[发明专利]两种吸附剂双层床回收油气新工艺

说明书

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比表面积800～1000m²/g；所述的粗孔硅胶是指孔径比表面积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，过程安全性提高。

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℃，后者最高温度只有51℃。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。