CN108136309B - 油气低温冷凝吸附回收系统 - Google Patents

Abstract

一种油气低温冷凝吸附回收系统，包括一级冷凝单元(10)、水分离单元(30)、二级冷凝单元(20)、气液分离单元(40)、复温管线(50)以及油气分离单元(60)；一级冷凝单元(10)、水分离单元(30)、二级冷凝单元(20)和气液分离单元(40)通过连接管线依次连接，二级冷凝单元(20)和气液分离单元(40)通过复温管线(50)互连形成复温回路，油气分离单元(60)连接二级冷凝单元(20)。

Description

油气低温冷凝吸附回收系统

技术领域

本发明涉及油气回收处理技术领域，尤其涉及一种油气低温冷凝吸附回收系统。

背景技术

在炼油厂、加油站等场所，通常会有油气挥发出来。为了防止油气外泄对环境造成污染，需要将油气回收处理。

回收的油气中通常都会含有空气和水分，目前对油气的回收处理采用的方法有：吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离法。上述的各种方式较为单一，难以彻底地将油气、空气和水分分离开来。

技术问题

本发明要解决的技术问题在于，提供一种分离效果好的油气低温冷凝吸附回收系统。

问题的解决方案

技术解决方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种油气低温冷凝吸附回收系统，包括对油气来料进行初次冷凝的一级冷凝单元、对经过初次冷凝后的油气来料进行油水分离的水分离单元、对经过油水分离后的油气进行二次冷凝的二级冷凝单元、对经过二次冷凝后的油气进行低温气液分离的气液分离单元、将所述气液分离单元分离出的油液输送至所述二级冷凝单元进行冷热交换以复温的复温管线、以及将经过复温后的油液进行油气分离的油气分离单元；

所述一级冷凝单元、水分离单元、二级冷凝单元和气液分离单元通过连接管线依次连接，所述二级冷凝单元和气液分离单元通过所述复温管线互连形成复温回路，所述油气分离单元连接所述二级冷凝单元，以接收经过复温的油液。

优选地，所述水分离单元包括进料口连接所述一级冷凝单元的油气出口端的分水罐、连接所述分水罐底部的第一排污管、以及连接所述分水罐出料口以将所述分水罐内分离出的油液输出的出油管；

所述进料口位于所述分水罐的上端，所述出料口位于所述分水罐的下端；所述分水罐顶部的出气口与所述二级冷凝单元的第一油气进口端相连接。

优选地，所述气液分离单元包括气液分离罐；所述气液分离罐的上端设有与所述二级冷凝单元的第一油气出口端相连接的进料口，所述气液分离罐的下端设有供所述气液分离罐内分离出的油液输出的出料口，所述气液分离罐的顶部设有供所述气液分离罐内分离出的气体排出的出气口；

所述复温管线的一端连接所述气液分离罐的出料口，另一端连接所述二级冷凝单元的第二油气进口端。

优选地，所述气液分离单元还包括连接所述气液分离罐底部的第二排污管。

优选地，所述油气分离单元包括油气分离罐，所述油气分离罐的上端设有与所述二级冷凝单元的第二油气出口端相连接的进液口，所述油气分离罐的下端设有供所述油气分离罐内的油液输出的出料口，所述油气分离罐的顶部设有供所述油气分离罐内的气体输出的出气口；所述油气分离罐、所述二级冷凝单元与所述复温管线依次相连接。

优选地，所述油气分离单元还包括连接所述油气分离罐底部的第三排污管。

优选地，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接在所述水分离单元和所述二级冷凝单元之间、对经过油水分离后的油气进行干燥的干燥单元；

所述干燥单元包括一个或多个干燥罐；多个所述干燥罐并联或串联。

优选地，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接所述气液分离单元、对所述气液分离单元分离出的气体进行吸附处理的吸附单元；

所述吸附单元包括一个或多个吸附罐；多个所述吸附罐并联或串联。

优选地，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括将所述气液分离单元分离出的气体输送至所述二级冷凝单元和/或一级冷凝单元进行冷热交换的气体管线，所述气体管线连通所述吸附单元、所述二级冷凝单元和/或一级冷凝单元、以及气液分离单元。

优选地，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接气源以接入高压气体的气源管线；所述气源管线连接所述气体管线，所述吸附单元、一级冷凝单元、二级冷凝单元通过所述气体管线和连接管线互连形成复温反吹回路，通过所述气源管线接入高压气体将所述复温反吹回路内杂质残留反吹至所述吸附单元，经吸附处理后回收。

发明的有益效果

有益效果

本发明的油气低温冷凝吸附回收系统，将回收的油气进行二次冷凝以分离油液、气体和水分，分离效果好，最后分离出的常温油液可方便的回收利用，气体中可燃气含量几乎为零，可排放至大气，减少对环境造成污染的问题。

对附图的简要说明

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明一实施例的油气低温冷凝吸附回收系统的结构框图。

发明实施例

本发明的实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明一实施例的油气低温冷凝吸附回收系统，用于对炼油厂、加油站等场所回收的油气进行处理。该油气低温冷凝吸附回收系统包括一级冷凝单元10、水分离单元30、二级冷凝单元20、气液分离单元40、复温管线50以及油气分离单元60；一级冷凝单元10、水分离单元30、二级冷凝单元20和气液分离单元40通过连接管线依次连接，二级冷凝单元20和气液分离单元40通过复温管线50互连形成复温回路。

其中，一级冷凝单元10对油气来料进行初次冷凝，水分离单元30对经过初次冷凝后的油气来料进行油水分离，二级冷凝单元20对经过油水分离后的油气进行二次冷凝，气液分离单元40对经过二次冷凝后的油气进行低温气液分离，复温管线50将气液分离单元40分离出的油液输送至二级冷凝单元20进行冷热交换以复温；油气分离单元60连接二级冷凝单元20，以接收经过复温的油液，将经过复温后的油液进行油气分离，复温分离后的油液即可回收利用。

具体地，一级冷凝单元10和二级冷凝单元20均可包括换热器。一级冷凝单元10和二级冷凝单元20均连接冷媒循环装置90，通过冷媒在其中循环通过与油气进行热交换。冷媒循环装置90可包括相配合的压缩机、散热器、节流阀、低温换热器、干燥过滤器、温控变频器、分离罐等。冷媒采用丙烷、异戊烷、或氟里昂R14、R134a等混合冷剂。

一级冷凝单元10内设有供油气来料通过的通道，一级冷凝单元10上设有分别连通该通道的油气进口端和油气出口端，油气进口端可接进料管线100，用于接收油气来料，油气来料在一级冷凝单元10内与冷媒热交换后从油气出口端输出。该一级冷凝单元10优选将油气来料冷凝至2-4℃，以将油气来料中的水分与油气分离。

水分离单元30将经过初次冷凝后的油气来料(含油液、油气和水)进行油水分离，油气来料中大部分的水分可在该水分离单元30中分离排出。该水分离单元30可包括分水罐31、将分水罐31内分离出的水等排出的第一排污管32、以及将分水罐31内分离出的油液输出的出油管33。

分水罐31上设有进料口、出料口和出气口。进料口优选位于分水罐31的上端，分水罐31的进料口通过第一连接管线101连接一级冷凝单元10的油气出口端，经过初次冷凝后的油气来料通过进料口进入分水罐31内。由于水的密度大于油液，在分水罐31内，冷凝后的水分处于内底部，油气(或含部分冷凝的油液)则位于水分的上方；因此，第一排污管32连接在分水罐31底部，将分水罐31内分离出的水排出；该第一排污管32还用于排污清空。出料口位于分水罐31的下端，出油管33连接在分水罐31出料口以将分水罐31内分离出的油液输出。第一排污管32、出油管33上分别设有控制各自通断的阀门，在不排水、出油时，分别通过阀门将第一排污管32、出油管33的内部通道封闭。

出气口则位于分水罐31的顶部，可供经水、油液分离后的油气排出以输送至二级冷凝单元20。该出气口可与二级冷凝单元20的第一油气进口端相连接，以将油气输送至二级冷凝单元20。

进一步地，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接在水分离单元30和二级冷凝单元20之间的干燥单元70，干燥单元70用于对经过油水分离后的油气进行干燥；油气经过干燥单元70进行干燥后再输送至二级冷凝单元20进行二次冷凝。由于干燥单元70设置在一级冷凝并分水之后，减小了干燥单元70的负荷，使干燥单元70的干燥剂不需要频繁脱附再生，尽可能少的脱附再生可延长干燥剂寿命，减少人的工作量，还节能。

作为选择，该干燥单元70包括一个或多个干燥罐71；多个干燥罐71可并联或串联。优选地，干燥单元70包括两个并联的的干燥罐71，一个作为主干燥罐，另一个作为备用干燥罐。

分水罐31的出气口通过第二连接管线102连接干燥罐71底部的进口，干燥罐71顶部的出口通过第三连接管线103连接二级冷凝单元20的第一油气进口端。经过油水分离后的油气自下而上地通过干燥罐71，干燥后输送至二级冷凝单元20。可以理解地，干燥罐71的进口和出口处分别设有阀门，分别控制进口、出口的启闭。

二级冷凝单元20内设有供油气通过的第一通道，二级冷凝单元20上设有分别连通该第一通道的第一油气进口端和第一油气出口端，油气通过该第一油气进口端进入第一通道与冷媒热交换后，通过第一油气出口端输出。该二级冷凝单元20将油气再冷凝至-50℃左右，实现油气中的气液分离。二级冷凝单元20的换热器可选用板翅式换热器，以更好将油气冷凝至-50℃左右。

二级冷凝单元20的第一油气出口端通过第四连接管线104连接气液分离单元40，以将二次冷凝后的油气输送至气液分离单元40。

气液分离单元40将经过二次冷凝后的油气进行低温气液分离，以分离出气体和油液。该气液分离单元40可包括气液分离罐41。气液分离罐41的上端设有进料口，与二级冷凝单元20的第一油气出口端相连接，二次冷凝后的油气通过该进料口进入气液分离罐41。气液分离罐41的下端设有出料口，供气液分离罐41内分离出的油液输出；气液分离罐41的顶部设有出气口，供气液分离罐41内分离出的气体排出。气液分离罐41的内顶部还设有丝网除沫器，以提高分离效果。

另外，气液分离单元40还可包括连接气液分离罐41底部的第二排污管42，以将气液分离罐41内的水、污水等排出。在气液分离罐41内有水分的情况下，可通过该第二排污管42将水分排出。第二排污管42上设有控制其通断的阀门，在不排水时，通过阀门将第二排污管42的内部通道封闭。

由于二次冷凝的温度极低(-50℃左右)，因此经过二次冷凝及气液分离后的气体、油液的温度也极低，为了将油液的温度升高，本发明中，通过复温管线50将油液输送至二级冷凝单元20，使油液再次与冷媒进行冷热交换，在回收热量的同时温度得到升高。

对应地，二级冷凝单元20内设有供油气通过的第二通道，二级冷凝单元20上设有分别连通该第二通道的第二油气进口端和第二油气出口端。复温管线50的一端连接气液分离罐41的出料口，另一端连接二级冷凝单元20的第二油气进口端。油液通过出料口、第二油气进口端进入第二通道，与冷媒冷热交换后通过第二油气出口端输出。

油气分离单元60接收经过复温的油液，将经过复温后的油液进行油气分离，分离后的油液即可回收利用，如回收至储油罐内。该油气分离单元60可包括油气分离罐61；油气分离罐61、二级冷凝单元20与复温管线50依次相连接。

油气分离罐61的上端设有进液口，进液口通过第五连接管线105与二级冷凝单元20的第二油气出口端相连接；油气分离罐61的下端设有出料口，供油气分离罐61内的油液输出；该出料口处可连接出油管至储油罐。另外，油气分离罐61的顶部还设有出气口，供油气分离罐61内挥发出来的油气输出，气体可输出至储气罐存储或送至油罐补充油罐压力。油气分离罐61的进液口、出料口和出气口处可分别设置阀门，以控制各口处的启闭。油气分离罐61的内顶部还可设有丝网除沫器，提高分离效果。

油气分离单元60进一步还可包括连接油气分离罐61底部的第三排污管62，以将油气分离罐61内的水、残留的重油排出。第三排污管62上分别设有控制其通断的阀门，在不排污时通过阀门将第三排污管62的内部通道封闭。

进一步地，为防止因油气分离单元排出的气体中仍含有少量的可燃气(油气)对大气造成污染，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括对气液分离单元40分离出的气体进行吸附处理的吸附单元80。吸附单元80连接气液分离单元40，接收气液分离单元40分离出的气体，对分离后的气体进一步吸附处理，以吸附残余的可燃气后再排放至大气，使得最后排出的气体中可燃气含量几乎为零，，减少对环境造成污染。

吸附单元80包括一个或多个吸附罐81，气体从吸附罐81的进口进入其中，经吸附处理后出出口输出。多个吸附罐81可并联或串联。优选地，吸附单元80包括两个并联的的吸附罐81，一个作为主吸附罐，另一个作为备用吸附罐。吸附罐81内可设置活性炭对气体进行吸附、和/或分离膜对气体进行过滤。

进一步地，由于二次冷凝的温度极低(-50℃左右)，因此经过二次冷凝及气液分离后的气体的温度也极低，为了将气体的温度升高，同时可回收热量，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括将气液分离单元40分离出的气体输送至二级冷凝单元20和/或一级冷凝单元10进行冷热交换的气体管线。

气体管线连通吸附单元80、二级冷凝单元20和/或一级冷凝单元10、以及气液分离单元40。经气液分离后的气体从气液分离罐41的出气口输送至气体管线内，进入二级冷凝单元20和/或一级冷凝单元10内，与冷媒进行冷热交换后温度升高，得到复温；复温后的气体再输送至吸附单元80进行吸附处理。

本实施例中，如图1中所示，一级冷凝单元10和二级冷凝单元20串联设置，气体依次通过二级冷凝单元20和一级冷凝单元10，经过两次复温后输送至吸附单元80。

气体管线包括连接在二级冷凝单元20和气液分离单元40之间的第一气体管道1、连接在二级冷凝单元20和一级冷凝单元10之间的第二气体管道2、以及连接在一级冷凝单元10和吸附单元80之间的第三气体管道3。一级冷凝单元10和二级冷凝单元20内分别设有气体通道供气体通过并与冷媒进行冷热交换；第一气体管道1的两端分别连接在气液分离罐41的出气口和二级冷凝单元20的气体通道的进口端上，第二气体管道2的两端分别连接在二级冷凝单元20的气体通道的出口端和一级冷凝单元10的气体通道的进口端上，第三气体管道3的两端连接在一级冷凝单元10的气体通道的出口端和吸附罐81的进口上。从气液分离罐41输出的气体经第一气体管道1进入二级冷凝单元20进行初次复温，再经过第二气体管道2进入一级冷凝单元10进行二次复温，最后通过第三气体管道3进入吸附罐81。

进一步地，在油气回收处理后，各个管线和冷凝单元的换热器内会有重烃或冰粒等杂质残留，为了保持该回收系统管线的洁净度，避免杂质残留的积聚影响后续的回收处理，作为一种优选实施方式，该油气低温冷凝吸附回收系统还可包括连接气源以接入高压气体的气源管线4；所述的气源为氮气等无污染且不会与油气反应的气体。该气源管线4连接气体管线，吸附单元80、一级冷凝单元10、二级冷凝单元20通过气体管线和连接管线互连形成复温反吹回路，通过气源管线4接入高压气体将复温反吹回路内的杂质残留反吹至吸附单元80，经吸附处理后回收。

参考图1，气源管线4优选连接在吸附单元80和一级冷凝单元10之间的气体管线(第三气体管道3)上。第一气体管道1通过第一管道11连接二级冷凝单元20和气液分离单元40之间的第四连接管线104，从而实现第一气体管道1和连接管线105的连通；一级冷凝单元10的油气出口端通过第二管道12连接二级冷凝单元20的第一油气进口端，从而第四连接管线104通过二级冷凝单元20和第二管道12相连通；吸附罐81的进口通过第三管道13连接一级冷凝单元10的油气进口端，从而吸附罐81、第三管道13、第二管道12、第一管道11、第一气体管道1、第二气体管道2、第三气体管道3和气源管线4依次连通，形成反吹回路。

接入高压气体进行反吹前，将气液分离罐41出气口关闭，关闭一级冷凝单元10和水分离单元30之间第一连接管线101上的阀门，断开一级冷凝单元10和水分离单元30之间的连通；关闭干燥单元70和二级冷凝单元20之间的第三连接管线103上的阀门，断开干燥单元70和二级冷凝单元20之间的连通。反吹时，高压气体从气源管线4进入复温反吹回路，依次通过第三气体管道3、第二气体管道2、第一气体管道1、第一管道11、第二管道12、第三管道13至吸附罐81，复温反吹回路中的杂质残留被吹至吸附罐81内，经吸附处理后排出、回收处理。

油气回收处理时，则恢复一级冷凝单元10和水分离单元30之间的连通、干燥单元70和二级冷凝单元20之间的连通，关闭第一管道11、第二管道12和第三管道13上的阀门，以断开该些管道；各单元之间相连通，供油气来料逐步通过进行相应处理。

可以理解地，上述的进料管线100、连接管线(包括第一连接管线101至第五连接管线105)、复温管线50、气体管线以及各管道上分别可设有阀门，通过控制阀门的启闭控制油气在对应单元之间的通断。连接管线、进料管线100、复温管线50、气体管线和各管道上的阀门可手动控制，也可电控，实现远程监控管理。

连接管线、各管道、进料管线100、复温管线50及气体管线等管线均由金属管形成，并且在其中一种或多种管线上设有阻火器，防止油气爆燃。另外，该油气低温冷凝吸附回收系统的各单元、各管线等均防静电接地，及时消除静电，提高安全性。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种油气低温冷凝吸附回收系统，包括对油气来料进行初次冷凝的一级冷凝单元(10)、对经过初次冷凝后的油气来料进行油水分离的水分离单元(30)、对经过油水分离后的油气进行二次冷凝的二级冷凝单元(20)、对经过二次冷凝后的油气进行低温气液分离的气液分离单元(40)；其特征在于，还包括将所述气液分离单元(40)分离出的油液输送至所述二级冷凝单元(20)进行冷热交换以复温的复温管线(50)、以及将经过复温后的油液进行油气分离的油气分离单元(60)；

所述一级冷凝单元(10)、水分离单元(30)、二级冷凝单元(20)和气液分离单元(40)通过连接管线依次连接，所述二级冷凝单元(20)和气液分离单元(40)通过所述复温管线(50)互连形成复温回路，所述油气分离单元(60)连接所述二级冷凝单元(20)，以接收经过复温的油液。

2.根据权利要求1所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，所述水分离单元(30)包括进料口连接所述一级冷凝单元(10)的油气出口端的分水罐(31)、连接所述分水罐(31)底部的第一排污管(32)、以及连接所述分水罐(31)出料口以将所述分水罐(31)内分离出的油液输出的出油管(33)；

所述进料口位于所述分水罐(31)的上端，所述出料口位于所述分水罐(31)的下端；所述分水罐(31)顶部的出气口与所述二级冷凝单元(20)的第一油气进口端相连接。

3.根据权利要求1所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，所述气液分离单元(40)包括气液分离罐(41)；所述气液分离罐(41)的上端设有与所述二级冷凝单元(20)的第一油气出口端相连接的进料口，所述气液分离罐(41)的下端设有供所述气液分离罐(41)内分离出的油液输出的出料口，所述气液分离罐(41)的顶部设有供所述气液分离罐(41)内分离出的气体排出的出气口；

所述复温管线(50)的一端连接所述气液分离罐(41)的出料口，另一端连接所述二级冷凝单元(20)的第二油气进口端。

4.根据权利要求3所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，所述气液分离单元(40)还包括连接所述气液分离罐(41)底部的第二排污管(42)。

5.根据权利要求3所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，所述油气分离单元(60)包括油气分离罐(61)，所述油气分离罐(61)的上端设有与所述二级冷凝单元(20)的第二油气出口端相连接的进液口，所述油气分离罐(61)的下端设有供所述油气分离罐(61)内的油液输出的出料口，所述油气分离罐(61)的顶部设有供所述油气分离罐(61)内的气体输出的出气口；所述油气分离罐(61)、所述二级冷凝单元(20)与所述复温管线(50)依次相连接。

6.根据权利要求5所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，所述油气分离单元(60)还包括连接所述油气分离罐(61)底部的第三排污管(62)。

7.根据权利要求1-6任一项所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接在所述水分离单元(30)和所述二级冷凝单元(20)之间、对经过油水分离后的油气进行干燥的干燥单元(70)；

所述干燥单元(70)包括一个或多个干燥罐(71)；多个所述干燥罐(71)并联或串联。

8.根据权利要求1-6任一项所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接所述气液分离单元(40)、对所述气液分离单元(40)分离出的气体进行吸附处理的吸附单元(80)；

所述吸附单元(80)包括一个或多个吸附罐(81)；多个所述吸附罐(81)并联或串联。

9.根据权利要求8所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括将所述气液分离单元(40)分离出的气体输送至所述二级冷凝单元(20)和/或一级冷凝单元(10)进行冷热交换的气体管线，所述气体管线连通所述吸附单元(80)、所述二级冷凝单元(20)和/或一级冷凝单元(10)、以及气液分离单元(40)。

10.根据权利要求9所述的油气低温冷凝吸附回收系统，其特征在于，该油气低温冷凝吸附回收系统还包括连接气源以接入高压气体的气源管线(4)；所述气源管线(4)连接所述气体管线，所述吸附单元(80)、一级冷凝单元(10)、二级冷凝单元(20)通过所述气体管线和连接管线互连形成复温反吹回路，通过所述气源管线(4)接入高压气体将所述复温反吹回路内杂质残留反吹至所述吸附单元(80)，经吸附处理后回收。

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