒸汽的回收，且无法适用于装车和装船等发油场合所产生的有机气体蒸汽的回收。
[0005]专利CN101332396A公开了一种甲苯回收装置，它由吸风管、调节风扇、过滤室、离心风机、吸附罐、冷凝器、循环水箱、分离箱和储液罐组成，吸风管、过滤室、离心风机依次相接，该装置仅适用于甲苯蒸汽的回收，且由于装置包含设备较多，安装较为复杂。
[0006]现有专利技术大多只适用于对某一特定工艺所产生的气体蒸汽，对不同场合产生的多组分混合气体集中处理的专利未见报道。
[0007]本发明有针对性的解决了该问题。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是现有技术中化工厂装车、装船和储罐等大小呼吸中产生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等挥发气体无法同时进行回收的问题，提供一种新的多组分混合有机气体回收方法。该方法用于化工厂装车、装船和储罐大小呼吸中产生的苯、甲苯、二甲苯、汽油等挥发气体的回收中，具有苯、甲苯、二甲苯、汽油等挥发气体能够同时进行回收的优点。
[0009]为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下:一种多组分混合有机气体回收方法，包括如下步骤:
[0010](a)将包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少一种的有机气体汇集后进入凝液罐(2)，凝液罐(2)内的液体进入储罐(6)，凝液罐(2)内的气体进入制冷机进行冷凝，冷凝下来的液体进入油水分离器(5)，油水分离器(5)分离出的水排出，分离出的有机物进入储罐(6);
[0011](b)在所述制冷机组未冷凝下来的气体进入吸附罐(9)吸附，经过吸附的气体尾气排出；
[0012](c)当吸附罐(9)饱和后，吸附罐(9)开始脱附操作，对吸附剂进行再生；
[0013](d)吸附罐(9)脱附出的物质返回制冷机进行冷凝；
[0014]其中，所述制冷机采用预冷凝+至少一级冷凝的方法，凝液罐(2)内的气体先进入预冷器(19)中进行预冷凝，然后气体依次进入至少一级冷凝器(20)。
[0015]上述技术方案中，优选地，所述凝液罐(2)内安装液位开关指示，当积聚的液体达到设定液位时开启离心泵(4)将液体抽至储罐(6)中；凝液罐(2)上设置紧急排空管道，管道上设阻火透气帽(3);油水分离器(5)分离出的外排；经过吸附的气体尾气排入大气；当吸附罐(9)饱和后，吸附操作切换至吸附罐(10);将包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少二种的有机气体汇集后进入凝液罐(2);其中，所述制冷机采用预冷凝+三级冷凝的方法，凝液罐
(2)内的气体先进入预冷器(19)中进行预冷凝，然后气体依次进入一级冷凝器(20)、二级冷凝器(21)、三级冷凝器(22 )。
[0016]上述技术方案中，优选地，所述经过吸附的气体尾气排入大气的排空管道上设置浓度检测仪(12)，对有机物进行浓度检测，保证达标排放。
[0017]上述技术方案中，优选地，所述吸附剂为活性炭。
[0018]上述技术方案中，优选地，所述脱附操作采用抽真空的方式对吸附剂吸附的物质进行解吸。
[0019]上述技术方案中，优选地，采用风机将各场合挥发产生的有机气体输送至回收装置。
[0020]本发明的有机气体回收方法，用于对液体储罐大小呼吸、汽车装车、轮船装船过程所挥发出的汽油、苯、甲苯和二甲苯蒸汽等气体组分进行回收，首先采用风机将各场合挥发产生的有机气体输送至回收装置，考虑到汽油、苯、甲苯和二甲苯几种物质熔点相差较大，为了对气体蒸汽进行有效地回收，采用蒸汽压缩冷凝+活性炭吸附的气体回收方案，冷凝部分采用预冷凝+三级冷凝的方法，每级采用不同的冷凝温度并得到不同的冷凝组分，同时尽量减少和防止冷凝装置结霜；经冷凝后还未被回收的有机气体通过活性炭罐进行吸附处理，采用两个活性炭罐互为备用，活性炭罐后串联气体浓度检测仪，当有机气体浓度达到设定值时对当前处于吸附状态的活性炭床进行再生处理，同时切换到另一个吸附罐进行吸附，整个气体回收过程当中维持尾气排放浓度符合环保指标要求，取得了较好的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明所述方法的流程示意图。
[0022]1-风机；2_凝液罐；3_阻火透气帽；4_离心泵；5_油水分离器；6_储罐；7_缓冲罐；8_真空泵；9-吸附罐A ;10_吸附罐B ;11_排空阀A ;12_排空阀B ;13_再生阀A ;14_再生阀B ；15-进气阀A ；16-进气阀B ；17-浓度检测仪；18_有机物管线；19_预冷器；20_ —级冷凝器；21_ 二级冷凝器；22_三级冷凝器；23_外排污水；24_油气分离器分离出的有机物管线。[0023]下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0024]【实施例1】
[0025]如图1所示的流程中，汽油、苯、甲苯、二甲苯等有机物在装车、装船以及在储罐的大小呼吸过程中挥发的蒸汽分别在支管线由风机I进行汇集，然后进入油气回收主管线，风机根据微压传感器的信号采用变频控制转速，达到保护储罐、罐车，平衡气压的作用。风机收集的有机气体蒸汽进入回收装置进行回收处理，经处理后达到环保要求的气体排到大气中。
[0026]有机气体质量组成:汽油50%，苯20%，甲苯20%，邻二甲苯10%，蒸汽经风机I汇集后首先进入凝液罐2，凝液罐2位于装置的最低点，用于收集凝结于管道内的液体。凝液罐2内安装液位开关指示液体数量，当积聚的液体达到设定液位时开启离心泵4将液体抽至储罐6中。凝液罐2上设置紧急排空管道，管道上设阻火透气帽3，用于装置检维修期间的紧急排放。
[0027]经过凝液罐2的气体进入制冷机组进行多级连续冷却。有机气体首先进入预冷器18中进行预冷凝，预冷凝所使用的冷却介质为水，由工厂循环水供给，预冷后温度降至8°C左右，将大部分的苯蒸气进行冷凝回收。此后蒸汽进入三级压缩制冷系统，每级制冷系统中均包含压缩机、蒸发器、冷凝器与膨胀阀等设备和部件。气体蒸汽经一级冷凝后其温度可降为_25°C左右，主要冷凝物质为邻二甲苯；气体蒸汽经二级冷凝后其温度降为-75V左右，主要冷凝物质为油气；第三级冷凝后气体温度可降为-90°C，此时甲苯和小部分汽油轻组分蒸汽冷凝。经三级冷凝后，接近98%的气体蒸汽可被冷凝下来，冷凝后的液体均进入油水分离器5，油水分离器5可分离出水并自动排放至污水处理系统，而经冷凝系统回收的有机物在其内积累到一定程度后用泵4输送回储罐6。
[0028]经冷凝系统后的尾气中，组份较轻的烃类难以完全冷凝，因此进入活性炭吸附罐A或B由活性炭吸附，装置工作期间一`个吸附罐为吸附状态，另一个为再生或待机状态。经过气体回收装置的尾气直接排入大气，排空管道上设置浓度检测仪12，对苯、甲苯、二甲苯和油气进行浓度检测。当任一气体的浓度测量值达到排放指标的90%，认为活性炭床吸附饱和，不具备继续吸附有机气体的能力，停止当前罐的吸附，启动真空泵8对其进行抽真空处理，对活性炭床进行再生，恢复其吸附能力。同时切换到另一个吸附罐进行吸附。经真空泵抽出的气体经过缓冲罐7后重新进入三级冷凝系统进行冷凝处理。
[0029]以吸附罐A为例说明吸附、再生和待机三种状态下，罐体所带阀门的工作情况。吸附时，进气阀15和排空阀11打开，再生阀13关闭。待机时，阀门11、13、15均关闭；再生时，进气阀15和排空阀11关闭，再生阀13打开，由真空泵8将罐内炭层吸附的油气解吸，并经缓冲罐7送至冷凝装置。冷凝下的液体进入油水分离罐5，剩余尾气则再次经过活性炭罐B吸附保证满足排放要求。
[0030]【实施例2】
[0031]按照实施例1所述的条件和步骤，有机气体质量组成为:汽油50%，苯20%，邻二甲
苯 30%ο
[0032]经过凝液罐2的气体进入制冷机组进行多级连续冷却。有机气体首先进入预冷器18中进行预冷凝，预冷凝所使用的冷却介质为水，由工厂循环水供给，预冷后温度降至8°C左右，将大部分的苯蒸气进行冷凝回收。此后蒸汽进入二级压缩制冷系统，每级制冷系统中均包含压缩机、蒸发器、冷凝器与膨胀阀等设备和部件。气体蒸汽经一级冷凝后其温度可降为_25°C左右，主要冷凝物质为邻二甲苯；气体蒸汽经二级冷凝后其温度降为-80°C左右，主要冷凝物质为汽油。经二级冷凝后，接近95%的气体蒸汽可被冷凝下来。
[0033]【实施例3】
[0034]按照实施例1所述的条件和步骤，有机气体质量组成为:苯50%，邻二甲苯50%。
[0035]经过凝液罐2的气体进入制冷机组进行多级连续冷却。有机气体首先进入预冷器18中进行预冷凝，预冷凝所使用的冷却介质为水，由工厂循环水供给，预冷后温度降至8°C左右，将大部分的苯蒸气进行冷凝回收。此后蒸汽进入一级压缩制冷系统，制冷系统中包含压缩机、蒸发器、冷凝器与膨胀阀等设备和部件。气体蒸汽经一级冷凝后其温度可降为_25°C左右，主要冷凝物质为·邻二甲苯，接近95%的气体蒸汽可被冷凝下来。
【权利要求】
1.一种多组分混合有机气体回收方法，包括如下步骤: (a)将包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少一种的有机气体汇集后进入凝液罐(2)，凝液罐(2)内的液体进入储罐(6)，凝液罐(2)内的气体进入制冷机进行冷凝，冷凝下来的液体进入油水分离器(5)，油水分离器(5)分离出的水排出，分离出的有机物进入储罐(6); (b)在所述制冷机组未冷凝下来的气体进入吸附罐(9)吸附，经过吸附的气体尾气排出； (c)当吸附罐(9)饱和后，吸附罐(9)开始脱附操作，对吸附剂进行再生； Cd)吸附罐(9)脱附出的物质返回制冷机进行冷凝； 其中，所述制冷机采用预冷凝+至少一级冷凝的方法，凝液罐(2)内的气体先进入预冷器(19)中进行预冷凝，然后气体依次进入至少一级冷凝器(20)。
2.根据权利要求1所述多组分混合有机气体回收方法，其特征在于所述凝液罐(2)内安装液位开关指示，当积聚的液体达到设定液位时开启离心泵(4)将液体抽至储罐(6)中；凝液罐(2)上设置紧急排空管道，管道上设阻火透气帽(3);油水分离器(5)分离出的外排；经过吸附的气体尾气排入大气；当吸附罐(9)饱和后，吸附操作切换至吸附罐(10);将包括汽油、苯、甲苯或二甲苯至少二种的有机气体汇集后进入凝液罐(2);其中，所述制冷机采用预冷凝+三级冷凝的方法，凝液罐(2)内的气体先进入预冷器(19)中进行预冷凝，然后气体依次进入一级冷凝器(20 )、二级冷凝器(21)、三级冷凝器(22 )。
3.根据权利要求1所述多组分混合有机气体回收方法，其特征在于所述经过吸附的气体尾气排入大气的排空管道上设置浓度检测仪(12)，对有机物进行浓度检测，保证达标排放。
4.根据权利要求1所述多组分混合有机气体回收方法，其特征在于所述吸附剂为活性炭。
5.根据权利要求1所述多组分混合有机气体回收方法，其特征在于所述脱附操作采用抽真空的方式对吸附剂吸附的物质进行解吸。
6.根据权利要求1所述多组分混合有机气体回收方法，其特征在于采用风机将各场合挥发产生的有机气体输送至回收装置。
【文档编号】B01D5/00GK103566619SQ201310523010
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2013年10月29日
【发明者】张健中, 李俊杰, 宫中昊, 周金广, 刘林杰, 张晓萌, 单晓雯 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院