CN106742889B - 储罐油气回收系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及储罐油气回收技术技术领域，涉及一种储罐油气回收系统及其控制方法。本发明提供的储罐油气回收系统，包括储罐、分液罐、第一压缩机、第二压缩机、第一分离罐、第二分离罐、平衡罐、油气回收装置和缓冲罐；储罐依次与分液罐、第一压缩机、第一分离罐和平衡罐相连，平衡罐分别与分液罐和储罐相连，构成油气平衡系统；储罐依次与分液罐、第二压缩机、第二分离罐、油气回收装置、缓冲罐和储罐相连，构成油气回收系统。本发明通过平衡罐的设置，降低油气回收装置的设计负荷，维持油气回收装置的稳定运行，避免装置频繁、大幅度的交变运行，减少设备交变疲劳，降低安全风险，比现有的油气回收装置的设计负荷降低50％至80％。

Description

储罐油气回收系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及储罐油气回收技术的技术领域，尤其涉及一种储罐油气回收系统及其控制方法。

背景技术

对于液体油品的生产和仓储企业，油品储罐中的原料和产品通过各种运输方式组织生产运营。即可通过船舶、车辆或管道等方式进行运输，而无论船舶、车辆还是管道运输，其共有的特性是间断性作业，使得油品储罐的大呼吸处于不规则锯齿形态，而且受到昼夜温差的影响，使得油品储罐的小呼吸呈波浪状态。

现有技术中，基于液体油品的生产和仓储企业的运营特点，油气回收系统的处理能力按照最大峰值进行设计，造成装置的设计规模大，运行效率低，生产成本高，相对收益低。同时，由于油气回收系统的处理能力设计的不合理，使得油气回收系统的运行处于剧烈的交变状态，从而加剧了设备的疲劳，安全风险高。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种储罐油气回收系统，以降低油气回收装置的设计负荷，维持油气回收装置的稳定运行。

本发明的第二目的在于提供一种储罐油气回收系统的控制方法，通过该方法控制的储罐油气回收系统，能够稳定油气回收装置的运行，降低油气回收装置的设计负荷，减少设备疲劳，降低安全风险。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种储罐油气回收系统，包括储罐、分液罐、第一压缩机、第二压缩机、第一分离罐、第二分离罐、平衡罐、油气回收装置和缓冲罐，储罐与氮封系统相连；

所述储罐的油气出口依次与分液罐、第一压缩机、第一分离罐和平衡罐的入口相连通，平衡罐的出口分别与分液罐的进气口和储罐的吸气口相连通，构成油气平衡系统；

所述储罐的油气出口依次与分液罐、第二压缩机、第二分离罐、油气回收装置、缓冲罐和储罐的吸气口相连通，构成油气回收系统。

油品储罐有大呼吸和小呼吸，当储罐有剩余空间时，液体油会通过液体表面挥发到上部空气中，直至一定的饱和值，当新油加入时，这部分油气就会被排出，这就是储罐的大呼吸。而储罐的小呼吸是指温度变化造成的呼吸，油的体积每天随温度升降而周期性变化，体积增大时，上部的油气被排出，体积减小时，吸入新鲜空气。而根据石油化工储运系统的运营模式，生产企业油品储罐的大呼吸包括原料和产品入罐、中间物料周转、组分调和等方式。当生产装置稳定运行时，产品入罐的大呼吸气量是恒定的，中间物料周转和组分调和产生的大呼吸气量是有限的，影响油气回收系统设计负荷的重要因素是原料入罐产生的大呼吸。油品仓储企业相对简单，只有在储罐接卸物料时产生大呼吸。而储罐的小呼吸主要受到气温和季节的影响，呼出的油气量相对稳定。

基于此，考虑到储罐的不规则呼吸状态，本发明设置一平衡罐，通过平衡罐的削峰平谷作用，降低油气回收装置的设计负荷，稳定油气回收装置的运行。因此，生产企业设计油气回收装置的处理能力依据产品入罐和储罐小呼吸产生的相对稳定的油气量，而平衡罐用于均衡原料入罐、中间调和等间断作业产生的大呼吸油气量；仓储企业油气回收装置的设计负荷依据储罐小呼吸产生的油气量，而平衡罐用于均衡原料入罐呼出的油气量。即，本发明中包含平衡罐的油气平衡系统可用于均衡间断式的储罐的锯齿状大呼吸和波浪状小呼吸，进而稳定包含油气回收装置的油气回收系统的运行负荷。

作为进一步优选技术方案，还包括脱杂质罐，所述储罐包括原料及中间物料储罐组和产品储罐组，所述分液罐包括第一分液罐和第二分液罐；

所述原料及中间物料储罐组的油气出口依次与第一分液罐、第一压缩机、第一分离罐、平衡罐和脱杂质罐的入口相连通，所述脱杂质罐的出口分别与第二分液罐的进气口和原料及中间物料储罐组的吸气口相连通；

所述产品储罐组的油气出口依次与第二分液罐、第二压缩机、第二分离罐、油气回收装置和缓冲罐的入口相连，所述缓冲罐的出口分别与原料及中间物料储罐组和产品储罐组相连通。

本发明的储罐油气回收系统可分为串联式和并联式的油气收集方式。当原料及中间物料储罐组呼出的油气不含影响产品储罐内产品质量的有害组分时，只设置一个分液罐，即原料及中间物料储罐组和产品储罐组的分液罐合二为一，采用串联油气收集方式。而当原料及中间物料储罐组排出的油气含有有害杂质如硫化氢气体或其他影响产品质量的组分时，危害到油气回收设施或影响到产品储罐的质量，则至少设置一个脱杂质罐，且设置两个分液罐，即原料及中间物料储罐组和产品储罐组各自设置一个独立的分液罐，形成并联的油气收集方式。

作为进一步优选技术方案，所述脱杂质罐为一个或多个相互并联的脱杂质罐；

所述第二分液罐与第二压缩机的连接管线上设置有旁路，所述旁路与第一分液罐相连通，且所述旁路上设置有调节阀。

作为进一步优选技术方案，所述脱杂质罐与原料及中间物料储罐组的连接管线上设置有开关阀，脱杂质罐与第二分液罐的连接管线上设置有压控阀；

所述缓冲罐与原料及中间物料储罐组的连接管线上设置有开关阀和压控阀，缓冲罐与产品储罐组的连接管线上设置有压控阀。

作为进一步优选技术方案，所述分液罐上设置有安全阀，分液罐的气相出口连接管线上设置有开关阀；

所述第一分离罐的气相出口连接管线上设置有压控阀；

所述第二分离罐的气相出口连接管线上设置有压控阀，或者所述油气回收装置的出口连接管线上设置有压控阀；

所述平衡罐与储罐的连接管线上设置有压控阀，平衡罐与分液罐的连接管线上设置有压控阀。

作为进一步优选技术方案，所述氮封系统包括自力阀或氮封阀、呼吸阀以及氮气补充管线，所述自力阀或氮封阀设置在储罐的吸气口处，所述呼吸阀设置在储罐的油气出口处，所述氮气补充管线与缓冲罐的入口相连，且氮气补充管线上设置有开关阀，缓冲罐与储罐的连接管线上设置有压控阀。

作为进一步优选技术方案，所述油气回收装置为冷凝+吸附装置、膜分离+吸附装置、吸收+吸附装置、吸收+膜分离+吸附装置、冷凝+膜分离+吸附装置或者冷凝+吸收+吸附装置。

根据储罐排放油气的物性参数和排放标准，油气回收装置可以根据实际需要选择现有的常用油气回收技术进行油气回收，即冷凝+吸附、膜分离+吸附、吸收+吸附、吸收+膜分离+吸附、冷凝+膜分离+吸附、冷凝+吸收+吸附或者其他组合回收方式进行回收，经过油气回收装置净化后的油气作为储罐的呼吸载气循环利用和达标排放。

作为进一步优选技术方案，所述分液罐、第一分离罐、第二分离罐、平衡罐和油气回收装置均设置有液相出口，所述液相出口与储罐的进液口相连，且所述液相出口与储罐的连接管线上设置有输送泵和流量计。

作为进一步优选技术方案，所述第一压缩机与第一分离罐之间设置有第一冷却器，所述第二压缩机与第二分离罐之间设置有第二冷却器。

作为进一步优选技术方案，所述第一压缩机和第二压缩机均为变频式压缩机，变频式压缩机与变频器连接，变频器与分液罐的压力串级控制。

作为进一步优选技术方案，所述储罐的油气出口与分液罐的连接管线上设置有油气开关阀，所述油气开关阀与储罐的油气出口之间设置有在线氧含量分析仪，所述在线氧含量分析仪与所述油气开关阀之间设置有高点放空，在高点放空连接线上设置有放空开关阀；所述油气回收装置与缓冲罐的连接管线上设置有循环气开关阀和放空气管线，在放空气管线上设置有放空气调节阀。

为实现油气回收装置的本质安全，降低储罐的安全风险，本发明设置了在线氧含量分析仪，并且油气开关阀和放空开关阀与在线氧含量分析仪分程控制，循环气开关阀和放空气调节阀与在线氧含量分析仪分程控制，通过在线氧含量分析仪的二级分程控制，严格控制系统的氧含量，避免存在爆炸风险的油气进入系统，实现油气回收装置的本质安全，降低储罐的安全风险，保证储罐的安全可靠运行。

本发明还提供一种储罐油气回收系统，包括储罐、气柜、压缩机、分离罐、油气回收装置和缓冲罐，储罐与氮封系统相连；

所述储罐的油气出口依次与气柜、压缩机、分离罐、油气回收装置和缓冲罐的入口相连通，缓冲罐的出口和储罐的吸气口相连通。

需要说明的是，包括气柜的储罐油气回收系统，与前述包括平衡罐的油气回收系统，想要解决的技术问题都是均衡储罐的大小的呼吸，降低油气回收装置的设计负荷，稳定油气回收装置的运行。而包括气柜的储罐油气回收系统主要应用于对于呼吸油气量比较小的油品储罐，其基本原理与包括平衡罐的油气回收系统相同，即采用气柜代替分液罐，同时起到平衡罐的作用，将储罐大呼吸和高峰呼出的油气存储至气柜中，弥补夜间不产生油气时，维持油气回收装置均衡运行的油气量。

作为进一步优选技术方案，所述储罐的油气出口与气柜的连接管线上设置有风机；

优选地，所述储罐的油气出口与风机的连接管线上设置有油气开关阀，所述油气开关阀与储罐的油气出口之间设置有在线氧含量分析仪，所述在线氧含量分析仪与所述油气开关阀之间设置有高点放空，在高点放空连接线上设置有放空开关阀；所述油气回收装置与缓冲罐的连接管线上设置有循环气开关阀和放空气管线，在放空气管线上设置有放空气调节阀。

需要说明的是，包括气柜的储罐油气回收系统，与前述包括平衡罐的油气回收系统设置在线氧含量分析仪的目的及操作方式均相同，均是为了实现油气回收装置的本质安全，降低储罐的安全风险。系统氧含量控制方法具体为：

根据储罐内油气组分的爆炸极限，设定系统氧含量的风险值和控制值；通过在线氧含量分析仪检测系统中氧含量，当氧含量大于设定的控制值时，关闭循环气开关阀，打开放空气调节阀，直至系统的循环气中氧含量小于控制值，打开循环气开关阀，关闭放空气调节阀，从而限制系统正常运行期间氧含量在控制值以下；正常运行时，当氧含量低于设定的风险值时，打开油气开关阀，关闭放空开关阀，启动油气回收装置，当出现异常情况，氧含量大于设定的风险值，则停运压缩机，关闭油气开关阀，打开放空开关阀，阻止氧气进入油气回收装置。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种如上述发明内容所述的储罐油气回收系统的控制方法，包括：

(1)系统压力控制：

油气平衡系统的压力由第一分离罐压力控制，油气回收系统的压力通过第二分离罐压力或者油气回收装置的出口压力控制。

(2)平衡罐压力控制：

根据油气回收装置的设计负荷和储运能力，设定平衡罐的储存容量，并设定平衡罐的设计值、上限压力值和下限压力值；

通过分液罐和储罐的氮封管网压力控制平衡罐的压力，稳定油气回收系统的运行负荷。

本发明中设置的第一分离罐和第二分离罐的作用是，控制系统压力、凝缩低挥发有机油气、提高油气回收率、并减少平衡罐和缓冲罐的容积。而平衡罐的作用是，均衡间断式的大呼吸锯齿状和小呼吸的波浪状，以降低油气回收装置的设计负荷，稳定油气回收系统的运行。

作为进一步优选技术方案，该控制方法中，

(1)系统压力控制，具体为：

根据储罐的大呼吸体积量、小呼吸气体总量和占地面积设定第一分离罐压力，并通过第一分离罐的气相出口连接管线上的压控阀控制油气平衡系统的压力；

根据油气回收装置的类型和氮气管网压力设定第二分离罐压力，并通过第二分离罐的气相出口连接管线上的压控阀控制油气回收系统的压力；或者根据油气回收装置的类型和氮气管网压力设定油气回收装置的气相出口压力，并通过油气回收装置的气相出口连接管线上的压控阀控制油气回收系统的压力；

(2)平衡罐压力控制，具体为：

当平衡罐达到上限压力值时，调整分液罐气相出口连接管线上的开关阀和第一压缩机的变频电流，减少油气流量，并通过分液罐上的安全阀释放过剩油气，以维持平衡罐压力；

当平衡罐压力降低到设定值时，关闭平衡罐与储罐的连接管线上的压控阀，并通过缓冲罐来补充氮封管网压力；

当平衡罐压力下降到下限压力值时，关闭平衡罐与分液罐的连接管线上的压控阀，以维持平衡罐压力。

作为进一步优选技术方案，分液罐压力控制方法为：

依据分液罐的抽空下限压力和管道阻力设定分液罐的下限压力值，依据储罐的呼吸阀设定的呼气压力和管道阻力设定分液罐的上限压力值，第一压缩机和第二压缩机的变频电流在分液罐的下限压力值和上限压力值之间调节；

通过控制分液罐的压力，以及调整第一压缩机和第二压缩机的变频电流，来调节油气回收系统的运行负荷。

本发明中，分液罐是储罐呼出油气汇集的中枢，罐内压力表征着储罐呼出的油气量。可通过控制分液罐的压力，调整压缩机的变频电流，来调节油气回收系统的负荷。分液罐压力控制方法，具体为：

对于并联的油气收集方式，即设置第一分液罐和第二分液罐时，设定Pp为油气平衡系统压力，Ps为油气回收系统压力，其中，

Pp1、Ps1分别为第一压缩机、第二压缩机的启动压力；

Pp2、Ps2分别为第一压缩机、第二压缩机的停机联锁压力；

Pp3、Ps3分别为第一压缩机、第二压缩机的额定负荷时的压力；

Pp4、Ps4分别为第一分液罐、第二分液罐上的安全阀起跳压力。

同时，设定分液罐的下限压力值和上限压力值，并将分液罐的压力值按高低排序P2＜P1＜P3＜P4，且Pp2和Ps2大于分液罐的抽空下限压力和管道阻力，Pp4和Ps4小于或等于储罐的呼吸阀设定的呼气压力和管道阻力，分液罐的压力与第一压缩机和第二压缩机的负荷呈线性关系，且第一压缩机和第二压缩机的变频电流在分液罐压力P2～P3之间调节。

当第一分液罐和/或第二分液罐的压力达到P1时，第一压缩机和/或第二压缩机自启动，随着第一分液罐和/或第二分液罐的压力调节第一压缩机和/或第二压缩机的变频电流，调整第一压缩机和/或第二压缩机的负荷。若第一分液罐和/或第二分液罐的压力达到P4，其上的安全阀起跳，避免储罐压力超过设计值。油气回收系统中的第二分液罐与油气平衡系统中的第一分液罐通过旁路连通，当第二分液罐的压力上升至Ps3时，打开旁路上的调节阀，将过剩油气送入第一分液罐中，经第一压缩机压缩后存储到平衡罐中。若第二分液罐的压力下降到P2，则第二压缩机联锁停机关闭开关阀，防止油气回收系统抽空吸入空气。当油气回收系统运行稳定运行时，第二分液罐压力降低，打开平衡罐与第二分液罐的连接管线上的压控阀，将存储的油气补入第二分液罐中，进而稳定油气回收系统的运行负荷。

对于串联的油气收集方式，即设置一个分液罐时，分液罐压力控制与并联的油气收集方式原理基本相同，不同的是，串联的油气收集方式中，控制压缩机运行的分液罐压力设定区间要窄。即，第一压缩机的启动压力Pp1高于第二压缩机的额定负荷时的压力Ps3，而分液罐的安全阀起跳压力相等，即Pp4＝Ps4。当第二压缩机在额定电流运行时，分液罐压力继续升高，达到第一压缩机的启动压力Pp1，则第一压缩机自启动，将过剩油气压缩至平衡罐。同时，第二压缩机按照设定程序下调整变频电流，配合第一压缩机提高运行负荷，直到第一压缩机和第二压缩机满负荷运行。当分液罐压力持续下降，则按照设定的逻辑控制程序调整第一压缩机和第二压缩机的负荷，当分液罐压力达到Pp2时，第一压缩机联锁停机。在第一压缩机停运的状况下，分液罐压力低于第二压缩机设定的运行负荷，则打开平衡罐与分液罐的连接管线上的压控阀，补充油气至分液罐中，进而稳定油气回收系统的运行负荷。

作为进一步优选技术方案，根据油气回收装置的设计负荷和储运能力，设定气柜的储存容量，并设定气柜的设计值、上限压力值和下限压力值；通过控制气柜的压力，以及调整压缩机的变频电流，来调节和稳定油气回收装置的运行负荷。

需要说明的是，包括气柜的储罐油气回收系统与包括平衡罐的油气回收系统的控制方法类似，基本原理均相同，此处便不再一一赘述。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的储罐油气回收系统，通过平衡罐的设置，当储罐大呼吸或小呼吸排出的油气量超过油气回收系统额定处理能力，则将多余油气压入平衡罐中存储；当储罐大呼吸或小呼吸排出的油气量低于油气回收系统额定处理能力，则平衡罐释放出油气至分液中，进而稳定油气回收装置的运行负荷。即，通过平衡罐的削峰平谷作用，吸纳物料间断入罐和小呼吸排放的油气，降低油气回收装置的设计负荷，稳定油气回收系统的运行。该系统适用于石油化工生产和仓储企业的储运设施。

2、采用平衡罐油气作为储罐吸气管网的气源，以减小油气回收装置的处理油气量，进行降低油气回收装置设计负荷；并且，采用加压进行操作，通过压缩机压缩油气的体积，凝缩低挥发度重质组分，提高吸收、冷凝或吸附等运行效率，减少能源消耗，降低运行成本，提高运行效率，且相对收益高。

3、通过平衡罐的设置，维持油气回收装置的稳定运行，避免装置频繁、大幅度的交变运行，减少设备交变疲劳，降低安全风险。

4、对于呼吸油气量比较小的油品储罐，采用气柜代替分液罐，并同时起到平衡罐的作用，同时减少压缩机和分离罐的设置，节省设备投资；同时，维持了油气回收装置均衡运行的油气量，减少设备交变疲劳，降低安全风险。

5、通过在线氧含量分析仪的设置，并采用二级分程控制技术，即通过可靠的控制和检测技术，控制循环油气中的氧含量，避免空气产生爆炸气体，实现油气回收装置的本质安全，并保证储罐的安全可靠运行。

6、根据国内石化生产和仓储企业的作业模式，本发明提供的储罐油气回收系统中的油气回收装置比现有的油气回收装置的设计负荷降低50％至80％。

7、本发明提供的储罐油气回收系统的控制方法，能够稳定油气回收装置的运行，降低油气回收装置的设计负荷，减少设备疲劳，降低安全风险，并提高运行效率，节省投资成本等，适用于石油化工生产和仓储企业的储运设施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的储罐油气回收系统一种工艺流程示意图；

图2为本发明实施例提供的储罐油气回收系统另一种工艺流程示意图；

图3为本发明实施例提供的储罐油气回收系统另一种工艺流程示意图。

图标：1－储罐；101－原料及中间物料储罐组；102－产品储罐组；2－分液罐；201－第一分液罐；202－第二分液罐；203－气柜；301－第一压缩机；302－第二压缩机；303－压缩机；401－第一冷却器；402－第二冷却器；501－第一分离罐；502－第二分离罐；503－分离罐；601－平衡罐；701－脱杂质罐；801－油气回收装置；901－缓冲罐；11－呼吸阀；12－氮封阀；13－自力阀；21－安全阀；22－压力表；23－液位计；24－开关阀；25－输送泵；26－流量计；27－开关阀；28－风机；31－变频器；51，52，54，61，62，71，81，91，92－压控阀；53，63，72，93－开关阀；82－循环气开关阀；83－放空气管线；84－放空气调节阀；85－油气开关阀；86－在线氧含量分析仪；87－高点放空；88－放空开关阀；94－氮气补充管线；95－开关阀；96－旁路；97－调节阀；98－安全阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将结合实施例和附图对本发明做进一步详细的说明。

实施例1

图1为本发明实施例提供的储罐油气回收系统一种工艺流程示意图，如图1所示，本实施例中，采用的是串联油气收集方式。

本实施例提供一种储罐油气回收系统，包括储罐1、分液罐2、第一压缩机301、第二压缩机302、第一分离罐501、第二分离罐502、平衡罐601、油气回收装置801和缓冲罐901，储罐1与氮封系统相连；储罐1的油气出口依次与分液罐2、第一压缩机301、第一分离罐501和平衡罐601的入口相连通，平衡罐601的出口分别与分液罐2的进气口和储罐1的吸气口相连通，构成油气平衡系统；储罐1的油气出口依次与分液罐2、第二压缩机302、第二分离罐502、油气回收装置801、缓冲罐901和储罐1的吸气口相连通，构成油气回收系统。

第一压缩机301与第一分离罐501之间设置有第一冷却器401，第二压缩机302与第二分离罐502之间设置有第二冷却器402。第一压缩机301和第二压缩机302均为变频式压缩机，变频式压缩机与变频器31连接，变频器31与分液罐2的压力串级控制。

本实施例中，氮封系统包括自力阀13或氮封阀12、呼吸阀11以及氮气补充管线94，自力阀13或氮封阀12设置在储罐1的吸气口处，呼吸阀11设置在储罐1的油气出口处，氮气补充管线94与缓冲罐901的入口相连。

本实施例中，储罐1包括原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102，储罐1设置有吸气口、油气出口和进液口，分液罐2设置有进气口、气相出口和液相出口，第一分离罐501和第二分离罐502均设置有进气口、气相出口和液相出口，平衡罐601设置有入口和出口，油气回收装置801设置有进气口、气相出口和液相出口，缓冲罐901设置有入口和出口。具体连接关系为：原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102的油气出口与分液罐2的进气口相连，分液罐2的气相出口分别与第一压缩机301和第二压缩机302相连，第一压缩机301通过第一冷却器401与第一分离罐501的进气口相连，第一分离罐501的气相出口与平衡罐601的入口相连，平衡罐601的出口分别与分液罐2的进气口和原料及中间物料储罐组101的吸气口相连；第二压缩机302通过第二冷却器402与第二分离罐502的进气口相连，第二分离罐502的气相出口与油气回收装置801的进气口相连，油气回收装置801的气相出口与缓冲罐901的入口相连，缓冲罐901的出口分别与原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102的吸气口相连。分液罐2、第一分离罐501、第二分离罐502、平衡罐601和油气回收装置801的液相出口均与原料及中间物料储罐组101的进液口相连。且分液罐2的液相出口与原料及中间物料储罐组101的连接管线上设置有输送泵25和流量计26。

本实施例中，各设备及各设备连接管线之间的阀门设置为：分液罐2上设置有安全阀21、压力表22和液位计23，分液罐2的气相出口连接管线上设置有至少一个开关阀27，分液罐2的液相出口连接管线上设置有开关阀24；第一分离罐501的气相出口连接管线上设置有压控阀51；油气回收装置801的气相出口连接管线上设置有压控阀81；平衡罐601与储罐1的连接管线上设置有压控阀61，平衡罐601与分液罐2的连接管线上设置有压控阀62；氮气补充管线94上设置有开关阀95，缓冲罐901与原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102的连接管线上分别设有压控阀91和压控阀92。各设备液相出口的连接管线上均设置有开关阀24，53和63。

油气回收装置801为冷凝+吸附装置、膜分离+吸附装置、吸收+吸附装置、吸收+膜分离+吸附装置、冷凝+膜分离+吸附装置或者冷凝+吸收+吸附装置。

根据储罐1排放油气的物性参数和排放标准，油气回收装置801可以根据实际需要选择现有的常用油气回收技术进行油气回收，即冷凝+吸附、膜分离+吸附、吸收+吸附、吸收+膜分离+吸附、冷凝+膜分离+吸附、冷凝+吸收+吸附或者其他组合回收方式进行回收，经过油气回收装置801净化后的油气作为储罐1的呼吸载气循环利用和达标排放。

本实施例提供的储罐油气回收系统的工作过程为：

原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102呼出的油气汇集在一起，并进入至分液罐2中。当分液罐2达到设定压力时，打开分液罐2的气相出口连接管线上的开关阀27，启动第二压缩机302，将油气冷凝后压缩至第二分离罐502。随着分液罐2压力的升高，调节第二压缩机302的变频电流，增加油气回收装置801的处理量。当第二压缩机302达到额定电流时，由分液罐2压力控制启动第一压缩机301，将过剩油气分流至第一分离罐501。当分液罐2压力下降，根据平衡罐601的压力，调整平衡罐601与分液罐2的连接管线上的压控阀62，将平衡罐601内的油气补入至分液罐2内，进而均衡了油气回收装置801的处理量，稳定了油气回收系统的运行。而经过油气回收的凝液自流返回至原料及中间物料储罐组101，不凝气体可以进入缓冲罐901作为储罐1的氮封系统的气源，也可以排放至大气中。

实施例2

图2为本发明实施例提供的储罐油气回收系统另一种工艺流程示意图，如图2所示，本实施例中，采用的是串联油气收集方式。

本实施例提供一种储罐油气回收系统，包括储罐1、分液罐2、第一压缩机301、第二压缩机302、第一分离罐501、第二分离罐502、平衡罐601、油气回收装置801和缓冲罐901，储罐1与氮封系统相连；储罐1的油气出口依次与分液罐2、第一压缩机301、第一分离罐501和平衡罐601的入口相连通，平衡罐601的出口分别与分液罐2的进气口和储罐1的吸气口相连通，构成油气平衡系统；储罐1的油气出口依次与分液罐2、第二压缩机302、第二分离罐502、油气回收装置801、缓冲罐901和储罐1的吸气口相连通，构成油气回收系统。

本实施例中，还包括一个或多个相互并联的脱杂质罐701，储罐1包括原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102，分液罐2包括第一分液罐201和第二分液罐202；第一压缩机301与第一分离罐501之间设置有第一冷却器401，第二压缩机302与第二分离罐502之间设置有第二冷却器402。第一压缩机301和第二压缩机302均为变频式压缩机，变频式压缩机与变频器31连接，变频器31与分液罐的压力串级控制。氮封系统包括自力阀13或氮封阀12、呼吸阀11以及氮气补充管线94，自力阀13或氮封阀12设置在储罐1的吸气口处，呼吸阀11设置在储罐1的油气出口处，氮气补充管线94与缓冲罐901的入口相连。

本实施例中的各设备的进出口设置与实施例1相同，各设备之间的具体连接关系为：原料及中间物料储罐组101的油气出口与第一分液罐201的进气口相连，第一分液罐201的气相出口与第一压缩机301相连，第一压缩机301通过第一冷却器401与第一分离罐501的进气口相连，第一分离罐501的气相出口与平衡罐601的入口相连，平衡罐601的出口与脱杂质罐701的入口相连，脱杂质罐701的出口分别与第二分液罐202的进气口和原料及中间物料储罐组101的吸气口相连；产品储罐组102的油气出口与第二分液罐202的进气口相连，第二分液罐202的气相出口与第二压缩机302相连，第二压缩机302通过第二冷却器402与第二分离罐502的进气口相连，第二分离罐502的气相出口与油气回收装置801的进气口相连，油气回收装置801的气相出口与缓冲罐901的入口相连，缓冲罐901的出口分别与原料及中间物料储罐组101和产品储罐组102的吸气口相连。第一分液罐201、第二分液罐202、第一分离罐501、第二分离罐502、平衡罐601和油气回收装置801的液相出口均与原料及中间物料储罐组101的进液口相连。且第一分液罐201和第二分液罐202的液相出口与原料及中间物料储罐组101的连接管线上设置有输送泵25和流量计26。

本实施例中，各设备及各设备连接管线之间的阀门设置为：第一分液罐201和第二分液罐202上均设置有安全阀21、压力表22和液位计23，第一分液罐201和第二分液罐202的气相出口连接管线上均设置有一开关阀27，第一分液罐201和第二分液罐202的液相出口连接管线上均设置有一开关阀24；第一分离罐501和第二分离罐502的气相出口连接管线上均设置有一压控阀51和52；脱杂质罐701与原料及中间物料储罐组101的连接管线上设置有开关阀72，脱杂质罐701与第二分液罐202的连接管线上设置有压控阀71；氮气补充管线94上设置有开关阀95，缓冲罐901与与原料及中间物料储罐组101的连接管线上设有开关阀91和压控阀93，缓冲罐901与与产品储罐组102的连接管线上设有压控阀92。各设备液相出口的连接管线上均设置有开关阀24，53和63。此外，第二分液罐202与第二压缩机302的连接管线上设置有旁路96，旁路96与第一分液罐201相连通，且旁路96上设置有调节阀97。

油气回收装置801的类型，与实施例1相同，根据实际情况及油品类型等的不同，选择合适的油气回收方式进行油气回收。

本实施例提供的储罐油气回收系统的工作过程为：

原料及中间物料储罐组101呼出的油气汇集至第一分液罐201，产品储罐组102呼出的油气汇集至第二分液罐202。原料及中间物料储罐组101呼出的油气汇集至第一分液罐201后，在第一分液罐201内稳定收集的油气压力，油气中携带的少量液体组分沉积在罐底，由输送泵25送回至原料储罐。第一分液罐201内的气相组分在压力控制下，通过第一压缩机301压缩及第一冷却器401冷却后进入第一分离罐501。第一分离罐501综合储运作业方式、呼气体积量、占地和投资等因素，设计一定的操作压力。在较高压力下，低挥发油气组分凝缩成液体，由液位控制自压返回至原料储罐，不凝油气由压控阀控制进入平衡罐601。根据油气中有害杂质的成分，设置脱杂质罐701，使脱除有害杂质后的不凝油气满足原料及中间物料储罐组101氮封气的质量要求。油气在平衡罐601压力控制下开启脱杂质罐701与原料及中间物料储罐组101的连接管线上的开关阀72返回吸气管网，作为原料及中间物料储罐出料和小呼吸的气源，进而减少油气回收系统的处理负荷。当第二分液罐202的压力低于第二压缩机302的设定负荷，打开脱杂质罐701与第二分液罐202的连接管线上的压控阀71将油气补入第二分液罐202，进而稳定油气回收系统的处理气量。若第二分液罐202压力达到第二压缩机302额定电流，则开启旁路调节阀97，将多余的油气送往第一压缩机301。

产品储罐组102的油气收集系统流程与原料及中间物料储罐组101的相同。产品储罐组102呼出的油气汇集到第二分液罐202，由压力串级控制调节第二压缩机302变频电机，将油气压缩冷凝至第二分离罐502。在一定压力下，重质有机油气凝缩在第二分离罐502，与第二分液罐202和油气回收装置801收集的凝液汇合返回至原料储罐，不凝气相组分则进入油气回收装置801。经过油气回收装置801回收后的不凝气体排放至大气，或送入缓冲罐901作为储罐1氮封系统的气源。根据储罐1排放油气的物性参数和排放标准，油气回收系统可以采用冷凝+吸附、膜分离+吸附或吸收+吸附等双组合方法，或者吸收+膜分离+吸附、冷凝+膜分离+吸附、冷凝+吸收+吸附或其他组合回收方法，合净化后的呼吸载气循环回用和达标排放。

实施例3

本实施例提供一种如实施例1和实施例2所述的储罐油气回收系统的控制方法，具体包括：

(1)系统压力控制：

油气平衡系统的压力由第一分离罐501压力控制，油气回收系统的压力通过第二分离罐502压力或者油气回收装置801的出口压力控制，具体为：

根据储罐1的大呼吸体积量、小呼吸气体总量和占地面积设定第一分离罐501压力，并通过第一分离罐501的气相出口连接管线上的压控阀51控制油气平衡系统的压力；

根据油气回收装置801的类型和氮气管网压力设定第二分离罐502压力，并通过第二分离罐502的气相出口连接管线上的压控阀52控制油气回收系统的压力；或者根据油气回收装置801的类型和氮气管网压力设定油气回收装置801的气相出口压力，并通过油气回收装置801的气相出口连接管线上的压控阀81控制油气回收系统的压力。

需要说明的是，本发明中，氮封管网压力主要受储罐的压力影响和控制，氮气管网压力主要受缓冲罐和平衡罐的压力影响和控制。

(2)平衡罐压力控制：

根据油气回收装置801的设计负荷和储运能力，设定平衡罐601的储存容量，并设定平衡罐601的设计值、上限压力值和下限压力值；通过分液罐2和储罐1的氮封管网压力控制平衡罐601的压力，稳定油气回收系统的运行负荷，具体为：

当平衡罐601达到上限压力值时，调整分液罐2气相出口连接管线上的开关阀27和第一压缩机301的变频电流，减少油气流量，并通过分液罐2上的安全阀21释放过剩油气，以维持平衡罐601压力；

当平衡罐601压力降低到设定值时，关闭平衡罐601与储罐1的连接管线上的压控阀61，并通过缓冲罐901来补充氮封管网压力；

当平衡罐601压力下降到下限压力值时，关闭平衡罐601与分液罐2的连接管线上的压控阀62，以维持平衡罐601压力。

(3)分液罐压力控制方法为：

依据分液罐2的抽空下限压力和管道阻力设定分液罐2的下限压力值，依据储罐1的呼吸阀11设定的呼气压力和管道阻力设定分液罐2的上限压力值，第一压缩机301和第二压缩机302的变频电流在分液罐2的下限压力值和上限压力值之间调节；通过控制分液罐2的压力，以及调整第一压缩机301和第二压缩机302的变频电流，来调节油气回收系统的运行负荷。

分液罐2是储罐1呼出油气汇集的中枢，罐内压力表征着储罐1呼出的油气量。可通过控制分液罐2的压力，调整压缩机的变频电流，来调节油气回收系统的负荷。

实施例2的分液罐压力控制方法为：

设定Pp为油气平衡系统压力，Ps为油气回收系统压力，其中，

Pp1、Ps1分别为第一压缩机301、第二压缩机302的启动压力；

Pp2、Ps2分别为第一压缩机301、第二压缩机302的停机联锁压力；

Pp3、Ps3分别为第一压缩机301、第二压缩机302的额定负荷时的压力；

Pp4、Ps4分别为第一分液罐201、第二分液罐202上的安全阀21起跳压力。

同时，设定分液罐的下限压力值和上限压力值，并将分液罐的压力值按高低排序P2＜P1＜P3＜P4，且Pp2和Ps2大于分液罐的抽空下限压力和管道阻力，Pp4和Ps4小于或等于储罐1的呼吸阀11设定的呼气压力和管道阻力，分液罐的压力与第一压缩机301和第二压缩机302的负荷呈线性关系，且第一压缩机301和第二压缩机302的变频电流在分液罐压力P2～P3之间调节。

当第一分液罐201和/或第二分液罐202的压力达到P1时，第一压缩机301和/或第二压缩机302自启动，随着第一分液罐201和/或第二分液罐202的压力调节第一压缩机301和/或第二压缩机302的变频电流，调整第一压缩机301和/或第二压缩机302的负荷。若第一分液罐201和/或第二分液罐202的压力达到P4，其上的安全阀21起跳，避免储罐1压力超过设计值。油气回收系统中的第二分液罐202与油气平衡系统中的第一分液罐201通过旁路96连通，当第二分液罐202的压力上升至Ps3时，打开旁路96上的调节阀97，将过剩油气送入第一分液罐201中，经第一压缩机301压缩后存储到平衡罐601中。若第二分液罐202的压力下降到P2，则第二压缩机302联锁停机关闭开关阀，防止油气回收系统抽空吸入空气。当油气回收系统运行稳定运行时，第二分液罐202压力降低，打开脱杂质罐701与第二分液罐202的连接管线上的压控阀71，将存储的油气补入第二分液罐202中，进而稳定油气回收系统的运行负荷。

实施例1的分液罐压力控制方法为：

与实施例2的原理基本相同，不同的是，实施例1中，控制压缩机运行的分液罐2压力设定区间要窄。即，第一压缩机301的启动压力Pp1高于第二压缩机302的额定负荷时的压力Ps3，而分液罐2的安全阀21起跳压力相等，即Pp4＝Ps4。当第二压缩机302在额定电流运行时，分液罐2压力继续升高，达到第一压缩机301的启动压力Pp1，则第一压缩机301自启动，将过剩油气压缩至平衡罐601。同时，第二压缩机302按照设定程序下调整变频电流，配合第一压缩机301提高运行负荷，直到第一压缩机301和第二压缩机302满负荷运行。当分液罐2压力持续下降，则按照设定的逻辑控制程序调整第一压缩机301和第二压缩机302的负荷，当分液罐2压力达到Pp2时，第一压缩机301联锁停机。在第一压缩机301停运的状况下，分液罐2压力低于第二压缩机302设定的运行负荷，则打开平衡罐601与分液罐2的连接管线上的压控阀62，补充油气至分液罐2中，进而稳定油气回收系统的运行负荷。

实施例4

图3为本发明实施例提供的储罐油气回收系统另一种工艺流程示意图，如图3所示，本实施例中，采用的是气柜均衡油气回收装置的运行油气量的方式。

本实施例还提供的储罐油气回收系统，包括储罐1、气柜203、压缩机303、分离罐503、油气回收装置801和缓冲罐901，储罐1与氮封系统相连；储罐1的油气出口依次与气柜203、压缩机303、分离罐503、油气回收装置801和缓冲罐901的入口相连通，缓冲罐901的出口和储罐1的吸气口相连通。储罐1的油气出口与气柜203的连接管线上设置有风机28。

本实施例中的各设备的进出口设置与实施例1相同，各设备之间的具体连接关系为：储罐1的油气出口与风机28相连，风机28与气柜203的进气口相连，气柜203的气相出口与压缩机303相连，压缩机303与分离罐503进气口相连，分离罐503的气相出口与油气回收装置801的进气口相连，油气回收装置801的气相出口与缓冲罐901的入口相连，缓冲罐901的出口与储罐1的吸气口相连。气柜203、分离罐503和油气回收装置801的液相出口均与储罐1的进液口相连。且气柜203的液相出口与储罐1的连接管线上设置有输送泵25。

本实施例中，各设备及各设备连接管线之间的阀门设置为：气柜203上设置有安全阀21、压力表22和液位计23，气柜203的气相出口连接管线上设置有调节阀29，气柜203的液相出口连接管线上设置有开关阀24；分离罐503的气相出口连接管线上设置有压控阀54，分离罐503的液相出口的连接管线上设置有开关阀53；氮气补充管线94上设置有开关阀95，缓冲罐901与储罐1的连接管线上设有压控阀92和安全阀98。

本实施例采用气柜203代替分液罐2，同时起到平衡罐601的作用。将储罐1大呼吸油气和高峰呼出的油气通过风机输送至气柜203中，并储存在气柜203中，以弥补夜间不产生油气时，维持油气回收装置801均衡运行的油气量。

作为一种可选实施方式，储罐1的油气出口与风机28的连接管线上设置有油气开关阀85，油气开关阀85与储罐1的油气出口之间设置有在线氧含量分析仪86，在线氧含量分析仪86与油气开关阀85之间设置有高点放空87，在高点放空87连接线上设置有放空开关阀88；油气回收装置801与缓冲罐901的连接管线上设置有循环气开关阀82和放空气管线83，在放空气管线83上设置有放空气调节阀84。

本实施例中的系统压力和气柜压力控制方法与实施例3所述的控制方法基本原理均相同，此处便不再一一赘述。

本实施例中的系统氧含量控制方法为：

根据储罐内油气组分的爆炸极限，设定系统氧含量的风险值和控制值；通过在线氧含量分析仪86检测系统中氧含量，当氧含量大于设定的控制值时，关闭循环气开关阀82，打开放空气调节阀84，直至系统的循环气中氧含量小于控制值，打开循环气开关阀82，关闭放空气调节阀84，从而限制系统正常运行期间氧含量在控制值以下；正常运行时，当氧含量低于设定的风险值时，打开油气开关阀85，关闭放空开关阀88，启动油气回收装置801，当出现异常情况，氧含量大于设定的风险值，则停运压缩机303，关闭油气开关阀85，打开放空开关阀88，阻止氧气进入油气回收装置801。

本发明还可以在在线氧含量分析仪86附近设计取样点，由化验室分析循环气氧含量，校验在线分析数据，保证系统氧含量检测的准确性。通过在线氧含量分析仪86二级分程控制，严格控制系统的氧含量，避免存在爆炸风险的油气进入系统，进而实现油气回收装置801的本质安全。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种储罐油气回收系统，其特征在于，包括储罐、分液罐、第一压缩机、第二压缩机、第一分离罐、第二分离罐、平衡罐、油气回收装置和缓冲罐，储罐与氮封系统相连；

所述储罐的油气出口依次与分液罐、第一压缩机、第一分离罐和平衡罐的入口相连通，平衡罐的出口分别与分液罐的进气口和储罐的吸气口相连通，构成油气平衡系统；

所述储罐的油气出口依次与分液罐、第二压缩机、第二分离罐、油气回收装置、缓冲罐和储罐的吸气口相连通，构成油气回收系统。

2.根据权利要求1所述的储罐油气回收系统，其特征在于，还包括脱杂质罐，所述储罐包括原料及中间物料储罐组和产品储罐组，所述分液罐包括第一分液罐和第二分液罐；

所述原料及中间物料储罐组的油气出口依次与第一分液罐、第一压缩机、第一分离罐、平衡罐和脱杂质罐的入口相连通，所述脱杂质罐的出口分别与第二分液罐的进气口和原料及中间物料储罐组的吸气口相连通；

所述产品储罐组的油气出口依次与第二分液罐、第二压缩机、第二分离罐、油气回收装置和缓冲罐的入口相连，所述缓冲罐的出口分别与原料及中间物料储罐组和产品储罐组相连通。

3.根据权利要求2所述的储罐油气回收系统，其特征在于，所述脱杂质罐为一个或多个相互并联的脱杂质罐；

所述第二分液罐与第二压缩机的连接管线上设置有旁路，所述旁路与第一分液罐相连通，且所述旁路上设置有调节阀。

4.根据权利要求1所述的储罐油气回收系统，其特征在于，所述分液罐上设置有安全阀，分液罐的气相出口连接管线上设置有开关阀；

所述第一分离罐的气相出口连接管线上设置有压控阀；

所述第二分离罐的气相出口连接管线上设置有压控阀，或者所述油气回收装置的出口连接管线上设置有压控阀；

所述平衡罐与储罐的连接管线上设置有压控阀，平衡罐与分液罐的连接管线上设置有压控阀。

5.根据权利要求1所述的储罐油气回收系统，其特征在于，所述氮封系统包括自力阀或氮封阀、呼吸阀以及氮气补充管线，所述自力阀或氮封阀设置在储罐的吸气口处，所述呼吸阀设置在储罐的油气出口处，所述氮气补充管线与缓冲罐的入口相连，且氮气补充管线上设置有开关阀，缓冲罐与储罐的连接管线上设置有压控阀。

6.根据权利要求1－5任一项所述的储罐油气回收系统，其特征在于，所述油气回收装置为冷凝+吸附装置、膜分离+吸附装置、吸收+吸附装置、吸收+膜分离+吸附装置、冷凝+膜分离+吸附装置或者冷凝+吸收+吸附装置。

7.根据权利要求1所述的储罐油气回收系统，其特征在于，所述第一压缩机与第一分离罐之间设置有第一冷却器，所述第二压缩机与第二分离罐之间设置有第二冷却器。

8.根据权利要求1所述的储罐油气回收系统，其特征在于，所述储罐的油气出口与分液罐的连接管线上设置有油气开关阀，所述油气开关阀与储罐的油气出口之间设置有在线氧含量分析仪，所述在线氧含量分析仪与所述油气开关阀之间设置有高点放空，在高点放空连接线上设置有放空开关阀；所述油气回收装置与缓冲罐的连接管线上设置有循环气开关阀和放空气管线，在放空气管线上设置有放空气调节阀。

9.一种如权利要求1－8任一项所述的储罐油气回收系统的控制方法，其特征在于，包括：

(1)系统压力控制：

油气平衡系统的压力由第一分离罐压力控制，油气回收系统的压力通过第二分离罐压力或者油气回收装置的出口压力控制；

(2)平衡罐压力控制：

根据油气回收装置的设计负荷和储运能力，设定平衡罐的储存容量，并设定平衡罐的设计值、上限压力值和下限压力值；

通过分液罐和储罐的氮封管网压力控制平衡罐的压力，稳定油气回收系统的运行负荷。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，

(1)系统压力控制，具体为：

根据储罐的大呼吸体积量、小呼吸气体总量和占地面积设定第一分离罐压力，并通过第一分离罐的气相出口连接管线上的压控阀控制油气平衡系统的压力；

根据油气回收装置的类型和氮气管网压力设定第二分离罐压力，并通过第二分离罐的气相出口连接管线上的压控阀控制油气回收系统的压力；或者根据油气回收装置的类型和氮气管网压力设定油气回收装置的气相出口压力，并通过油气回收装置的气相出口连接管线上的压控阀控制油气回收系统的压力；

(2)平衡罐压力控制，具体为：

当平衡罐达到上限压力值时，调整分液罐气相出口连接管线上的开关阀和第一压缩机的变频电流，减少油气流量，并通过分液罐上的安全阀释放过剩油气，以维持平衡罐压力；

当平衡罐压力降低到设定值时，关闭平衡罐与储罐的连接管线上的压控阀，并通过缓冲罐来补充氮封管网压力；

当平衡罐压力下降到下限压力值时，关闭平衡罐与分液罐的连接管线上的压控阀，以维持平衡罐压力。

11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，分液罐压力控制方法为：

依据分液罐的抽空下限压力和管道阻力设定分液罐的下限压力值，依据储罐的呼吸阀设定的呼气压力和管道阻力设定分液罐的上限压力值，第一压缩机和第二压缩机的变频电流在分液罐的下限压力值和上限压力值之间调节；

通过控制分液罐的压力，以及调整第一压缩机和第二压缩机的变频电流，来调节油气回收系统的运行负荷。