CN107050912B - 一种气相冷凝液体回收系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种气相冷凝液体回收系统及方法，包括泄压回收系统，冷液收集系统和控制监测系统。具体由油气吸附装置，流量控制装置，限流装置，气液分离器，气体缓冲器，火焰阻燃装置，压力泄放装置，气液分流器，罐体，控制阀和监测仪表组成。本发明采用泄压回收系统对泄放气体中的带出液进行补集，冷液收集系统将前系统的气液混合物进行分离、捕集，控制监测系统进行自动化控制。本发明适用任何压力等级的液体回收。相比其他气相中冷凝液体的回收工艺，该系统工作压力范围广、回收效率高、液体损失小、性能稳定可靠，可将泄压过程中带出的油气和液体进一步回收，极大地提高了系统的整体液回收率。

Description

一种气相冷凝液体回收系统及方法

技术领域

本发明涉及气相中冷凝液体的回收再利用，具体涉及一种气相冷凝液体回收系统及方法。

背景技术

在现代化工业中，产品的种类越来越多，产品的性质也越来越复杂。当气相组份经过冷凝系统并最终作为产物离开反应系统的时候，其中含有的可凝组份最终会随着温度的降低而析出。在经过气液分离后，如何将这部分冷凝液体安全、平稳、高效地收集、回收再利用是当今化工领域的焦点。

普通的液体回收工艺，气液分离系统和液体回收系统之间是连续操作的，因此在液体回收过程中，反应系统的工况变化对液体回收过程的影响很大。反应系统的压力变化以及气速变化将严重影响到液体回收系统的液位稳定以及流量控制。在一些交变压力液体回收系统中，泄压的过程往往会夹带出很多已经收集到的冷凝液体，这部分液体一般也无法得到很好的捕集。此外，普通的液体回收工艺自动化程度低，很大一部分运行参数不能够得到控制和监控，因此系统整体的运行稳定性差，投入的人力多。

因此找到一种合理并且运行高效稳定、液体回收率高的气相冷凝液体回收系统和相应的回收方法将变得越来越重要。

发明内容

本发明的目的在于解决工业装置中流动气相冷凝液体的回收问题，提供了一种工作压力范围广、回收效率高、液体损失小、性能稳定可靠的气相冷凝液体回收系统及方法。

为达到上述目的，本发明的系统包括冷液收集系统、泄压回收系统和控制监测系统；

所述的冷液收集系统包括依次相连的气液分流器，产品缓冲罐以及产品储罐；

所述的泄压回收系统包括与产品缓冲罐相连的油气吸附装置、气液分离器，气液分离器的气相出口依次连接有气体缓冲器、火焰阻燃装置，气液分离器的液体出口与产品回收罐相连，产品回收罐的出口与产品储罐相连通；

所述的控制监测系统包括与中央控制器相连的监测仪表，所述的监测仪表包括安装在气液分流器上的大量程气液分流器压力计，小量程气液分流器压力计和安装在气液分流器罐体上的气液分流器液位计，安装在产品缓冲罐上的大量程产品缓冲罐压力计，小量程产品缓冲罐压力计以及安装在产品缓冲罐罐体上的产品缓冲罐液位计，安装在气液分流器与产品缓冲罐之间的大量程差压计，小量程差压计，安装在产品回收罐罐体上的产品回收罐液位计；

所述的控制监测系统包括与中央控制器相连的控制阀门，所述的控制阀门包括安装在气液分流器和产品缓冲罐之间进料管线上的产品缓冲罐进料阀，安装在平衡管线之间的产品缓冲罐平衡阀，安装在充压管线上的产品缓冲罐充压阀，安装在产品缓冲罐与油气吸附装置之间的产品缓冲罐泄压阀，安装在产品缓冲罐与产品储罐之间的产品缓冲罐出料阀，安装在产品回收罐与产品储罐之间的产品回收罐出料阀。

所述的油气吸附装置上并联有与中央控制器相连的流量控制装置，所述的油气吸附装置内置有可再生、可更换的吸附剂。

所述的气液分流器和产品缓冲罐之间的平衡管线分别和气液分流器和产品缓冲罐连接的部分的管道坡度为0°＜α≤90°。

所述的产品缓冲罐顶部设置有惰性气体充压管线，并在产品缓冲罐充压阀后并入平衡管线。

所述的油气吸附装置与气液分离器之间的管道上还安装有限流装置。

本发明的气相冷凝液体回收方法，包括以下步骤：

1)初始化：产品缓冲罐进料阀、产品缓冲罐平衡阀打开，产品缓冲罐充压阀、产品缓冲罐泄压阀、产品缓冲罐出料阀和产品回收罐出料阀关闭，经气液分流器分离后的气相由气相管路排出，分离出的液相进入产品缓冲罐；

2)中央控制器控制阀门动作计时器启动；

3)启动液体回收小循环；

3-1)循环计时器启动/复位；

3-2)当产品回收罐液位计达到高报警值时，循环计时器开始计时；

3-3)打开产品回收罐出料阀，产品回收罐的产品送入产品储罐中；

3-4)当产品回收罐液位计达到低报警时，关闭产品回收罐出料阀；

3-5)若循环计时器未超，循环操作进入步骤3-1)循环计时器复位，如果循环计时器超时，发出报警信号；

4)气相冷凝液体回收顺控启动，循环计时器启动/复位；

5)当产品缓冲罐的产品缓冲罐液位计达到高报警液位时，循环计时器开始计时；

6)关闭产品缓冲罐平衡阀、产品缓冲罐进料阀，打开产品缓冲罐泄压阀；

7)产品缓冲罐的泄放气经油气吸附装置吸附泄放气中的可燃油气后进入气液分离器，经气液分离器分离出的气体经气体管路排出，气液分离器分离出的液体进入产品回收罐；

8)小量程产品缓冲罐压力计达到低报警时，并发出联锁信号，打开产品缓冲罐出料阀，放料计时器开始计时；

9)放料计时器计时时间到并且当产品缓冲罐液位计达到低报警并发出联锁信号时，关闭产品缓冲罐出料阀、产品缓冲罐泄压阀；

10)打开产品缓冲罐充压阀，充压气开始为产品缓冲罐充压；

11)当小量程差压计达到低报警并发出联锁信号时，关闭产品缓冲罐充压阀，打开产品缓冲罐平衡阀、产品缓冲罐进料阀，开始为产品缓冲罐进料；

12)判断循环计时器，未超时，则循环操作进入步骤4)进行循环计时器复位，如果循环计时器超时，发出报警信号。

所述的气液分离器分离出的气体经用于降低泄放气的气速、捕集泄放气中残留的液滴气体缓冲器以及火焰阻燃装置排出系统。

所述的油气吸附装置上并联有能够调节其开度的流量控制装置，且在油气吸附装置与气液分离器之间安装有用于限制泄放气速，避免由于泄压过快导致大量产品缓冲罐中的液体被带出的限流装置。

所述的小量程产品缓冲罐压力计和小量程差压计的低报警值为0～100MPa，产品回收罐液位计的高、低报警值为0～100％液位，产品缓冲罐液位计的高、低报警值为0～100％液位，阀门动作计时器的设定时间为0～1000s。

本发明采用泄压回收系统对泄放气体中的带出液进行捕集，冷液收集系统将前系统的气液混合物进行分离、捕集，控制监测系统进行自动化控制。本发明适用任何压力等级的液体回收。相比其他气相中冷凝液体的回收工艺，该系统工作压力范围广、回收效率高、液体损失小、性能稳定可靠，可将泄压过程中带出的油气和液体进一步回收，极大地提高了系统的整体液回收率。不同精度自动化仪表的灵活搭配使用和顺控的相互嵌套大大提高了回收系统的稳定性和可操作性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

参见图1，本发明中涉及的系统包括冷液收集系统、泄压回收系统和控制监测系统；

所述的冷液收集系统包括依次相连的气液分流器1，产品缓冲罐2以及产品储罐3；

所述的泄压回收系统包括与产品缓冲罐2相连的内置有可再生、可更换的吸附剂的油气吸附装置25、限流装置27、气液分离器28，油气吸附装置25内置有可再生的吸附剂，用于吸附泄放气中的可燃油气，气液分离器28的气相出口依次连接有气体缓冲器29、火焰阻燃装置30，气液分离器28的液体出口与产品回收罐4相连，产品回收罐4的出口与产品储罐3相连通，且在油气吸附装置25上并联有与中央控制器相连的流量控制装置26；

流量控制装置26可以调节其开度，不同的开度对应不同的泄放量。如果泄压时带出的液体量不多，流量控制装置26可以通过调大其开度适当增加泄放气气量。

泄放气经由油气吸附装置25和流量控制装置26进入限流装置27，最终进入气液分离器28，限流装置用于限制泄放气速，避免由于泄压过快导致大量产品缓冲罐中的液体被带出。

气液分离器28气体出口和气体缓冲器29(用于降低泄放气的气速，捕集泄放气中残留的液滴)以及火焰阻燃装置30依次相连，将来自气液分离器28的气体排出系统。

产品回收罐4和气液分离器28的排液口相连，产品回收罐4和产品储罐3之间通过回收管线相连，产品储罐3内的液体由液体管线9排出。

所述的控制监测系统包括与中央控制器相连的监测仪表，所述的监测仪表包括安装在气液分流器1上的大量程气液分流器压力计10，小量程气液分流器压力计11和安装在气液分流器1罐体上的气液分流器液位计12，安装在产品缓冲罐2上的大量程产品缓冲罐压力计13，小量程产品缓冲罐压力计14以及安装在产品缓冲罐2罐体上的产品缓冲罐液位计15，安装在气液分流器1与产品缓冲罐2之间的大量程差压计16，小量程差压计17，安装在产品回收罐4罐体上的产品回收罐液位计18；

所述的控制监测系统包括与中央控制器相连的控制阀门，所述的控制阀门包括安装在气液分流器1和产品缓冲罐2之间进料管线上的产品缓冲罐进料阀19，安装在平衡管线之间的产品缓冲罐平衡阀20，安装在充压管线上的产品缓冲罐充压阀21，安装在产品缓冲罐2与油气吸附装置25之间的产品缓冲罐泄压阀22，安装在产品缓冲罐2与产品储罐3之间的产品缓冲罐出料阀23，安装在产品回收罐4与产品储罐3之间的产品回收罐出料阀24。

经过前系统的冷却，气相产品5中已经含有大量悬浮的冷凝液滴，这些液滴最终在气液分流器1的底部汇集，而较为干净的气相沿着气相管路6流出系统。平衡管线设置的目的是在为了使气液分流器1和产品缓冲罐2之间的压力平衡，便于液体从气液分流器1流向产品缓冲罐2，平衡管线分别和气液分流器1和产品缓冲罐2连接的管段在配管时需带有坡度(0°＜α≤90°)，以便将平衡管线中残留的冷凝液排入与之相连的罐体中，这样就可以避免平衡阀关闭后或者整个系统停车期间平衡管线内的残液不断聚集最终由于工况变化堵塞平衡管线。

产品缓冲罐2顶部设置有惰性气体充压管线7，并在产品缓冲罐充压阀21后并入平衡管线。设置公用管线既可以节省管材，还可以在充压过程中将平衡管中的残液吹入产品缓冲罐2中，使管线保持清洁。产品缓冲罐2收集的液体经由出料管线进入产品储罐3，出料管线上设置有产品缓冲罐出料阀23。

产品缓冲罐2收集的液体经由出料管线进入产品储罐3。

本发明的气相冷凝液体回收方法，包括以下步骤：

1)初始化：产品缓冲罐进料阀19、产品缓冲罐平衡阀20打开，产品缓冲罐充压阀21、产品缓冲罐泄压阀22、产品缓冲罐出料阀23和产品回收罐出料阀24关闭，经气液分流器1分离后的气相由气相管路6排出，分离出的液相进入产品缓冲罐2；

2)中央控制器控制阀门动作计时器启动；

3)启动液体回收小循环；

3-1)循环计时器启动/复位；

3-2)当产品回收罐液位计18达到高报警值时，循环计时器开始计时；

3-3)打开产品回收罐出料阀24，产品回收罐4的产品送入产品储罐3中；

3-4)当产品回收罐液位计18达到低报警时，关闭产品回收罐出料阀24；

3-5)若循环计时器未超，循环操作进入步骤3-1)循环计时器复位，如果循环计时器超时，发出报警信号；

4)气相冷凝液体回收顺控启动，循环计时器启动/复位；

5)当产品缓冲罐5的产品缓冲罐液位计15)达到高报警液位时，循环计时器开始计时；

6)关闭产品缓冲罐平衡阀20、产品缓冲罐进料阀19，打开产品缓冲罐泄压阀22；

7)产品缓冲罐2的泄放气经油气吸附装置25吸附泄放气中的可燃油气后进入用于限制泄放气速，避免由于泄压过快导致大量产品缓冲罐中的液体被带出的限流装置27后再进入气液分离器28，在油气吸附装置25上并联有能够调节其开度的流量控制装置26，经气液分离器28分离出的气体经经用于降低泄放气的气速、捕集泄放气中残留的液滴气体缓冲器29、火焰阻燃装置30后由气体管路8排出，气液分离器28分离出的液体进入产品回收罐4；

8)小量程产品缓冲罐压力计14达到低报警时，并发出联锁信号，打开产品缓冲罐出料阀23，放料计时器开始计时；

9)放料计时器计时时间到并且当产品缓冲罐液位计15达到低报警并发出联锁信号时，关闭产品缓冲罐出料阀23、产品缓冲罐泄压阀22；

10)打开产品缓冲罐充压阀21，充压气开始为产品缓冲罐2充压；

11)当小量程差压计17达到低报警并发出联锁信号时，关闭产品缓冲罐充压阀21，打开产品缓冲罐平衡阀20、产品缓冲罐进料阀19，开始为产品缓冲罐2进料；

12)判断循环计时器，未超时，则循环操作进入步骤4)进行循环计时器复位，如果循环计时器超时，发出报警信号。

上述动作为一个周期，循环操作。

阀门动作计时器的设置是为了判断控制阀门是否存在故障，无论是阀位反馈故障还是阀门本身无法开关都将造成一定时间内无法接收到相应的阀位反馈信息，此时为保证整个系统的安全性，顺控停止进行检修。

由于系统缺陷或者控制系统出现故障，顺控停止在某一步骤导致顺控内部设置的循环计时器超时，此时，气相冷凝液体回收顺控停止，并发出报警信号。并进行相应的处理。

Claims (8)

1.一种气相冷凝液体回收方法，基于气相冷凝液体回收系统实现，所述气相冷凝液体回收系统包括冷液收集系统、泄压回收系统和控制监测系统；

所述的冷液收集系统包括依次相连的气液分流器(1)，产品缓冲罐(2)以及产品储罐(3)；

所述的泄压回收系统包括与产品缓冲罐(2)相连的油气吸附装置(25)、气液分离器(28)，气液分离器(28)的气相出口依次连接有气体缓冲器(29)、火焰阻燃装置(30)，气液分离器(28)的液体出口与产品回收罐(4)相连，产品回收罐(4)的出口与产品储罐(3)相连通；

所述的控制监测系统包括与中央控制器相连的监测仪表，所述的监测仪表包括安装在气液分流器(1)上的大量程气液分流器压力计(10)，小量程气液分流器压力计(11)和安装在气液分流器(1)罐体上的气液分流器液位计(12)，安装在产品缓冲罐(2)上的大量程产品缓冲罐压力计(13)，小量程产品缓冲罐压力计(14)以及安装在产品缓冲罐(2)罐体上的产品缓冲罐液位计(15)，安装在气液分流器(1)与产品缓冲罐(2)之间的大量程差压计(16)，小量程差压计(17)，安装在产品回收罐(4)罐体上的产品回收罐液位计(18)；

所述的控制监测系统包括与中央控制器相连的控制阀门，所述的控制阀门包括安装在气液分流器(1)和产品缓冲罐(2)之间进料管线上的产品缓冲罐进料阀(19)，安装在平衡管线之间的产品缓冲罐平衡阀(20)，安装在充压管线上的产品缓冲罐充压阀(21)，安装在产品缓冲罐(2)与油气吸附装置(25)之间的产品缓冲罐泄压阀(22)，安装在产品缓冲罐(2)与产品储罐(3)之间的产品缓冲罐出料阀(23)，安装在产品回收罐(4)与产品储罐(3)之间的产品回收罐出料阀(24)；

其特征在于，所述气相冷凝液体回收方法包括以下步骤：

1)初始化：产品缓冲罐进料阀(19)、产品缓冲罐平衡阀(20)打开，产品缓冲罐充压阀(21)、产品缓冲罐泄压阀(22)、产品缓冲罐出料阀(23)和产品回收罐出料阀(24)关闭，经气液分流器(1)分离后的气相由气相管路(6)排出，分离出的液相进入产品缓冲罐(2)；

2)中央控制器控制阀门动作计时器启动；

3)启动液体回收小循环；

3-1)循环计时器启动/复位；

3-2)当产品回收罐液位计(18)达到高报警值时，循环计时器开始计时；

3-3)打开产品回收罐出料阀(24)，产品回收罐(4)的产品送入产品储罐(3)中；

3-4)当产品回收罐液位计(18)达到低报警时，关闭产品回收罐出料阀(24)；

3-5)若循环计时器未超，循环操作进入步骤3-1)循环计时器复位，如果循环计时器超时，发出报警信号；

4)气相冷凝液体回收顺控启动，循环计时器启动/复位；

5)当产品缓冲罐(2)的产品缓冲罐液位计(15)达到高报警液位时，循环计时器开始计时；

6)关闭产品缓冲罐平衡阀(20)、产品缓冲罐进料阀(19)，打开产品缓冲罐泄压阀(22)；

7)产品缓冲罐(2)的泄放气经油气吸附装置(25)吸附泄放气中的可燃油气后进入气液分离器(28)，经气液分离器(28)分离出的气体经气体管路(8)排出，气液分离器(28)分离出的液体进入产品回收罐(4)；

8)小量程产品缓冲罐压力计(14)达到低报警时，并发出联锁信号，打开产品缓冲罐出料阀(23)，放料计时器开始计时；

9)放料计时器计时时间到并且当产品缓冲罐液位计(15)达到低报警并发出联锁信号时，关闭产品缓冲罐出料阀(23)、产品缓冲罐泄压阀(22)；

10)打开产品缓冲罐充压阀(21)，充压气开始为产品缓冲罐(2)充压；

11)当小量程差压计(17)达到低报警并发出联锁信号时，关闭产品缓冲罐充压阀(21)，打开产品缓冲罐平衡阀(20)、产品缓冲罐进料阀(19)，开始为产品缓冲罐(2)进料；

12)判断循环计时器，未超时，则循环操作进入步骤4)进行循环计时器复位，如果循环计时器超时，发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于，所述的气液分离器(28)分离出的气体经用于降低泄放气的气速、捕集泄放气中残留的液滴气体缓冲器(29)以及火焰阻燃装置(30)排出系统。

3.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于，所述的油气吸附装置(25)上并联有能够调节其开度的流量控制装置(26)，且在油气吸附装置与气液分离器(28)之间安装有用于限制泄放气速，避免由于泄压过快导致大量产品缓冲罐中的液体被带出的限流装置(27)。

4.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于，所述的小量程产品缓冲罐压力计(14)和小量程差压计(17)的低报警值为0～100MPa，产品回收罐液位计(18)的高、低报警值为0～100％液位，产品缓冲罐液位计(15)的高、低报警值为0～100％液位，阀门动作计时器的设定时间为0～1000s。

5.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于：所述的油气吸附装置(25)上并联有与中央控制器相连的流量控制装置(26)，所述的油气吸附装置(25)内置有可再生、可更换的吸附剂。

6.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于：所述的气液分流器(1)和产品缓冲罐(2)之间的平衡管线分别和气液分流器(1)和产品缓冲罐(2)连接的部分的管道坡度为0°＜α≤90°。

7.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于：所述的产品缓冲罐(2)顶部设置有惰性气体充压管线(7)，并在产品缓冲罐充压阀(21)后并入平衡管线。

8.根据权利要求1所述的气相冷凝液体回收方法，其特征在于：所述的油气吸附装置(25)与气液分离器(28)之间的管道上还安装有限流装置(27)。

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