CN105300032B - 一种油库油气智能回收系统及油气回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油库油气智能回收系统及油气回收方法，包括压缩机、预冷器1、预冷器2、气液分离器、膜分离组件、制冷系统1、制冷系统2、贮液箱、控制系统，油气由油气回收管道依次经单向阀、压力变送器P1、阻火器由压缩机压缩后进入预冷器2冷凝，经气液分离器分离，气体部分通过膜分离组件分离出空气和油气，油气进入压缩机循环回收，液体部分通过贮液箱回到浮顶罐。本发明的优点是：冷凝技术与膜分离技术结合，提高油气回收效率；由于本油气回系统采用了网络智能捡测和网络智能控制技术，实现了网络数据检测、有线和GPRS无线技术，使得测控系统线路简化、信息传递可靠，反应速度、监控及时，安全性强。

Description

一种油库油气智能回收系统及油气回收方法

技术领域

本发明涉及一种油气回收系统，尤其涉及一种油库油气智能回收系统及油气回收方法。

背景技术

油气是指储油库储存或装卸汽油过程中产生的挥发性有机物气体(非甲烷总烃)，是含有多种有机烃类化合物和空气的混合物主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多属致癌物质。大多数的油码头、炼厂、油库和加油站分布在城市及其周围，在卸油和加油过程中，会导致大量的油气排放，平均的油气体积分数在20％～40％。如直接排入大气，既危及安产又污染环境，同时降低了油品品质、造成经济损失。

随着汽车等燃油交通运输工具的普及，油品销售行业迅速发展，油库、加油站的数量继续逐渐增多，但在这些油品收发场所不可避免地存在油气蒸发损耗问题。蒸发损耗的油气实际上是烃类VOCs与空气的混合物，不仅危害健康、污染环境、浪费能源、影响安全生活与生产，而且还降低了油品质量。美国、德国等西方发达国家自20世纪80年代以来纷纷颁布令要求在这些场合进行油气回收处理，并最终实现零排放。在国内，随着对人们环保意识的逐渐提高，围绕加油站的环境污染治理问题必将得到全面重视。

油气回收处理方法很多，有热氧化法、吸附法、吸收法、冷凝法和膜分离等。以膜分离方法较先进。但是控制系统尚不理想，缺乏网络智能检测和网络智能控制，影响了油气的回收效率和质量，尤其是回收过程中安全性的措施欠完善。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种油库油气智能回收系统及油气回收方法，提高油气回收效率，增强压力、温度、流量、成分的检测与控制。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种油库油气智能回收系统，包括压缩机、预冷器1、预冷器2、气液分离器、膜分离组件、制冷系统1、制冷系统2、贮液箱、控制系统，油气回收管道汇合依次经气体流量计L1、单向阀与压力变送器P1相连接，压力变送器P1经阻火器与压缩机相连接，压缩机与预冷器2连接，预冷器2与气液分离器连接，气液分离器的液体出口端与贮液箱相连接，气液分离器的气体出口端依次经测试口1、压力变送器P2与膜分离组件相连接，所述的膜分离组件的空气出口端经调节阀依次与烃变送器、气体流量计L2、阻火透气帽相连接；所述的膜分离组件油气出口端依次经测试口2、压力变送器P3与真空泵一端相连接，真空泵另一端经制冷系统2与贮液箱的气体出口管道汇合，汇合后的管道与压缩机相连接；所述的贮液箱的液体经油泵、过滤器进入浮顶罐，所述的过滤器与浮顶罐之间设有液体流量计L3和截止阀；

所述的气液分离器的液体出口端设有制冷系统1，制冷系统1一端依次与压力变送器P6、冷媒高压变送器P4相连接，另一端依次与冷媒低压变送器P5、制冷压缩机相连接；

所述的压缩机、真空泵、制冷压缩机、气液分离器上均设有温度传感器；

所述的压力变送器P1、P2、P3、P6、冷媒高压变送器P4、冷媒低压变送器P5上均设有传感器；

所述的烃变送器、气体流量计L1、L2、液体流量计L3上均设有传感器；

所述的控制系统包括工控机、GPRS无线通讯模块、显示屏、监测单元，工控机与GPRS无线通讯模块、显示屏、监测单元相连接，检测单元包括网络信号采集器、传感器，网络信号采集器与传感器相连接；所述的控制系统配备有profibus-DP、modbus现场总线。

所述的压缩机上设有预冷器1和安全阀。

所述的预冷器2与气液分离器之间设有自动排液阀1；所述的气液分离器与贮液箱之间设有自动排液阀2。

一种油库油气智能回收系统的油气回收方法，包括以下步骤：

1)油库向油罐车发油时，浮顶罐内的油不断注入油罐车，油罐车储油槽内的液面不断上升，储油槽内的油气被挤出后，进入油气回收管道；油气回收管道上安装有气体流量计L1、压力变送器P1，当有油气进入管道后，管道内的压力上升，管内的压力被压力变送器P1探测到后，传感器发出信号，控制系统启动，安全阀打开，油气进入压缩机，压缩机将油气推进预冷器1；

2)油气经过预冷器1后，在压力的作用下，进入预冷器2，在此大部分水蒸汽被液化，有部分油气被液化，随着油气的不断经过，预冷器2内的液位不断上升，上升到一定高度，自动排液阀1打开，预冷器2内的液体流到气液分离器中，自动排液阀1自动关闭；在预冷器2的前后端安装温度传感器T1、T2、T3、T5，通过气体流量计L1反馈的气体流量控制预冷器1内温度，防止预冷器2内结霜；

3)从预冷器2出去的油气进入贮液箱，在贮液箱中，除甲烷、乙烷外，大部分其它油气成分被液化，随着油气的不断经过，贮液箱内的液位不断上升，上升到一定高度后，油泵打开，箱内的液体从管道中排除，经过后端过滤器，通过液体流量计L3进入浮顶罐，通过液体流量计L3可以看到回收的汽油；

4)油气经过前端的预冷和深冷，大部分油气被液化，经贮液箱和膜分离组件中剩余的油气到压缩机的入口进入下一个循环；在膜分离组件空气出口端，排出的是符合环保要求的空气，在有机分离膜组件上安装有烃变送器和压力调节阀，通过压力调节阀可以调节系统压力，烃变送器可以实时检测排放气体是否合格，并反馈到工控机，当排放超标时，工控机会发出报警信号，并停止油库油气回收系统运行。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

冷凝技术与膜分离技术结合，能完全达到排放标准并保持长久功效，提高了油气回收效率；机组简单，占地面积小，易安装拆卸，维护便利；由于本油气回系统采用了网络智能捡测和网络智能控制技术，实现了网络数据检测、有线(同时采Profibus-DP和Modbus两种现场总线)和GPRS无线技术，使得测控系统线路简化、信息传递可靠，反应速度、监控及时，安全性强。

附图说明

图1是本发明系统原理图。

图2是本发明网络智能测控系统原理图。

图3是本发明系统原理图。

图4是本发明电气控制柜控制结构框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图4，一种油库油气智能回收系统，包括压缩机、预冷器1、预冷器2、气液分离器、膜分离组件、制冷系统1、制冷系统2、贮液箱、控制系统，油气回收管道汇合依次经气体流量计L1、单向阀与压力变送器P1相连接，压力变送器P1经阻火器与压缩机相连接，压缩机与预冷器2连接，预冷器2与气液分离器连接，气液分离器的液体出口端与贮液箱相连接，气液分离器的气体出口端依次经测试口1、压力变送器P2与膜分离组件相连接，所述的膜分离组件的空气出口端经调节阀依次与烃变送器、气体流量计L2、阻火透气帽相连接；所述的膜分离组件油气出口端依次经测试口2、压力变送器P3与真空泵一端相连接，真空泵另一端经制冷系统2与贮液箱的气体出口管道汇合，汇合后的管道与压缩机相连接；所述的贮液箱的液体经油泵、过滤器进入浮顶罐，所述的过滤器与浮顶罐之间设有液体流量计L3和截止阀；

所述的气液分离器的液体出口端设有制冷系统1，制冷系统1一端依次与压力变送器P6、冷媒高压变送器P4相连接，另一端依次与冷媒低压变送器P5、制冷压缩机相连接；

所述的压缩机、真空泵、制冷压缩机、气液分离器上均设有温度传感器；

所述的压力变送器P1、P2、P3、P6、冷媒高压变送器P4、冷媒低压变送器P5上均设有传感器；

所述的烃变送器、气体流量计L1、L2、液体流量计L3上均设有传感器；

所述的控制系统包括工控机、GPRS无线通讯模块、显示屏、监测单元，工控机与GPRS无线通讯模块、显示屏、监测单元相连接，检测单元包括网络信号采集器、传感器，网络信号采集器与传感器相连接；所述的控制系统配备有profibus-DP、modbus现场总线。

所述的压缩机上设有预冷器1和安全阀。

所述的预冷器2与气液分离器之间设有自动排液阀1；所述的气液分离器与贮液箱之间设有自动排液阀2。

一种油库油气智能回收系统的油气回收方法，包括以下步骤：

1)油库向油罐车发油时，浮顶罐内的油不断注入油罐车，油罐车储油槽内的液面不断上升，储油槽内的油气被挤出后，进入油气回收管道；油气回收管道上安装有气体流量计L1、压力变送器P1，当有油气进入管道后，管道内的压力上升，管内的压力被压力变送器P1探测到后，传感器发出信号，控制系统启动，安全阀打开，油气进入压缩机，压缩机将油气推进预冷器1；

2)油气经过预冷器1后，在压力的作用下，进入预冷器2，在此大部分水蒸汽被液化，有部分油气被液化，随着油气的不断经过，预冷器2内的液位不断上升，上升到一定高度，自动排液阀1打开，预冷器2内的液体流到气液分离器中，自动排液阀1自动关闭；在预冷器2的前后端安装温度传感器T1、T2、T3、T5，通过气体流量计L1反馈的气体流量控制预冷器1内温度，防止预冷器2内结霜；

3)从预冷器2出去的油气进入贮液箱，在贮液箱中，除甲烷、乙烷外，大部分其它油气成分被液化，随着油气的不断经过，贮液箱内的液位不断上升，上升到一定高度后，油泵打开，箱内的液体从管道中排除，经过后端过滤器，通过液体流量计L3进入浮顶罐，通过液体流量计L3可以看到回收的汽油；

4)油气经过前端的预冷和深冷，大部分油气被液化，经贮液箱和膜分离组件中剩余的油气到压缩机的入口进入下一个循环；在膜分离组件空气出口端，排出的是符合环保要求的空气，在有机分离膜组件上安装有烃变送器和压力调节阀，通过压力调节阀可以调节系统压力，烃变送器可以实时检测排放气体是否合格，并反馈到工控机，当排放超标时，工控机会发出报警信号，并停止油库油气回收系统运行。

检测单元的传感器将采集的信号发到网络信号采集器上，信号由网络信号采集器转为数据传输给工控机，工控机处理后的数据发到显示屏和GPRS无线通讯模块；

所述的监测单元分为温度监测单元、压力监测单元、流量监测单元，温度监测单元通过传感器实时采集压缩机、真空泵、制冷压缩机、气液分离器上的温度信息；压力监测单元通过传感器实时采集压力变送器、冷媒高压变送器P4、冷媒低压变送器P5上的压力信息；流量监测单元通过传感器实时采集流量计、烃变送器上的流量信息。

油气与空气混合气体经过压缩机压缩至0.390～0.686MPa，经预冷器的混合油气进入气液分离器，进入气液分离器的油气温度在5℃～20℃，油气在气液分离器内，约70％的烃蒸气在该过程被回收。吸收的尾气再经过膜分离组件将烃蒸气与空气分离，分离后的油气返回压缩机入口与装卸产生的油气一起重复上述艺过程，空气排入大气。此种方式油气回收率可达95％。

传感器将从现场采集的温度信息、压力信息、流量信息通过网络信号采集器传输到工控机，传输过程中采用Prfibus-DP现场总线，提高运行速率。由工控机处理分析后将指令发到LCD显示屏上，或者发到GPRS通讯模块。所述的工控机上配备有RS485接口、开关量驱动器。

本发明是冷凝技术、膜分离技术和控制系统的结合，能完全达到排放标准并保持长久功效，提高了油气回收效率；机组简单，占地面积小，易安装拆卸，维护便利；耗电功率比其他方式小，经济效益明显；不需要辅助物质或加装其他化学分离工艺设备。

油库采用膜分离法的综合油气回收方法，配合压力、温度、流量和成分的检测与控制，使得油气回收效率和回收物质量得到了提高；本油库采用膜分离法的综合油气回收方法，在网络智能捡测和网络智能控制配合下，使压力、温度、流量和成分的检测与控制，更精准、快速，使得油气回收效率达95％以上和回收物质量得到了显著提高。

由于本油气回系统采用了网络智能捡测和网络智能控制技术，实现了网络数据检测、有线(同时采Profibus-DP和Modbus两种现场总线)和GPRS无线技术，使得测控系统线路简化、信息传递可靠，反应速度、监控及时，安全性强。

Claims (4)

1.一种油库油气智能回收系统，其特征在于，包括压缩机、预冷器1、预冷器2、气液分离器、膜分离组件、制冷系统1、制冷系统2、贮液箱、控制系统，油气回收管道汇合依次经气体流量计L1、单向阀与压力变送器P1相连接，压力变送器P1经阻火器与压缩机相连接，压缩机与预冷器2连接，预冷器2与气液分离器连接，气液分离器的一个液体出口端与贮液箱相连接，气液分离器的气体出口端依次经测试口1、压力变送器P2与膜分离组件相连接，所述的膜分离组件的空气出口端经调节阀依次与烃变送器、气体流量计L2、阻火透气帽相连接；所述的膜分离组件油气出口端依次经测试口2、压力变送器P3与真空泵一端相连接，真空泵另一端经制冷系统2与贮液箱的气体出口管道汇合，汇合后的管道与压缩机相连接；所述的贮液箱的液体经油泵、过滤器进入浮顶罐，所述的过滤器与浮顶罐之间设有液体流量计L3和截止阀；

所述的气液分离器的另一个液体出口端设有制冷系统1，制冷系统1一端依次与压力变送器P6、冷媒高压变送器P4相连接，另一端依次与冷媒低压变送器P5、制冷压缩机相连接；

所述的压缩机、真空泵、制冷压缩机、气液分离器上均设有温度传感器；

所述的压力变送器P1、P2、P3、P6、冷媒高压变送器P4、冷媒低压变送器P5上均设有传感器；

所述的烃变送器、气体流量计L1、L2、液体流量计L3上均设有传感器；

所述的控制系统包括工控机、GPRS无线通讯模块、显示屏、监测单元，工控机与GPRS无线通讯模块、显示屏、监测单元相连接，检测单元包括网络信号采集器、传感器，网络信号采集器与传感器相连接；所述的控制系统配备有profibus-DP、modbus现场总线。

2.根据权利要求1所述的一种油库油气智能回收系统，其特征在于，所述的压缩机上设有预冷器1和安全阀。

3.根据权利要求1所述的一种油库油气智能回收系统，其特征在于，所述的预冷器2与气液分离器之间设有自动排液阀1；所述的气液分离器与贮液箱之间设有自动排液阀2。

4.根据权利要求1所述的一种油库油气智能回收系统的油气回收方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)油库向油罐车发油时，浮顶罐内的油不断注入油罐车，油罐车储油槽内的液面不断上升，储油槽内的油气被挤出后，进入油气回收管道；油气回收管道上安装有气体流量计L1、压力变送器P1，当有油气进入管道后，管道内的压力上升，管内的压力被压力变送器P1探测到后，传感器发出信号，控制系统启动，安全阀打开，油气进入压缩机，压缩机将油气推进预冷器1；

2)油气经过预冷器1后，在压力的作用下，进入预冷器2，在此大部分水蒸汽被液化，有部分油气被液化，随着油气的不断经过，预冷器2内的液位不断上升，上升到一定高度，自动排液阀1打开，预冷器2内的液体流到气液分离器中，自动排液阀1自动关闭；在预冷器2的前端安装温度传感器T1、T2、T3，在预冷器2的后端安装温度传感器T5，通过气体流量计L1反馈的气体流量控制预冷器1内温度，防止预冷器2内结霜；

3)从预冷器2出去的油气进入贮液箱，在贮液箱中，除甲烷、乙烷外，大部分其它油气成分被液化，随着油气的不断经过，贮液箱内的液位不断上升，上升到一定高度后，油泵打开，箱内的液体从管道中排除，经过后端过滤器，通过液体流量计L3进入浮顶罐，通过液体流量计L3可以看到回收的汽油；

4)油气经过前端的预冷和深冷，大部分油气被液化，经贮液箱和膜分离组件中剩余的油气到压缩机的入口进入下一个循环；在膜分离组件空气出口端，排出的是符合环保要求的空气，在有机分离膜组件上安装有烃变送器和压力调节阀，通过压力调节阀可以调节系统压力，烃变送器可以实时检测排放气体是否合格，并反馈到工控机，当排放超标时，工控机会发出报警信号，并停止油库油气回收系统运行。