CN101852504B - 用于油气回收的双级复叠制冷方法 - Google Patents

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Abstract

用于油气回收的双级复叠制冷方法，采用两级复叠制冷系统为油气冷凝器逐级提供冷量，复叠制冷系统由两个双级压缩制冷循环组成，并在双级压缩制冷循环的中间压力下，设置高一级蒸发温度的油气冷凝器，使油气冷凝按温度的高低逐级展开，不仅有助于降低设备制造成本和系统能耗，而且可根据油气成分分布的不同，方便调节在各温度段的冷凝负荷。

Description

用于油气回收的双级复叠制冷方法
技术领域
本发明涉及一种用于油气回收的复叠式制冷方法，用于汽油等挥发性物质蒸汽的冷凝回收。
背景技术
随着经济的迅猛发展，我国成品油消耗量剧增，油库、加油站数量及规模也相应增加。汽油等油品含有大量的轻烃组分，沸点低，挥发性强，在储运过程中，有一部分轻烃组分汽化而逸入大气，与空气混合形成油气。轻烃挥发造成严重的油品蒸发损耗，大量油气直接排放到大气，带来了严重的安全隐患、环境污染，因此对油气中的轻烃组分进行回收有重要意义。
越来越多的国家制定了法律规范强制要求实施油气处理，我国新的国家标准规定油品储运场所必须安装油气处理系统，且规定油气排放浓度即尾气的非甲烷总烃含量≤25g/m3。冷凝法油气回收技术就是利用复叠制冷循环制取低温，分阶段地降低油气温度，将其中的轻烃组分冷凝为液体加以回收的技术工艺。
在已有的冷凝法油气回收设备的制冷方法中，由于需要多个温度不同的油气冷凝器，一般为每个油气冷凝器单独设置一套制冷系统，那么油气回收系统就需要设置多套制冷系统供冷，系统较为庞大，制造和运行成本高。而且要达到国家规定的油气排放浓度，最后一级油气冷凝器需要达到-110℃的低温，一般采用三复叠制冷系统为其提供冷量，三复叠制冷系统较复杂，耗能也高。
发明内容
技术问题：本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种用于油气回收的双级压缩式循环复叠制冷方法，该方法有助于简化制冷系统，使处理油气逐级降温冷凝，降低制造和运行成本。
技术内容：本发明的用于油气冷凝回收的制冷方法，采用两级压缩复叠制冷系统为油气冷凝器提供冷量，复叠制冷系统由高温部分双级压缩制冷循环和低温部分双级压缩制冷循环两个制冷循环复叠组成，并分别在高温和低温双级压缩制冷循环的中间压力下，设置高一级蒸发温度的油气冷凝器，油气组分通过复叠制冷系统中的不同蒸发温度的油气冷凝器而被逐级冷凝为液体并被回收。
该制冷方法至少包括两个双级压缩制冷循环构成的复叠制冷系统，复叠制冷系统由高温部分双级压缩制冷循环和低温部分双级压缩制冷循环构成；
在复叠制冷系统高温部分双级压缩制冷循环中，从制冷剂冷凝器出来的制冷剂分为两路，其中一路经过第一膨胀阀节流后，进入一级油气冷凝器，制冷剂的蒸发压力为低压级压缩机的排气压力(也就是高温部分双级压缩制冷循环的中间压力)，在其中对处理油气进行初级降温冷凝；另一路经第二膨胀阀节流后分别进入二级油气冷凝器和蒸发冷凝器，在二级油气冷凝器中对处理油气进行二级降温冷凝，在蒸发冷凝器中吸收低温部分双级压缩制冷循环的排热量而构成两个双级压缩制冷循环构成的复叠制冷系统，完成上述两作用后的制冷剂气体由低压级压缩机吸入，其制冷剂的蒸发压力为低压级压缩机的吸气压力；
在复叠制冷系统低温部分双级压缩制冷循环中，从蒸发冷凝器出来的制冷剂分为两路，一路经过第三膨胀阀节流后，进入三级油气冷凝器，其制冷剂的蒸发压力为低压级压缩机的排气压力(也就是低温部分双级压缩制冷循环的中间压力)，在其中对处理油气进行三级降温冷凝；另一路经第四温膨胀阀节流后进入四级油气冷凝器，在四级油气冷凝器中对处理油气进行四级降温冷凝，其制冷剂的蒸发压力为低温部分双级压缩制冷循环低压级压缩机的吸气气压力。
有益效果：本发明采用由两个双级压缩制冷系统复叠组成多级蒸发温度的制冷系统对油气逐级冷凝回收，两级复叠制冷系统比以往采用的三级复叠制冷系统更为简便节能；而且在高温与低温双级压缩制冷循环的中间压力下，设置蒸发器作为一级油气冷凝器，简化了油气冷凝回收系统，降低了设备制造成本。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。
图1是用于油气回收的制冷方法的示意图。
其中有：1、一级油气冷凝器，2、二级油气冷凝器，3、三级油气冷凝器，4、四级油气冷凝器，5、制冷剂冷凝器，6、蒸发冷凝器，7、第一膨胀阀，8、第二膨胀阀，9、第三膨胀阀，10、第四膨胀阀，11、第一高压级压缩机，12、第一低压级压缩机，13、第二高压级压缩机，14、第二低压级压缩机，15、第一气气换热器，16、第二气气换热器，17、回收液总管。
具体实施方式
如图1中所示，该复叠制冷系统由高温部分双级压缩制冷循环与低温部分双级压缩制冷系循环通过蒸发冷凝器6复叠组成，油气组分在依次通过复叠制冷系统中一级油气冷凝器1、二级油气冷凝器2、三级油气冷凝器3、四级油气冷凝器4后被逐级冷凝为液体并被回收，在四级油气冷凝器末端达到排放标准的油气与不凝气体混合物依次通过气气换热器16、气气换热器15回收排放气体的冷量后而排出。
复叠制冷系统的高温部分双级压缩制冷循环至少包括制冷剂冷凝器5、膨胀阀7、一级油气冷凝器1、膨胀阀8、二级油气冷凝器2、蒸发冷凝器6的蒸发侧、低压级压缩机12、高压级压缩机11。制冷剂冷凝器5液体输出端通过管道分为两路。一路通过管道与膨胀阀7的输入端相连，膨胀阀7的输出端通过管道与一级油气冷凝器1的制冷剂输入端相连接，一级油气冷凝器1的制冷剂输出端通过管道与低压级压缩机11的排气口管路相并联后，再由管路与高压级压缩机11的入口相连；另一路通过管道与膨胀阀8的输入端相连，膨胀阀8的输出端再通过管道分为两路，一路通过管道与二级油气冷凝器2的制冷剂输入端相连，另一路与冷凝蒸发器6的蒸发侧输入端相连，二级油气冷凝器2的制冷剂输出端通过管道与蒸发冷凝器蒸发侧输出端相并联后，再由管道与低压级压缩机12的制冷剂输入端相连；高压级压缩机11的制冷剂输出端通过管道与制冷剂冷凝器5的输入端相连，构成高温部分双级制冷循环。
复叠制冷系统的低温部分双级压缩制冷循环至少包括蒸发冷凝6、膨胀阀9、三级油气冷凝器3、膨胀阀19、四级油气冷凝器4、蒸发冷凝器6的冷凝侧、低压级压缩机14、高压级压缩机13。蒸发冷凝器6液体输出端通过管道分为两路。一路通过管道与膨胀阀9的输入端相连，膨胀阀9的输出端通过管道与三级油气冷凝器3的制冷剂输入端相连接，三级油气冷凝器3的制冷剂输出端通过管道与低压级压缩机14的排气口管道相并联后，再由管道与高压级压缩机13的入口相连；另一路通过管道与膨胀阀10的输入端相连，膨胀阀10的输出端再通过管道与四级油气冷凝器4的制冷剂输入端相连，四级油气冷凝器4的制冷剂输出端通过管道与低压级压缩机14的制冷剂输入端相连；高压级压缩机13的制冷剂输出端通过管道与蒸发冷凝器6的输入端相连，构成低温部分双级制冷循环。
油气通过管道进入一级油气冷凝器1的油气侧输入端，在一级油气冷凝器1的油气侧设有冷凝液排出管道，部分油气和水蒸汽在一级油气冷凝器1中冷凝，冷凝的液体排入回收液总管17；一级油气冷凝器1的油气侧输出端通过管道与气气换热器15的高温油气侧输入端连接，气气换热器15的油气侧输出端通过管道与二级油气冷凝器2的油气侧输入端连接，二级油气冷凝器2的油气侧设有冷凝液排出管道，部分油气在二级油气冷凝器2中冷凝，冷凝的液体排入回收液总管17；二级油气冷凝器2的油气侧输出端通过管道与气气换热器16的高温油气侧输入端连接，气气换热器16的油气侧输出端通过管道与三级油气冷凝器3的油气侧输入端连接，三级油气冷凝器3的油气侧设有冷凝液排出管道，部分油气在三级油气冷凝器3中冷凝，冷凝的液体排入回收液总管17；三级油气冷凝器3的油气侧输出端通过管道与四级油气冷凝器4的油气侧输入端连接，四级油气冷凝器4的油气侧设有冷凝液排出管道，部分油气在四级油气冷凝器4中冷凝，冷凝的液体排入回收液总管17；四级油气冷凝器4排出的气体称为尾气。四级油气冷凝器4的尾气侧输出端通过管道与气气换热器16的尾气侧输入端连接，气气换热器16的尾气侧输出端通过管道与气气换热器15的尾气侧输入端连接，气气换热器15排出的尾气通过管道排入大气。

Claims (1)

1.一种用于油气回收的双级复叠制冷方法，其特征在于该制冷方法至少包括两个双级压缩制冷循环构成的复叠制冷系统，复叠制冷系统由高温部分双级压缩制冷循环和低温部分双级压缩制冷循环构成；
在复叠制冷系统高温部分双级压缩制冷循环中，从制冷剂冷凝器(5)出来的制冷剂分为两路，其中一路经过第一膨胀阀(7)节流后，进入一级油气冷凝器(1)，制冷剂的蒸发压力为高温部分双级压缩制冷循环低压级压缩机的排气压力，即高温部分双级压缩制冷循环的中间压力，在一级油气冷凝器(1)中对油气进行初级降温冷凝；另一路经第二膨胀阀(8)节流后分别进入二级油气冷凝器(2)和蒸发冷凝器(6)，在二级油气冷凝器(2)中对油气进行二级降温冷凝，在蒸发冷凝器(6)中吸收低温部分双级压缩制冷循环的排热量而构成两个双级压缩制冷循环构成的复叠制冷系统，经过二级油气冷凝器(2)和蒸发冷凝器(6)后的制冷剂气体由高温部分双级压缩制冷循环低压级压缩机吸入，其制冷剂的蒸发压力为高温部分双级压缩制冷循环低压级压缩机的吸气压力；
在复叠制冷系统低温部分双级压缩制冷循环中，从蒸发冷凝器(6)出来的制冷剂分为两路，一路经过第三膨胀阀(9)节流后，进入三级油气冷凝器(3)，其制冷剂的蒸发压力为低温部分双级压缩制冷循环低压级压缩机的排气压力，即低温部分双级压缩制冷循环的中间压力，在三级油气冷凝器(3)中对油气进行三级降温冷凝；另一路经第四温膨胀阀(10)节流后进入四级油气冷凝器(4)，在四级油气冷凝器(4)中对油气进行四级降温冷凝，其制冷剂的蒸发压力为低温部分双级压缩制冷循环低压级压缩机的吸气压力。
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Assignee: Nanjing All Delight Refrigeration Equipment Co., Ltd.

Assignor: Southeast University

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Denomination of invention: Double-stage cascade refrigeration method used for oil-gas recovery

Granted publication date: 20120822

License type: Exclusive License

Record date: 20130118

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