專利名稱：一種含硫油氣混合物回收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及節能環保技術領域，具體涉及一種含硫油氣混合物回收裝置，主要用于對石油及其產品的集輸、煉制、儲運及銷售等過程中的含硫油氣混合物進行回收利用，同時脫除其中的硫化物。
背景技術：
石油及其產品中含有相當數量的輕組分，如CH4、C2H6, C3H8等。油田提供的資料表明，原油揮發氣的數量是相當巨大的，全國每年的揮發氣總量在lX109m3以上，大約相當于全國天然氣年開采總量的一到二成。如果能夠全部回收利用這些原油揮發氣，則可供100 萬個家庭I年多的使用，而它們卻全部被排放到空氣中，白白地浪費掉，非常可惜。據估算，我國2004年汽油揮發總量超過30萬噸，約合15億元人民幣。原油集輸、儲運及銷售過程中，同時還可以揮發出低分子的有機、無機硫化物=H2S及甲硫醇、乙硫醇等，使原油產生一種非常難聞的氣味和具有很強的毒性，給原油儲存、罐裝和運輸在生態與環境保護方面帶來了很大問題。硫化物在常溫下為無色氣體，有強烈刺激性氣味；易燃，與空氣混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高熱能引起燃燒爆炸；硫化物是強烈的神經毒物，對粘膜有強烈刺激作用，急性硫化物中毒一般發病迅速，出現以腦或呼吸系統損咅為王的臨床表現，而中樞神經系統損咅最為常見。國豕排放標準中規定，原油處理后的尾氣中油氣排放濃度< 25g/m3，硫化氫排放濃度< O. 03mg/m3,甲硫醇排放濃度(O. 004g/m3。在生態環保要求越來越嚴格的當今，迫切需要對原油揮發氣中的硫化物進行處理。現有的油氣混合物回收技術按其工作原理分5種基本方法(I)冷凝法硫化物以硫化氫、甲硫醇及乙硫醇為主，其中，硫化物沸點為-60. 4°C,甲硫醇沸點為7. 6°C，乙硫醇沸點為36. 2°C，當油氣深冷至-80°C時，硫化物可被冷凝脫除。(2)吸收法硫化氫為極性分子，溶于水、乙醇、汽油、煤油、原油；甲硫醇不溶于水，溶于乙醇、乙醚等；乙硫醇微溶于水，溶于乙醇、乙醚等多數有機溶劑。(3)膜分離法膜法是利用油氣與空氣組分在膜中的滲透速率不同，來分離油氣與空氣的。(4)燃燒法在燃燒油氣的同時，將硫化物完全氧化，生成SO2，進入后續處理裝置或按鍋爐大氣污染物排放標準執行。(5)吸附法采用吸附劑回收油氣。但是，上述5種油氣混合物回收技術中存在如下問題I.冷凝法增加了硫化物對設備腐蝕難題。2.吸收法采用的脫油氣吸收液通常是煤油、柴油或專用吸收液，其要求硫化氫在氣體中的濃度要高，低濃度的話脫除效率低。3.在膜分離法中，氣體的滲透速率與膜材料對氣體的分離因子有關，美國Goler公司生產的膜對硫化氫的分離因子為80-120，對有機硫尚無具體的分離因子值。油氣回收對膜材料的要求有分辨率高、壓降小、難老化、價廉易得等，但目前尚無較成熟的用于油氣分離的膜材料的報道。4.燃燒法僅作為一種控制油氣排放的處理措施，但不能回收油品，因而沒有經濟效益，一般不采用。5.吸附法油氣回收目前采用的吸附劑對油氣的成分有一定的選擇性要求油氣中不能含有苯、MTBE、丙酮、硫醇等成分，因為這些組分可導致活性炭很快失效，導致吸附法對含硫物質的脫除具有一定的局限性。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種含硫油氣混合物回收裝置，將脫油氣技術與脫硫技術有機結合，有效地解決了含硫油氣混合物治理的問題，消除了油氣混合氣中的惡臭，并回收利用了含硫油氣混合物中的油氣，推進了石油化工清潔、安全的工業化進程。為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下一種含硫油氣混合物回收裝置，其包括吸附塔，設有含硫油氣混合物入口、油氣出口及含硫混合物出口，并分別對應含硫油氣混合物進口管道、油氣出口管道、含硫混合物出口管道；吸附塔內裝有吸附劑；脫硫塔，設有含硫混合物入口和凈化氣出口 ；其中，所述脫硫塔的含硫混合物入口通過管道與所述吸附塔的含硫混合物出口管道連接；脫硫塔內裝有用以脫除硫化物的物質；吸收塔，設有油氣入口、未被吸收油氣出口、吸收劑入口和出油口，所述吸收塔的油氣入口通過一管道和真空泵與所述吸附塔的油氣出口管道連接，所述吸收塔的未被吸收油氣出口通過管道與所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道連接。進一步，所述吸附塔的含硫油氣混合物入口和油氣出口為一個開口，并相應設置一共用管道，原對應吸附塔含硫油氣混合物入口、油氣出口管道和吸收塔的未被吸收油氣出口管道共接于該共用管道，含硫油氣混合物進口管道和油氣出口管道上分別設置控制閥。又，連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口的油氣管道中設置實時監控油氣組分濃度及流量的超聲波氣體流量變送器。另外，連接所述吸附塔含硫混合物出口的管道中設置實時監控脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度的氣體變送器。所述脫硫塔的凈化氣出口管道中設置實時監控硫化物濃度的總硫分析儀。連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道、含硫混合物出口管道及所述脫硫塔凈化氣出口的管道中均設有阻火器。所述的吸附塔底部、油氣出口、管道均設置有排液口 ；所述的超聲波氣體流量變送器前段設置有排液口。所述吸附塔設置2臺，一臺吸附，另一臺解吸，交替切換使用；所述脫硫塔設置2
臺，一開一備。所述吸附劑選自活性炭、活性炭纖維(ACF)、凹凸棒石粘土、炭分子篩、大孔吸附樹月旨、硫化橡膠或有機共聚物等中的一種。所述吸附劑優選活性炭，其為煤質柱狀，活性炭粒徑< 6目，四氯化碳重量百分比>80%,碘吸附值> 1100mg/g活性炭,硬度> 95,濕度;^ 4%。本實用新型所選用的活性炭對油氣組分的吸附不受硫化物的影響，且對硫化物無吸附作用，而且所述活性炭不會因入口氣體中含有硫化物而失效，滿足吸附塔出口油氣達標排放，保證活性炭使用壽命在設計范圍內。所述脫硫塔內用以脫除硫化物的物質選自脫硫活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、合成沸石或氧化鋅中的一種。所述脫硫塔內用以脫除硫化物的物質優選脫硫活性炭，其為煤質柱狀，其中，活性炭粒徑< 5mm,四氯化碳重量百分含量> 60%,硫化氫吸附容量> O. 14gH2S/cc活性炭,硬度> 95，濕度在10% -15%之間，反應熱彡45°C。本實用新型所用脫硫活性炭對標準碳中無法脫除的硫化氫、硫醇、二氧化硫、氯氣、氯化氫等物質，有非常高的吸附容量，完全能保證脫硫塔出口硫化物達標排放。所述吸收劑通常是貧油、煤油、柴油、專用吸收液或其他油氣回收技術中常規的吸 收劑。經檢測，通過本實用新型，含硫油氣混合物經吸附塔吸附脫油氣后，油氣排放濃度^ 10g/m3 ;經脫硫塔吸附脫硫后，脫硫塔出口中硫化氣和甲硫醇達到零排放。本實用新型的主要優點在于I、現有油氣回收方法除吸附法外均未考慮硫化物對回收過程的影響,未對硫化物進行脫除。本實用新型將脫油氣技術與脫硫技術有機結合，有效解決了油氣混合氣中油氣和硫化物的脫除問題，解決了硫化物帶來的環境污染難題，處理后的尾氣達到國家排放標準，具有節能環保的優點。同時不能對設備有腐蝕作用，要求投資成本不能太高、操作簡便，2、現有技術中油氣吸附劑選用的活性炭，要求油氣中不能含有苯、MTBE、丙酮、硫醇等成分，這些組分的存在，使得活性炭在高吸附熱的作用下發生炭化、焦化、聚合，出現部分化學吸附，填住活性炭有效微孔，無法完全再生，從而造成循環吸附率降低，直接影響活性炭的使用壽命。本實用新型所選用的油氣吸附劑-活性炭對硫化物無吸附作用，不會因油氣混合物中含有雜質硫化物而發生碳化、焦化或聚合等現象，從而保證了活性炭的使用壽命。3、本實用新型可持續循環回收油氣，具有顯著的環境效益和經濟效益。4、本實用新型操作簡單、安全性好。
圖I為本實用新型一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
參見圖I，本實用新型的含硫油氣混合物回收裝置，包括吸附塔1、1’ (以吸附塔I為例，吸附塔I’配置相同，吸附塔I吸附時，吸附塔I’解吸)，設有含硫油氣混合物入口 101、含硫混合物出口 102及油氣出口 103，并分別對應含硫油氣混合物進口管道11、含硫混合物出口管道12、油氣出口管道13 ;吸附塔內裝有吸附劑；脫硫塔2、2’ (以脫硫塔2為例，脫硫塔2’備用)，設有含硫混合物入口 21和凈化氣出口 22 ;其中，所述脫硫塔的含硫混合物入口 21通過管道與所述吸附塔的含硫混合物出口管道12連接；脫硫塔內裝有用以脫除硫化物的物質；吸收塔3，設有油氣入口 31、未被吸收油氣出口 32、吸收劑入口 33和出油口 34，所述吸收塔3的油氣入口 31通過一管道和真空泵4與所述吸附塔I的油氣出口管道13連接，所述吸收塔3的未被吸收油氣出口 32通過管道15與所述吸附塔I的含硫油氣混合物進口管道11連接。連接所述吸附塔I含硫混合物出口管道12中設置實時監控脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度的氣體變送器7。連接所述吸附塔I含硫油氣混合物入口、含硫混合物出口管道及所述脫硫塔2凈 化氣出口的管道中均設有阻火器6、6’、6”。在本實施例中，所述吸附塔I的含硫油氣混合物入口 101和油氣出口 103為一個開口，并相應設置一共用管道14，原對應吸附塔含硫油氣混合物入口 101、油氣出口 103和吸收塔未被吸收油氣出口管道15共接于該共用管道14，含硫油氣混合物進口管道11和油氣出口管道13上分別設置控制閥，通過該些控制閥開閉實現切換控制吸附塔I油氣進出。含硫油氣混合物進口管道11上設有超聲波氣體流量變送器5和阻火器6，含硫混合物出口管道12上設有氣體變送器7和阻火器6’ ；脫硫塔2凈化氣出口 21管道上設有總硫分析儀8和阻火器6”。所述的超聲波氣體流量變送器5前段設置有排液口。所述的吸附塔底部、油氣出口、管道均設置有排液口。本實施例所用的設備條件如下I、吸附塔油氣吸附段采用2臺吸附塔(吸附塔I和I’)。吸附塔直徑2. 4m，高度
5.9m。選用活性炭為煤質柱狀，粒徑為3mm，四氯化碳重量百分比100%，碘吸附值1200mg/g活性炭濕度不大于4%，硬度不低于95。活性炭總用量為13.5t，活性炭床15min切換一次。2、脫硫塔采用2臺脫硫塔(脫硫塔2和2’)，脫硫塔2’備用，一年更換脫硫活性炭一次。脫硫塔直徑為2.0m，脫硫活性炭碳床有效高度為4m。該活性炭為煤質柱狀，活性炭粒徑為4_，四氯化碳重量百分比不低于60%，濕度不大于15%，硬度不低于95，硫化氫吸附容量為O. 14gH2S/cc活性炭。單臺脫硫塔脫硫活性炭用量為6. 3t。3、吸收塔一臺吸收塔3，直徑為I. 5m，高度為7. 02m。4、真空泵采用I臺NC2000真空泵4。本實用新型工作過程如下(I)將收發油過程中產生的含有組成為Cl至C8的碳氫化合物、空氣、水蒸氣，硫化氫、甲硫醇、乙硫醇等的含硫油氣混合物(其中，油氣的含量為40% (v/v)，硫化物含量為80ppm，工作溫度為-26 150°C，工作壓力為-O. I O. 15MPa)輸入吸附塔I，利用吸附劑活性炭吸附脫除混合物中的油氣，其間，超聲波氣體流量變送器5檢測含硫油氣混合物的流量為Q = 900m3/h，氣體變送器7檢測脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度；(2)脫除油氣后的含硫混合物經吸附塔I的含硫混合物出口 102排出，從含硫混合物入口 21進入脫硫塔2，并在吸附劑脫硫活性炭的作用下進一步脫除混合物中夾帶的硫化物，脫除硫化物后的凈化氣從凈化氣出口 22排出，其間，由總硫分析儀8檢測脫除硫化物后的凈化氣中總硫濃度；(3)吸附塔I中吸附油氣組分的吸附劑經吸附塔的油氣出口 103進入真空泵4，并在真空泵4的作用下解吸，解吸出來的油氣組分經進油氣入口 31進入吸收塔3 ;貧油作為吸收劑經吸收劑入口 33進入吸收塔；在吸收劑貧油作用下開始回收油氣，吸收劑貧油吸收油氣組分后形成富油，經出油口 34進入儲油罐回收利用，其中，產生的少量油氣返回吸附塔I被循環吸附。表I實施例的排放濃度及國家排放標準
權利要求1.一種含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，包括 吸附塔，設有含硫油氣混合物入口、油氣出口及含硫混合物出口，并分別對應含硫油氣混合物進口管道、油氣出口管道、含硫混合物出口管道；吸附塔內裝有吸附劑； 脫硫塔，設有含硫混合物入口和凈化氣出口；其中，所述脫硫塔的含硫混合物入口通過管道與所述吸附塔的含硫混合物出口管道連接；脫硫塔內裝有用以脫除硫化物的物質； 吸收塔，設有油氣入口、未被吸收油氣出口、吸收劑入口和出油口，所述吸收塔的油氣入口通過一管道和真空泵與所述吸附塔的油氣出口管道連接，所述吸收塔的未被吸收油氣出口通過管道與所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道連接。
2.如權利要求I所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述吸附塔的含硫油氣混合物入口和油氣出口為一個開口，并相應設置一共用管道，原對應吸附塔含硫油氣混合物入口、油氣出口管道和吸收塔的未被吸收油氣出口管道共接于該共用管道，含硫油氣混合物進口管道和油氣出口管道上分別設置控制閥。
3.如權利要求2所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口的油氣管道中設置實時監控油氣組分濃度及流量的超聲波氣體流量變送器。
4.如權利要求I所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，連接所述吸附塔含硫混合物出口的管道中設置實時監控脫除油氣后的含硫混合物中非甲烷總烴濃度的氣體變送器；所述脫硫塔的凈化氣出口管道中設置實時監控硫化物濃度的總硫分析儀。
5.如權利要求I所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，連接所述吸附塔含硫油氣混合物入口管道、含硫混合物出口管道及所述脫硫塔凈化氣出口的管道中均設有阻火器。
6.如權利要求I或4所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述的吸附塔底部、油氣出口、管道均設置有排液口 ；所述的超聲波氣體流量變送器前段設置有排液口。
7.如權利要求I所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述吸附劑為活性炭、活性炭纖維、凹凸棒石粘土、炭分子篩、大孔吸附樹脂、硫化橡膠或有機共聚物中的一種。
8.如權利要求I所述的含硫油氣混合物回收裝置，其特征在于，所述脫硫塔內用以脫除硫化物的物質為脫硫活性炭、活性氧化鋁、硅膠、分子篩、合成沸石或氧化鋅中的一種。
專利摘要一種含硫油氣混合物回收裝置，其包括吸附塔，設有含硫油氣混合物入口、油氣出口及含硫混合物出口，并分別對應含硫油氣混合物進口管道、油氣出口管道、含硫混合物出口管道；脫硫塔，設有含硫混合物入口和凈化氣出口；脫硫塔的含硫混合物入口通過管道與吸附塔的含硫混合物出口管道連接；吸收塔，設有油氣入口、未被吸收油氣出口、吸收劑入口和出油口，吸收塔的油氣入口通過一管道和真空泵與吸附塔的油氣出口管道連接，吸收塔的未被吸收油氣出口通過管道與吸附塔含硫油氣混合物入口管道連接。本實用新型可以脫除含硫油氣混合物中夾帶的油氣和硫化物，并對油氣進行了回收利用，同時解決了硫化物帶來的環境污染難題，具有節能環保的優點。
文檔編號B01D53/04GK202427319SQ20112051998
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月13日 優先權日2011年12月13日
發明者刁賦卓, 宮琴, 屈金鵬, 徐效梅, 王蜀森, 陳貴明, 黃志高 申請人:上海神明控制工程有限公司