CN110141932A - 一种油气回收工艺系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气回收工艺系统，包括VOC进气口、VOC净化回收单元、氮气循环系统单元、制冷系统单元、凝液贮槽；所述VOC净化回收单元包括多个吸附塔，其中任一个吸附塔都可以处于VOC吸附的状态，其余吸附塔进行相应的吸附、置换、加热、冷却等步骤，多个所述吸附塔交替循环工作；所述氮气循环系统单元为吸附塔提供氮源；所述制冷系统单元为VOC净化回收单元提供冷媒；所述凝液贮槽用以回收液态有机物。本发明采用冷凝+TSA（变温吸附），采用加热再生的方法对吸附剂进行再生，可以有效解决大分子有机物再生困难的问题。
Description
技术领域
本发明涉及油气回收领域，具体涉及一种油气回收工艺系统。
背景技术
在石油储罐中油气回收中，现有的技术大都采用变压吸附或冷凝+PSA（变压吸附）工艺，装置运行一段时间后出现不合格的情况，其原因是大分子有机物采用抽真空再生的方法，解吸不彻底，大分子有机物在吸附剂上积累后吸附效果不好，排空尾气中有机物浓度超标等技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种油气回收工艺系统。采用冷凝+TSA（变温吸附），采用加热再生的方法对吸附剂进行再生，有效解决大分子有机物再生困难的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种油气回收工艺系统，包括VOC进气口、VOC净化回收单元、氮气循环系统单元、制冷系统单元、凝液贮槽；
所述VOC净化回收单元包括多个吸附塔，其中任一个吸附塔都可以处于VOC吸附的状态，其余吸附塔进行相应的吸附、置换、加热、冷却等步骤，多个所述吸附塔交替循环工作；
所述氮气循环系统单元为吸附塔提供氮源；
所述制冷系统单元为VOC净化回收单元提供冷媒；
所述凝液贮槽用以回收液态有机物。
优选地，所述VOC净化回收单元包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道a与VOC进料口连通，所述管道a上设有用以控制VOC进入吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D内的阀门，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道b连通有气液分离器k，所述气液分离器k的底部与凝液贮槽连通；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道e连通氮气源，从塔底到氮气源的管道e上依次设有氮气冷却器h、氮气增压机i、循环缓冲罐j吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部均通过管道d与大气连通，所述管道d上设有用以控制系统压力的阀门，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部均通过管道p连通有氮气循环缓冲罐和氮气源。
优选地，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部出口与预冷器进口之间设有管道g，所述管道g上设有阀门，所述管道g上设有氧气在线检测仪。
优选地，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部与气液分离器入口之间设有用以冷却再生气的再生气冷凝器；所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部与气液分离器出口之间设有用以冷却氮气的再生气水冷器、再生气预冷器和再生气冷凝器；所述再生气预冷器的冷侧一端与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部相连，另一端与气液分离器k出口相连。
优选地，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部与氮气循环缓冲罐的输出端之间设有管道f，所述管道f上设有用以加热氮源的电加热器。
优选地，在所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D与VOC进料口之间还设有VOC预处理单元，所述VOC预处理单元包括预冷器、VOC冷凝器以及气液分离器m，所述气液分离器m的底部与凝液贮槽连通。
优选地，所述VOC进料口与气液分离器之间的管道上还设有依次设有预冷器、VOC冷凝器。
优选地，预冷器的冷侧一端与所述气液分离器m的顶部相连，另一端与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部通过管道连通。
本发明的有益效果是：采用冷凝+TSA（变温吸附），采用加热再生的方法对吸附剂进行再生，可以有效解决大分子有机物再生困难的问题。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
实施例
如图1所示，图1中，P101表示凝液输送泵，J101表示VOC增压机，E101表示预冷器，V101表示凝液贮罐，C101表示VOC冷凝器，S101表示气液分离器，T101A表示吸附塔A，T101B表示吸附塔B，T101C表示吸附塔C，T101D表示吸附塔D，E104表示氮气冷却器，E102表示再生气水冷器，Q101表示电加热器，J102表示氮气增压机，E103表示再生气预冷器，C102表示再生气冷凝器，V101循环缓冲罐，S102表示再生气分离器。
一种油气回收工艺系统，
包括VOC进气口、VOC增压机、VOC净化回收单元、氮气循环系统单元、制冷系统单元、凝液贮槽；
所述VOC净化回收单元包括多个吸附塔，其中任一个吸附塔都可以处于VOC吸附的状态，其余吸附塔进行相应的吸附、置换、加热、冷却等步骤，多个所述吸附塔交替循环工作；
所述氮气循环系统单元为吸附塔提供氮源；该系统主要为吸附塔再生时提供再生气源，补充氮气参数要求如下：
氮气纯度≥99.99% 露点温度 -60℃
压力 ≥0.2MPaG 温度 环境温度
流量：间断补充，小时流量不大于10Nm3/h(平均量)
所述制冷系统单元为VOC净化回收单元提供冷媒；该系统主要为增压单元及净化单元提供冷媒，该机组为成套供应。参数要求如下：
冷媒介质：-30℃乙二醇
冷媒压力：冷媒输出压力～0.25MPaG
所述凝液贮槽用以回收液态有机物。
具体来说，所述VOC净化回收单元包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道a与VOC进料口连通，所述管道a上设有用以控制VOC进入吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D内的阀门，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道b连通有气液分离器k，所述气液分离器k的底部与凝液贮槽连通；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部均通过管道d与大气连通，所述管道d上设有用以控制系统压力的阀门，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道e连通氮气源，从塔底到氮气源的管道e上依次设有氮气冷却器h、氮气增压机i、循环缓冲罐j，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部均通过管道p连通有氮气循环缓冲罐和氮气源。
其中，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D在不同时间段均会经历吸附、置换、加热、冷却等四个循环步骤，且吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D在同一时间段分别会经历吸附、置换、加热、冷却等四个步骤。
以吸附塔A为主进料吸附的状态说明，
吸附流程：VOC气体自下而上经过吸附床层，气体中的有机物被吸附脱除掉，未被吸附的氮气等组份从吸附塔顶部连续排出至净化气缓冲罐，经压力调节系统稳压后去放空系统，即合格气体排除大气。
再生流程：
1) 置换：吸附完成后用高纯度氮气（流量控制）对床层进行吹扫置换，直至出口气体中氧含量在控制指标结束，置换气送预处理单元；
2) 加热：来自C塔冷吹出来的氮气经电加热器升温至高温后进入该塔，对吸附床层进行加热，至床层温度达到控制指标结束，出来的热气体经水冷-预冷热交换器-冷凝器降温至-20～-25℃后经再生气分离器分离凝液-气相经预热至常温后进入D塔吸附-出来的气体进入氮气循环缓冲罐；
3）冷却C：引入循环冷氮气对吸附床层进行冷却，降至常温；
4）再生预吸附：主要用于对B塔出来再生氮气进行预净化，将气体中有机物吸附后净化气返回氮气循环缓冲罐；
5）再生预加热：用循环氮气进行加热，对吸附剂进行加热再生；
6）再生预冷却：用循环氮气进行冷却，对吸附床层进行冷却；
7）再生吸附：主要用于对B塔出来的再生预加热出口的氮气进行净化，将氮气中有机物吸附脱除；
至此，A塔完成一个完整的吸附-再生的循环过程，又可以进入下一次吸附循环。其他三个吸附塔的吸附-再生操作过程与A塔完全相同。
四个塔交替循环工作，从而实现了连续分离脱除油气中的有机物等组分，达标后的净化气体直接排空。
进一步来说，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部出口与预冷器进口之间设有管道g，所述管道g上设有阀门，所述管道g上设有氧气在线检测仪，检测吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D在置换阶段，检测出塔内的氧气是否达标，达标才能进行下一步。
进一步来说，在所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D与VOC进料口之间还设有VOC预处理单元，所述VOC预处理单元包括预冷器、VOC冷凝器以及气液分离器m，所述气液分离器m的底部与凝液贮槽连通。凝液贮槽用以初步回收气液分离器b分离后的液态有机物。其中，所述VOC进料口与凝液贮槽之间的管道上还依次设有预冷器、VOC冷凝器。VOC冷凝器进一步冷凝VOC，提高凝液贮槽回收液态有机物的效率。
进一步来说，所述气液分离器b的顶部与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部通过管道连通，且所述管道上设有预冷器、VOC冷凝器。
预处理工艺的工作工程：气体以常压，常温进入VOC增压机加压至40～50KPa（G），出口温度70～80℃进入预冷器（与冷气换热），经换热冷却降至20～25℃后入冷凝器，降温至-20～-25℃后入气液分离器分离凝液，气相部分经预换热升温至～30℃送VOC净化单元。预处理工艺产生的有机凝液入凝液贮槽，泵送出界区。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种油气回收工艺系统，其特征在于：
包括VOC进气口、VOC净化回收单元、氮气循环系统单元、制冷系统单元、凝液贮槽；
所述VOC净化回收单元包括多个吸附塔，其中任一个吸附塔都可以处于VOC吸附的状态，其余吸附塔进行相应的吸附、置换、加热、冷却等步骤，多个所述吸附塔交替循环工作；
所述氮气循环系统单元为吸附塔提供氮源；
所述制冷系统单元为VOC净化回收单元提供冷媒；
所述凝液贮槽用以回收液态有机物。
2.根据权利要求1所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：所述VOC净化回收单元包括吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D，所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道a与VOC进料口连通，所述管道a上设有用以控制VOC进入吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D内的阀门，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道b连通有气液分离器k，所述气液分离器k的底部与凝液贮槽连通；吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部均通过管道e连通氮气源，从塔底到氮气源的管道e上依次设有氮气冷却器h、氮气增压机i、循环缓冲罐j;吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部均通过管道d与大气连通，所述管道d上设有用以控制系统压力的阀门，吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部均通过管道p连通有氮气循环缓冲罐和氮气源。
3.根据权利要求2所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部出口与预冷器进口之间设有管道g，所述管道g上设有阀门，所述管道g上设有氧气在线检测仪。
4.根据权利要求2所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部与气液分离器入口之间设有用以冷却再生气的再生气水冷器、再生气预冷器和再生气冷凝器；所述再生气预冷器的冷侧一端与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部相连，另一端与气液分离器k出口相连。
5.根据权利要求2所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的顶部与氮气循环缓冲罐的输出端之间设有管道f，所述管道f上设有用以加热氮源的电加热器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：在所述吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D与VOC进料口之间还设有VOC预处理单元，所述VOC预处理单元包括预冷器、VOC冷凝器以及气液分离器m，所述气液分离器m的底部与凝液贮槽连通。
7.根据权利要求6所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：所述VOC进料口与气液分离器之间的管道上还设有依次设有预冷器、VOC冷凝器。
8.根据权利要求6所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：预冷器的冷侧一端与所述气液分离器m的顶部相连，另一端与吸附塔A、吸附塔B、吸附塔C、吸附塔D的底部通过管道连通。
9.根据权利要求1所述的一种油气回收工艺系统，其特征在于：在所述VOC进气口与VOC净化回收单元之间还设有VOC增压机。
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