CN101161590A - 冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术 - Google Patents

冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术 Download PDF

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张公敬
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Abstract

本发明是冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术，是对冷凝式油气工艺技术的改进，是采用冷凝技术和膜分离技术相结合的方法，达到排放标准。它克服了单冷凝式的油气回收必须达到－95℃以下的难题。是属于油气回收技术领域。主要用于油库、城市中转油库、汽油、轻质油、装卸过程的油气回收。本发明是由制冷机组16、预冷箱2、中冷箱3、液环式压缩机4、交换器5、膜组件6、真空泵15、交换器8，9、油水分离器10、油泵13、组成。按照附图1、工艺流程顺序将制冷机组16、预冷箱2、中冷箱3、液环式压缩机4、交换器5、膜组件6、真空泵15、交换器8，9、油水分离器10、油泵13、用管线连接在一起并安装在一个底撬上，组成如附图2，模块式结构立体图图2所示。

Description

冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术
技术领域
本发明是将冷凝式油气回收技术和膜分离式的油气回收技术，各自的优点集于一身的一种新型的油气回收工艺技术，是属于油气回收技术领域。
背景技术
据中石化抚顺研究院调研的报告，04年统计全国仅汽油装卸过程，油气的损失一年达到50多万吨。不仅浪费了石油资源还污染了环境，为此国家开始制定有关的排放标准(草案)。标准(草案)要求年周转量为5万m3以上的油库，必须按装油气回收设备。
油气回收技术，目前已有多种技术方案，如重油吸收式，活性碳吸附式，冷凝式，膜分离式，因为以上几种单工艺技术，都存在不同程度的问题。本发明克服了单冷凝工艺技术需要将油气深冷至-95℃以下，非甲烷总烃排放才能达到小于35g/m3指标。而本发明油气的冷凝温度10℃或-30℃时就可以将油气的30％或60％被冷凝下来，剩余部分油气，通过模组件渗透下来，经计算机模拟计算回收率可以达到大于95％以上，非甲烷总烃排放小于35g/m3。本发明是将冷凝技术和膜分离技术各自优点集于一身的一种新型的油气回收工艺技术。
发明内容
本发明是冷凝技术和膜分离技术组合式油气回收工艺技术，是对单冷凝技术的改进，它克服了单冷凝工艺需要将油气从30℃深冷至-95℃以下。非甲烷总烃排放才能达到小于35g/m3指标，而深冷至-95℃对设备材质要求较高，存在工艺技术复杂造价高等问题。本发明是冷凝和膜分离技术相结合的一种新型的油气回收工艺技术，冷凝温度只要达到(10℃或-30℃具体温度视油气组份而定)加上膜分离技术，就可以达到非甲烷总烃排放标准(小于35g/m3)要求。这样一般的碳钢材质就可以满足要求。经计算机模拟计算，油气的冷凝温度从30℃冷至10℃或-30℃时就可以将油气的30％或60％被冷凝下来，剩余部分油气，通过模组件渗透下来，回收率可以达到大于95％以上，非甲烷总烃排放小于35g/m3。本发明是将冷凝技术和膜分离技术各自优点集于一身的一种新型油气回收工艺技术。本发明油气回收工艺流程是：油气1先进入予冷箱2将油气从30℃冷至10℃把油气中的水分和重组份30％冷凝下来，进入油水分离器10，剩余油气进入中冷箱3把油气冷凝至-30℃时，此时已把油气60％冷凝下来送至油水分离器10。剩余部分油气经液环压缩机4压缩至0.3mpa，油气进入膜组件6，经膜组件6渗透，利用膜对碳氢化合物的渗透特性，把这部分油气渗透下来。经真空泵及交换器8、9把渗透过来的油气变成液体送至油水分离器10，油经油泵13输送至油库。未被模组件6渗透的氧气和氮气干净气体7排至大气中。油水分离器10中的水11外排，本发明是由制冷机组16，予冷箱2，中冷箱3，液环式压缩机4，交换器5，膜组件6，真空泵15，交换器8，9，油水分离器10，油泵13组成，按照本发明工艺技术可以制造成模块式的冷凝和膜分离组合式的油气回收装置。并按照工艺流程图附图1工艺流程图的顺序，将制冷机组16，予冷箱2，中冷箱3，液环式压缩机4，交换器5，膜组件6，真空泵15，交换器8，9，油水分离器10，油泵13的设备之间用管线连接起来，并按装成一个模块式的外形结构，如附图2所示的立体结构图。
附图
附图1：冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术，工艺流程图图1
附图2：冷凝和膜分离组合式油气回收装置立体结构图图2
附图3：某石化厂油库汽油装车油罐时排放油气组份图3
附图4：螺旋卷式膜分离器结构图图4
附图5：某油库300m3/h冷凝和膜分离组合式油气回收装置。计算机计算油气组分中不同空气含量对应的主要工艺参数图5
具体实施方式
本发明冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术，按照本发明工艺技术，可制造安装成模块式的冷凝和膜分离组合式油气回收装置。
具体实施方法是：
1、油库用户首先提出油气的组分，油气的处理量(M3/h)经计算机模拟计算出工艺参数。
2、根据工艺参数设计出设备的尺寸、规格，然后在工厂制造。
3、具体的设备之间连接安装的方法是：按照附图1工艺流程顺序将油气管线1和予冷箱2入口用法兰连接，予冷箱2出口管线和中冷箱3入口用法兰连接，中冷箱3出口管线和液环压缩机4入口用法兰连接，压缩机4出口管线和膜组件6入口用法兰连接。被膜组件6渗透的油气管线和真空泵15入口用法兰连接，真空泵15出口管线和换热器8，9入口出口用法兰连接，未被冷凝下来的油气又返回油气管线1入口处，用法兰连接，未被膜组件6渗透的氧气氮气干净气体7排入大气中。其中制冷机组的压缩机、冷凝器、电器仪表安装在一个箱体内，设计制造成正压通风防爆型结构。液环压缩机4、真空泵15、油泵13选用防爆型结构，这些设备是定型产品，可外构。模组件6是能渗透碳氢化合物气体的模组件，可外构。予冷箱2、中冷箱3是由蒸发气和外壳组成的箱体，外面用聚氨脂保温层保温。这些设备按照工艺流程图1工艺流程顺序用管线连接起来，并按装在一个底撬上，组成模块式的结构外形如附图2所示立体结构图。其中，螺旋式膜分离器的构造见附图4，具体结构，螺旋卷式分离器由平板膜制成。将两张膜的三边密封，组成一个膜叶。与板框式分离器相似，为使两张膜间保持间隙便于渗透气流过，在两张平板膜中夹入一层多孔支撑材料。在膜叶上铺有隔网，用带有小孔的多孔管卷绕依次放置的多层膜叶，形成膜卷；最后将膜卷装入圆筒形的外壳中，形成一个完整的螺旋卷式分离器，该膜分离器是外构件，膜分离器特性要求：必须是能渗透碳氢化合物气体组分的膜分离器。一台油气回收设备装置的膜组件，是由几个螺旋卷式膜分离器组成一个膜组件，要根据油气的处理量定。
下面以某石化厂油库(年周转量25万立方米)汽油、用鹤管往汽车油罐装油时，油气回收为例：实施方式如下：
1、名称：冷凝和膜分离组合式油气回收装置
2、规模：300M3/h。
3、油气组分：见附图3
4、根据规模和油气组分设计工艺流程如附图1，用计算机软件HYSYS计算工艺参数(计算机要反复计算选择最优的工艺参数)，根据工艺参数设计设备规格尺寸。本工艺参数确定为油气从30℃冷凝至10℃。
5、工艺流程、工艺参数确定的原则是：能耗最低，收率最高，排放达标为基本条件。油气组分中不同的空气含量对应的主要工艺参数详见附图5
6、关键设备压缩机、真空泵、膜组件具体规格的确定。
(1)、液环压缩机  Nashxl045-81套
吸入压力：1000mba(A)
排气压力：3000mba(A)
吸气温度：20℃/40℃％
吸气量：450M3/h
轴功率：34.6KW
电机功率：45KW
(2)、液环式真空泵2BV6131-OKEOD
吸气压力：300mba
排气压力：1200mba
吸气温度：30℃
轴功率：11.5KW
电机功率：15KW
(3)、膜组件选用中科院制造
φ8  5根
(4)、制冷机组
GCOPEL    15KW  1套

Claims (2)

1.本发明是冷凝和膜分离组合式油气回收工艺技术，由制冷机组16，予冷箱2，中冷箱3，液环式压缩机4，交换器5，膜组件6，真空泵15，交换器8，9，油水分离器10，油泵13组成。其外形结构特征是由两部分组成：冷凝部分(制冷机组16，予冷箱2，中冷箱3)，和膜分离部分(液环式压缩机4，交换器5，膜组件6，真空泵15，交换器8，9，油水分离器10，油泵13)本发明工艺技术可以制造成模块式的冷凝膜分离式油气回收装置。可按照附图1，工艺流程图的工艺流程顺序，将制冷机组16，予冷箱2，中冷箱3，液环式压缩机4，交换器5，膜组件6，真空泵15，交换器8，9，油水分离器10，油泵13用管线连接起来并按装在一个底撬上，组成一个模块式的外形结构，如附图2立体结构图所示。
2.本发明，其技术特征在于：冷凝技术和膜分离技术相结合的一种油气回收工艺技术。先将油气从30℃予冷、中冷到(10℃或-30℃具体温度要视油气的实际组份确定)，此时一部分油气已被冷凝下来，剩余部分轻组分油气经膜组件渗透下来。经计算机模拟计算，油气回收率可达到大于95％，排放的尾气非甲烷总烃小于35g/M3。
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