CN101822930A - 一种吸附回收高浓度油气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吸附回收高浓度油气的方法，属于油气回收技术领域。其步骤为：将高浓度油气在常温、常压下通过装有中孔吸附剂和微孔吸附剂双层固定床的吸附柱，中孔吸附剂在吸附柱的下部，微孔吸附剂在吸附柱的上部；将以上吸附了有机物的吸附剂在常温真空下进行抽真空脱附，脱附的油气经冷凝或吸收后返回到油罐。经本发明处理后的吸附柱出口油气浓度可降至25g/m3，达到油气污染物排放国家控制标准；回到油罐的油品可以继续使用，油气回收率达93％以上。本发明根据高浓度油气的特点，开发了中孔高分子聚合物吸附剂与微孔吸附剂组合的双层固定床吸附工艺，耦合中孔吸附剂的高吸附容量和微孔吸附剂的高吸附效率，实现高浓度油气的高效利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气的回收方法，更具体的说是采用吸附进行回收油气的方法。
背景技术
石油、石化、交通等领域由于汽油等轻质油品在生产、储存、运输、销售、使用过程中非常容易挥发而产生严重的油品蒸发损耗，据统计，中国每年因为存贮、运输浪费的油品资源高达上百万吨。这种油品蒸发直接排放不仅带来严重的环境污染，还给企业带来火灾隐患，并造成油品数量损失和质量下降，逸散的油气还是形成光化学烟雾的主要成分，严重影响大气环境。
油品在储存、转运等过程中，一般会产生浓度达30％(体积分数)以上的高浓度油气。目前对于高浓度油气主要采用吸收法、冷凝法、膜分离法、吸附法或组合工艺进行回收处理[陈家庆，曹建树，王建宏，李磊，油品大周转量场合的油气回收处理技术研究，2008，39(7)，64-71]。吸收法一般回收效率低；冷凝法需要低温深冷，能耗较大，回收油气成本较高；膜分离法回收率高、但投资过高、运行费用高。活性炭吸附法是目前国内外油气回收的主流技术，得到最广泛的应用，对于中低浓度油气可取得较好的效果。但是对于高浓度汽油油气的回收，由于微孔密集活性炭的较低孔容导致其对油气吸附量偏低；而且吸附高浓度油气时热效应显著，高吸附热可导致炭层的严重劣化(炭化)，甚至着火，尤其是我国汽油等油气高含烯烃及硫等杂质，在高吸附热作用下，易发生氧化、炭化、焦化、聚合，堵住活性炭有效微孔，从而造成吸附率下降，影响活性炭的使用寿命[黄维秋，吕爱华，钟璟，活性炭吸附回收高含量油气的研究.环境工程学报，2007，1(2)：73-77]。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有的高浓度油气回收中存在的吸附率过低及影响吸附剂的使用等问题，本发明提供一种吸附回收高浓度油气的方法，可高效、低成本回收高浓度的油气，使得油气污染物稳定达标排放。
2.技术方案
一种吸附回收高浓度油气的方法，其步骤为：
(1)将高浓度油气在常温、常压下，通过装有中孔吸附剂和微孔吸附剂双层固定床的吸附柱，其中中孔吸附剂在吸附柱的下部，微孔吸附剂在吸附柱的上部；
(2)接着，将步骤(1)中吸附了有机物的吸附剂在常温、真空下进行抽真空脱附，脱附的油气经冷凝或吸收后返回到油罐。
步骤(1)吸附柱出口油气浓度可降至25g/m3，达到油气污染物排放国家控制标准；步骤(2)回到油罐的油气可以继续使用，这时的油气回收率达93％以上。
所述的步骤(2)中的真空为0.090Mpa以上。
所述的步骤(1)的油气通过装有中孔吸附剂和微孔吸附剂双层固定床的吸附柱的流速为0.1～0.5m/s。
所述的中孔吸附剂是指骨架为苯乙烯-二乙烯苯共聚或二乙烯苯自聚的、孔径主要分布在2-50nm之间的中孔吸附树脂，如国产的NDA-1800树脂、NDA-1600树脂、美国的XAD-4树脂等；微孔吸附剂是指骨架为苯乙烯-二乙烯苯的超高交联微孔吸附树脂，如国产的NDA-150树脂、NDA-201树脂、NDA-100树脂或活性炭吸附剂，如国产的TX-4041、美国的F300D活性炭，其孔径主要分布在0～2nm之间。
所述的步骤(2)中脱附后期可用少量空气进行吹扫，以提高脱附率。
本发明提供的中孔吸附剂与微孔吸附剂组合的双层固定床(即在固定床下部填充中孔吸附剂、上部填充微孔吸附剂)吸附工艺，耦合了中孔吸附剂的高吸附容量和微孔吸附剂的高吸附效率，即高浓度油气由吸附柱下部进入，首先发挥中孔吸附剂的高吸附能力，使油气浓度大幅度降低，低浓度的油气再进入吸附柱上部，经微孔吸附剂的高效吸附，可确保出口油气浓度达标排放，从而实现高浓度油气的高效、低成本回收及稳定达标排放。
3.有益效果
本发明的有益效果在于：
(1)根据高浓度油气的特点，开发了中孔高分子聚合物吸附剂与微孔吸附剂组合的双层固定床(即在固定床下部填充中孔吸附剂、上部填充微孔吸附剂)吸附工艺，耦合中孔吸附剂的高吸附容量和微孔吸附剂的高吸附效率，实现高浓度油气的高效利用；
(2)回到油罐的油气可以继续使用，这时的油气回收率达93％以上；
(3)吸附柱出口油气浓度可降至25g/m3，达到油气污染物排放国家控制标准。
具体实施方式
以下通过实施实例进一步说明本发明。
实施例1
首先，在Φ0.8cm×20cm的玻璃吸附柱的下部装入1g NDA-1800树脂，上部装入0.5g NDA-150树脂；
接着，采用鼓泡法获得的汽油蒸汽(油气)(油气浓度约为830g/m3，浓度以碳计)将油气由下端进口通入该玻璃吸附柱进行吸附，控制吸附温度为25℃，气体流量为250mL/min，吸附柱出口的油气浓度达到25g/m3时停止吸附，工作吸附容量为512mg/g，回收率为97％；
最后，将吸附了油气的吸附剂在常温、真空度为0.097MPa条件下进行真空脱附，经脱附后的吸附剂恢复吸附能力。
实施例2
步骤同实施实例1，但将步骤中的NDA-1800树脂换为NDA-1600树脂，其他条件不变，工作吸附容量为509mg/g，回收率为97％。
实施例3
步骤同实施实例1，但将步骤中的NDA-1800树脂换为XAD-4树脂，其他条件不变，工作吸附容量为511mg/g，回收率为97％。
实施例4
步骤同实施实例1，但将步骤中的NDA-150树脂换为NDA-201树脂，其他条件不变，工作吸附容量为505mg/g，回收率为97％。
实施例5
步骤同实施实例1，但将步骤中的NDA-150树脂换为NDA-100树脂，其他条件不变，工作吸附容量为507mg/g，回收率为97％。
实施例6
步骤同实施实例1，但将步骤中的NDA-150树脂换为国产的TX-4041，其他条件不变，工作吸附容量为521mg/g，回收率为97％。
实施例7
步骤同实施实例1，但将步骤中的NDA-150树脂换为F300D活性炭，其他条件不变，工作吸附容量为501mg/g，回收率为95％。
实施例8
步骤同实施实例1，但将步骤1.3的再生真空度改为0.090MPa，其他条件不变，再生后吸附剂的工作吸附容量为429mg/g，回收率为93％。
实施例9
步骤同实施实例1，但将步骤1.2的油气改为柴油油气，油气浓度为500g/m3，其他条件不变，工作吸附容量为437mg/g，回收率为97％。
实施例10
步骤同实施实例1，但将步骤1.2的油气改为煤油油气，其他条件不变，油气的吸附量为453mg/g，可回收约97％的油气。
实施例11：
步骤同实施实例1，但将步骤1.2的油气改为苯蒸汽，油气浓度为309g/m3，其他条件不变，油气的吸附量为394mg/g，可回收约95％的油气。
实施例12：
步骤同实施实例1，但将步骤1.1的NDA-1800树脂换为0.8g，将NDA-150树脂换为0.7g，其他条件不变，工作吸附容量为498mg/g，回收率为94％。
Claims (8)
1.一种吸附回收高浓度油气的方法，其步骤为：
(1)将高浓度油气在常温常压下通过装有中孔吸附剂和微孔吸附剂双层固定床的吸附柱，其中中孔吸附剂在吸附柱的下部，微孔吸附剂在吸附柱的上部；
(2)接着，将步骤(1)中吸附了有机物的吸附剂在常温真空下进行抽真空脱附，脱附的油气经冷凝或吸收后返回到油罐。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)的油气通过装有中孔吸附剂和微孔吸附剂双层固定床的吸附柱的流速为0.1～0.5m/s。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的步骤(2)中真空脱附的真空度为0.090Mpa以上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中所述的中孔吸附剂是骨架为苯乙烯-二乙烯苯共聚的中孔吸附树脂。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中所述的中孔吸附剂是二乙烯苯自聚的中孔吸附树脂。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中的微孔吸附剂是骨架为苯乙烯-二乙烯苯的超高交联微孔吸附树脂。
7.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于所述的步骤(1)中的微孔吸附剂为微孔活性炭。
8.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于所述的步骤(2)中脱附后期用空气进行吹扫。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20100908 |