CN102443405A

CN102443405A - 用于油气冷凝回收的调峰方法及装置

Info

Publication number: CN102443405A
Application number: CN2010105063418A
Authority: CN
Inventors: 熊联友; 刘立强; 陆文海; 彭楠
Original assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Beijing Zhongke Fu Hai Low Temperature Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-10-09
Filing date: 2010-10-09
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2030-10-09
Also published as: CN102443405B

Abstract

本发明涉及一种用于油气冷凝回收的调峰方法及装置，属于气体污染物排放技术领域。为了提高油气冷凝回收装置对油气负荷波动的适应能力，降低油气冷凝回收装置的装机规模，本发明所提供的调峰技术方案涉及油气压缩、油气在吸附塔中的吸附储存、油气从吸附塔内解析及油气冷凝回收等过程，在高峰阶段将部分油气通过物理吸附的方式储存在油气吸附塔内，在低谷阶段将这部分储存的油气解析出来然后再进行冷凝分离回收，这样就可解决油气排放负荷变化较大带来的问题。该技术方案相对于现有油气冷凝回收技术而言可减小油气冷凝回收装置的装机规模，降低能耗，提高设备的使用效率，提高运行效率，提高系统的稳定性及可靠性，减小设备投资及运行成本。

Description

用于油气冷凝回收的调峰方法及装置

技术领域

本发明属于气体污染物排放技术领域，具体涉及一种用于油气冷凝回收的调峰方法及装置。

背景技术

汽油等轻质油品在生产、储存、装卸、运输、销售和使用过程中，由于呼吸作用及其它因素的影响，会有一部分轻烃组分挥发而逸入大气中，这一方面浪费了油品资源，造成经济损失，另一方面也污染了环境，会影响人及动植物的健康，也会加剧酸雨的形成。此外，挥发到大气中的油气和空气很易形成爆炸性混合物(爆炸下限一般为1-6％)，容易发生爆炸事故，给企业和消费者带来了极大的安全隐患。因此，我国制定了严格的国家标准(GB20950-2007)《储油库大气污染物排放标准》，在储油库(含炼油厂发油站台)强制推行安装油气回收装置，并确定了区域和时限以及排放限制值，要求对油气回收装置非甲烷总烃回收率≥95％，非甲烷总烃排放浓度≤25g/m³。

目前，常用的油气回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法及冷凝法等。冷凝法是利用各种烃类在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压的原理来分离回收油气。只要制冷温度低于-90℃，就能达到油气排放浓度不超过25g/m³，油气回收效率不低于95％的国家标准；

冷凝法工艺的特点是简明直接、不需二次工艺处理，回收的汽油不会混入其他杂质成分，馏分优于原汽油指标。而吸附法、膜分离法等油气回收处理技术，需采用喷淋吸收的二次工艺来处理富集和提浓的油气，难免会影响回收汽油的馏分指标。

随着制冷技术的进步，冷凝法油气回收处理的技术优势越来越明显。但是和其他几种回收技术相比，现有的冷凝法油气回收技术也有其固有的弱点，主要体现为当待回收油气负荷大范围波动时，冷凝法对这种变工况的适应能力不如其他几种技术。原因如下：冷凝法的基本原理是对油气进行降温，使油气从气相转变为液相，需要一套制冷系统，而制冷系统的性能与工作工况紧密相关，通常都是在某一设计工况下具有较高性能，而在其他变工况下的性能往往有较大的降低。此外，油气的冷凝是通过在低温换热器进行热交换来进行的，为了保证所需的低温温度及冷量，低温换热器及其他低温部件必须放置于一个具有良好绝热措施的低温冷箱之中。由于保温性能好，低温换热器及其他低温部件的冷却或者复温过程都需要较长时间来完成，冷凝回收装置越大，所需时间越长，因此现有的冷凝法回收技术不太适合需要反复启停的场合。

但从现场应用的角度讲，在油库的实际装车过程中，油库的卸油量往往在一个较大范围内波动，为保证清洁排放，需要油气回收系统具有0％～100％的弹性处理能力。因此，尽管多数情况下油气回收系统往往是在低负荷甚至零负荷的情况下运行，但为了保证满负荷需求，则冷凝法回收装置的制冷系统需按满负荷设计，增加了回收系统的装机规模，从而增加了系统的投资成本。同时，为了维持制冷系统的低温环境的稳定，即使在油气量负荷为零的情况也要维持制冷系统的运行，这样一来就使得制冷系统的运行能耗偏高，回收系统的经济性较差，系统的运行成本高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提高油气冷凝回收装置对油气负荷波动的适应能力，如何降低油气冷凝回收装置的装机规模，以及如何减少能耗、节省设备投资以及运行费用。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于油气冷凝回收的调峰方法，所述方法包括：

步骤1：在待回收油气排放负荷相对高峰阶段将部分原料油气分流进入油气压缩泵进行压缩；

步骤2：将压缩后的原料油气导入并存储于油气吸附塔组内；

步骤3：在待回收油气排放负荷相对低谷阶段通过油气解析真空泵将所述储存在油气吸附塔组内的原料油气释放出来，并送入油气冷凝回收装置。

优选地，在待回收油气排放负荷较大的情况下，在所述步骤1中，通过阀门分流部分原料油气进入油气压缩泵进行压缩。

优选地，所述步骤2中原料油气中的一部分烃类组分通过物理吸附的方式储存在油气吸附塔内的吸附床内，将剩下的贫油的达标空气直接排放。

优选地，所述步骤3中通过真空解析的方式将储存在吸附床内的原料油气解析出来。

优选地，所述步骤2中的油气吸附塔组至少包括一个吸附塔，且其在包括多个吸附塔的情况下，将所述多个吸附塔进行并联使用。

此外，本发明还提供一种用于油气冷凝回收的调峰装置，其特征在于，所述装置包括：

油气压缩泵，用于将原料油气进行压缩；

油气吸附塔组，连接所述油气压缩泵，用于对压缩后的原料油气进行吸附存储；所述油气吸附塔组至少包含一个吸附塔；

油气解析真空泵，连接所述油气吸附塔组以及油气冷凝回收装置，用于将油气吸附塔内存储的油气进行真空解析释放后导出至油气冷凝回收装置。

优选地，所述油气压缩泵为防爆型的液环泵或鼓风机。

优选地，所述油气吸附塔包括吸附床，所述吸附床内填充有可吸附油气的吸附剂。

优选地，所述油气吸附塔内配置冷却装置，所述冷却装置用于带走油气吸附过程中释放的吸附热。

优选地，所述油气吸附塔组在包括多个吸附塔的情况下，将所述多个吸附塔进行并联使用。

(三)有益效果

本发明技术方案通过设置油气压缩泵、油气吸附塔组及油气解吸真空泵，并涉及油气压缩、油气在吸附塔中的吸附储存、油气从吸附塔内解析及油气冷凝回收等过程，可实现在高峰阶段将部分油气通过物理吸附的方式储存在油气吸附塔内，在低谷阶段将这部分油气解析出来然后再进行冷凝分离回收。这样一来，冷凝法回收油气所必须的制冷系统可按中间或小负荷设计即可满足运行需求，回收系统在稳定工况下运行可以保证具有较高的运行效率，降低了能耗，同时减小了系统装机规模及占地面积，降低了投资及运行成本。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的用于油气冷凝回收的调峰方法的流程图；

图2为本发明实施例所提供的用于油气冷凝回收的调峰装置的结构示意图；

其中，1-吸气阻火器；2-油气进气隔断阀；3-油气进气单向阀；

4-油气进调峰系统控制阀；5-调峰用油气压缩泵；

6-油气吸附塔组；7-油气解吸控制阀；8-油气解吸真空泵。

9-油气进冷凝系统控制阀；

A、B、C-均为油气吸附塔组中的油气吸附塔。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式作进一步详细描述。

首先对本发明技术方案所提供一种用于油气冷凝回收的调峰方法进行描述，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤1：在待回收油气排放负荷相对高峰阶段将部分原料油气通过阀门分流进入油气压缩泵进行压缩；

步骤2：将压缩后的原料油气导入并存储于油气吸附塔组内，原料油气中的一部分烃类组分通过物理吸附的方式储存在油气吸附塔内的吸附床内，剩下的为贫油的达标空气，直接排放到环境中；且所述油气吸附塔组至少包括一个吸附塔，在其包括多个吸附塔的情况下，通过阀门控制将所述多个吸附塔进行部分或全部并联使用；

步骤3：在待回收油气排放负荷相对低谷阶段通过油气解析真空泵采用真空解析的方式将储存在吸附床内的原料油气解析出来，并送入油气冷凝回收装置。

此外，对于本发明技术方案所提供的用于油气冷凝回收的调峰装置，其包括：

油气压缩泵，用于将原料油气进行压缩，该油气压缩泵为防爆型的液环泵或鼓风机；

油气吸附塔组，包含一个或多个吸附塔，连接所述油气压缩泵，用于对压缩后的原料油气进行吸附存储；所述油气吸附塔包括吸附床，所述吸附床内填充有活性炭或其它可吸附油气的吸附剂；所述油气吸附塔内配置冷却装置，所述冷却装置用于带走油气吸附过程中释放的吸附热；并且在所述油气吸附塔组在包括多个吸附塔的情况下，通过阀门控制将所述多个吸附塔进行部分或全部并联使用；

下面结合附图对上述技术方案中所涉及的装置及相应工作流程进行说明：

如图2所示，首先待回收油气经过吸气阻火器1、油气进气隔断阀2、油气进气单向阀3进入回收系统，此时，在待回收油气排放负荷高峰阶段，一部分待处理油气通过油气进冷凝系统控制阀9进入冷凝回收系统被冷凝回收。

另一部分待处理油气则通过油气进调峰系统控制阀4进入调峰用油气压缩泵5，压缩后进入到油气吸附塔组6中的吸附塔，油气被吸附，剩下的是达标空气，可直接排放到大气环境。

而当待回收处理的油气量负荷处于低谷时，开启油气解析控制阀7及油气解析真空泵8，将解吸出的油气送入到冷凝回收系统开始进行冷凝回收。

综上所述，本发明技术方案通过设置油气压缩泵、油气吸附塔组及油气解吸真空泵，并涉及油气压缩、油气在吸附塔中的吸附储存、油气从吸附塔内解析及油气冷凝回收等过程，可实现在高峰阶段将部分油气通过物理吸附的方式储存在油气吸附塔内，在低谷阶段将这部分油气解析出来然后再进行冷凝分离回收。这样一来，冷凝法回收油气所必须的制冷系统可按中间或小负荷设计即可满足运行需求，回收系统在稳定工况下运行可以保证具有较高的运行效率，降低了能耗，同时大大减小了系统装机规模及占地面积，降低了投资及运行成本。

例如某油库有4支大鹤管，56套小鹤管，每天装车4批次，每批次装车时间为2小时，平均每天大鹤管收集的待处理油气量预计为15120m³/d；平均每天小鹤管收集的待处理油气量最大为8880m³/d。总计每天待回收处理油气量为24000m³/d，平均每小时为1000m³/h。根据实际运行统计数据，预测高峰期每小时待回收处理油气量为2000m³/h，低谷时每小时待回收处理油气量为零。要求油气回收装置弹性范围0％～100％。

如果按照满负荷2000m³/h设计，采用带膨胀机制冷的以空气为制冷工质的空气制冷循环系统提供油气冷凝所需低温环境，油气冷凝温度-98℃，则回收系统总能耗约需600kW，当采用本发明所述的调峰方法后则回收系统总能耗仅为300kW，制冷系统规模及成本大幅减小，并且制冷系统始终工作在一个稳定的工况下，提高了回收系统的可靠性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于油气冷凝回收的调峰方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤2：将压缩后的原料油气导入并存储于油气吸附塔组内；

2.如权利要求1所述的调峰方法，其特征在于，在待回收油气排放负荷较大的情况下，在所述步骤1中，通过阀门分流部分原料油气进入油气压缩泵进行压缩。

3.如权利要求1所述的调峰方法，其特征在于，所述步骤2中原料油气中的一部分烃类组分通过物理吸附的方式储存在油气吸附塔内的吸附床内，将剩下的贫油的达标空气直接排放。

4.如权利要求1所述的调峰方法，其特征在于，所述步骤3中通过真空解析的方式将储存在吸附床内的原料油气解析出来。

5.如权利要求1所述的调峰方法，其特征在于，所述步骤2中的油气吸附塔组至少包括一个吸附塔，且其在包括多个吸附塔的情况下，将所述多个吸附塔进行并联使用。

6.一种用于油气冷凝回收的调峰装置，其特征在于，所述装置包括：

油气压缩泵，用于将原料油气进行压缩；

7.如权利要求6所述的调峰装置，其特征在于，所述油气压缩泵为防爆型的液环泵或鼓风机。

8.如权利要求6所述的调峰装置，其特征在于，所述油气吸附塔包括吸附床，所述吸附床内填充有可吸附油气的吸附剂。

9.如权利要求6所述的调峰装置，其特征在于，所述油气吸附塔内配置冷却装置，所述冷却装置用于带走油气吸附过程中释放的吸附热。

10.如权利要求6所述的调峰装置，其特征在于，所述油气吸附塔组在包括多个吸附塔的情况下，将所述多个吸附塔进行并联使用。