CN110451116A - 一种油罐挥发气回收的系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种油罐挥发气回收的系统及使用方法，通过从脱水沉降罐进入油罐内的气体先进入常压稳压罐，使稳压罐的压力在+30mm水柱，稳压罐内的气体进入抽气压缩机增压，增压后的气体进入空气冷却器冷却，通过空气冷却器冷却后的气体再进入气液分离器进行气液分离，通过气液分离器分离出来的气体进入轻烃气体回收装置，分离出来的液体通过管路再次进入稳压罐与常压下稳压罐的液体混合，混合后的液体再通过液烃泵打入轻烃液体回收装置，进行二次回收，该系统通过油罐抽气的方式将罐中的挥发气进行回收进行处理后回收效果好，同时不仅能够回收资源，还能够消除安全隐患，保护环境，经济效益和社会效益显著。

Description

一种油罐挥发气回收的系统及使用方法

所属技术领域

本发明涉及油田开发技术领域，具体涉及一种油罐挥发气回收的系统及使用方法。

背景技术

地处陕、甘、宁、蒙、晋的长庆油气田属于典型的低渗透油田，具有点多、面广、分散、规模小的特点。大多数情况下，油罐烃蒸汽通过吸气阀损耗在大气中，导致每年原油损耗特别大，既影响环境，又造成国民经济的损失。

油罐烃蒸汽的损耗类型有两种：

1)油罐自然通风损耗

为了方便操作，一般油罐顶部留有各种孔，透光孔、量油孔等。由于各孔不在同一高度，空气从上孔流入，烃蒸汽和空气混合后从下孔流出，造成自然通风损耗；其次是油罐附件不注意维修，油封被吹掉，冬季液压阀冻结被拆除等原因，造成了油罐内气体加速循环，油罐烃蒸汽大量损耗。

2)油罐呼吸损耗

当油罐未发生进油时，罐内液体处于静止状态，挥发出的烃蒸汽充满液面以上罐内空间。由于罐中油温随着大气温度升高或降低，罐内混合气体也同时膨胀或收缩。混合气体升温时，从罐里逸出。降温时，空气进入罐内，引起呼吸阀反复动作，形成小呼吸损耗。

当油罐处于收油状态时，油液面不断上升，油罐内的混合气体不断被压缩使得压力不断升高，当气相空间压力大于液压安全阀控制时，液压阀打开，混合气体逸出罐外，这种情况属于大呼吸损耗。

当油罐向外输送原油时，油液面下降，罐内气相空间压力下降，当压力下降至真空阀控制值时，罐外空气从真空阀吸入罐内，导致罐内蒸汽浓度下降，油液面蒸发，气相空间压力逐渐升高，混合气体逸出，也产生大呼吸损耗。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种油罐挥发气回收的系统及使用方法，具有对油罐中烃蒸气进行有效回收的特点。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种油罐挥发气回收的系统，包括

油罐，油罐的顶部设置有出气口；

稳压罐，稳压罐上设置有进气口、出气口和排液口，稳压罐上的进气口通过管线与油罐顶部的出气口连通，稳压罐上的进气口与油罐连通的管线上还设置有调节阀；

抽气压缩机，抽气压缩机上设置有进气口、出气口和进液口，抽气压缩机上的进气口通过管线与稳压罐上的出气口连通，

空气冷却器，空气冷却器的一端通过管线与抽气压缩机上的出气口连通；

气液分离器，气液分离器上设置有进气口、出气口和排液口，气液分离器上的进气口通过管线与空气冷却器的另一端连通，气液分离器上的出气口通过管线将处理后的气体进行回收，气液分离器上的排液口通过管线与稳压罐和抽气压缩机连通；

液烃泵，液烃泵一端通过管线与稳压罐上的排液口连通，液烃泵另一端通过管线将稳压罐内排出的液体进行回收。

所述的气液分离器与抽气压缩机连通的管线上设置有截止阀。

所述的调节阀为机械自力式调压阀。

所述的油罐内部中心位置设置有阻火器。

所述的稳压罐上还设置有压力表及压力传感器，稳压罐内还设置有液位传感器。

一种油罐挥发气回收的系统的使用方法包括上述任意一项所述的一种油罐挥发气回收的系统，包括以下步骤：

步骤一：先将油罐内的气体经过调节阀进入稳压罐，使稳压罐的压力在+30mm水柱；

步骤二：在步骤一的基础上，稳压罐内的气体进入抽气压缩机增压，增压后的气体进入空气冷却器冷却；

步骤三：在步骤二的基础上，通过空气冷却器冷却后的气体再进入气液分离器进行气液分离；

步骤四：在步骤三的基础上，通过气液分离器分离出来的气体进入轻烃气体回收装置，分离出来的液体通过管路再次进入稳压罐与常压下稳压罐的液体混合，混合后的液体再通过液烃泵打入轻烃液体回收装置，进行二次回收。

所述的步骤二中稳压罐内的气体进入抽气压缩机增压至0.2MPa，增压后的气体进入空气冷却器冷却至40℃。

所述的步骤二中混合后的液体还通过经过截止阀通过管路进入抽气压缩机，给抽气压缩机提供冷却液。

所述的步骤四中气液分离器分离出来的气体为轻烃气体，液分离器分离出来的液体为液烃。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明通过从脱水沉降罐进入油罐内的气体先进入常压稳压罐，使稳压罐的压力在+30mm水柱，稳压罐内的气体进入抽气压缩机增压，增压后的气体进入空气冷却器冷却，通过空气冷却器冷却后的气体再进入气液分离器7进行气液分离，通过气液分离器分离出来的气体进入轻烃气体回收装置，分离出来的液体通过管路再次进入稳压罐与常压下稳压罐的液体混合，混合后的液体再通过液烃泵打入轻烃液体回收装置，进行二次回收，该系统通过油罐抽气的方式将罐中的挥发气进行回收进行处理后回收效果好，同时不仅能够回收资源，还能够消除安全隐患，保护环境，经济效益和社会效益显著。

调节阀为机械自力式调压阀，用于调节稳压罐内的压力，调节阀是用于调节稳压罐内的压力水柱的，油罐内部中心位置设置阻火器是用于阻止外围的火焰进入油罐体内，更加的安全，稳压罐上还设置有压力表及压力传感器，稳压罐内还设置有液位传感器，压力传感器、液位传感器可与站场上DCS\PLC\工控机联网，压力传感器、液位传感器将信号发送到工控机上，工控机上通过现场反馈信号对压力和液位进行调节，即在远程控制室可进行参数调节、实时监控以及故常排除。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图中：1-油罐、2-调节阀、3-稳压罐、4-抽气压缩机、5-截止阀、6-空气冷却器、7-气液分离器、8-污水泵。

具体实施方式

实施例1:

参照图1，是本发明实施例1的结构示意图，一种油罐挥发气回收的系统，包括

油罐1，油罐1的顶部设置有出气口；

稳压罐3，稳压罐3上设置有进气口、出气口和排液口，稳压罐3上的进气口通过管线与油罐1顶部的出气口连通，稳压罐3上的进气口与油罐1连通的管线上还设置有调节阀2；

抽气压缩机4，抽气压缩机4上设置有进气口、出气口和进液口，抽气压缩机4上的进气口通过管线与稳压罐3上的出气口连通，

空气冷却器6，空气冷却器6的一端通过管线与抽气压缩机4上的出气口连通；

气液分离器7，气液分离器7上设置有进气口、出气口和排液口，气液分离器7上的进气口通过管线与空气冷却器6的另一端连通，气液分离器7上的出气口通过管线将处理后的气体进行回收，气液分离器7上的排液口通过管线与稳压罐3和抽气压缩机4连通；

液烃泵8，液烃泵8一端通过管线与稳压罐3上的排液口连通，液烃泵8另一端通过管线将稳压罐3内排出的液体进行回收。

实际使用时：从脱水沉降罐进入油罐1内的气体先进入常压稳压罐3，使稳压罐3的压力在+30mm水柱，稳压罐3内的气体进入抽气压缩机4增压，增压后的气体进入空气冷却器6冷却，通过空气冷却器6冷却后的气体再进入气液分离器7进行气液分离，通过气液分离器7分离出来的气体进入轻烃气体回收装置，分离出来的液体通过管路再次进入稳压罐3与常压下稳压罐3的液体混合，混合后的液体再通过液烃泵8打入轻烃液体回收装置，进行二次回收，该系统通过油罐1抽气的方式将罐中的挥发气进行回收进行处理后回收效果好，同时不仅能够回收资源，还能够消除安全隐患，保护环境，经济效益和社会效益显著。

实施例2:

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的气液分离器7与抽气压缩机4连通的管线上设置有截止阀5。

实际使用时：当抽气压缩机4需要冷却时，截止阀5用于控制气液分离器7与抽气压缩机4连通的管线，给抽气压缩机4提供冷却液，给抽气压缩机4降温，。

实施例3:

与实施例1相比，本实施例的不同之处在于：所述的调节阀2为机械自力式调压阀。

优选的是所述的油罐1内部中心位置设置有阻火器。

优选的是所述的稳压罐3上还设置有压力表及压力传感器，稳压罐3内还设置有液位传感器。

实际使用时：调节阀2为机械自力式调压阀，用于调节稳压罐3内的压力，图1中所显示的虚线则表示调节阀2是用于调节稳压罐3内的压力水柱的，油罐1内部中心位置设置阻火器是用于阻止外围的火焰进入油罐体内，更加的安全，稳压罐3上还设置有压力表及压力传感器，稳压罐3内还设置有液位传感器，压力传感器、液位传感器可与站场上DCS\PLC\工控机联网，压力传感器、液位传感器将信号发送到工控机上，工控机上通过现场反馈信号对压力和液位进行调节，即在远程控制室可进行参数调节、实时监控以及故常排除。

实施例4:

一种油罐挥发气回收的系统的使用方法包括实施例1-3所述的一种油罐挥发气回收的系统，包括以下步骤：

步骤一：先将油罐1内的气体经过调节阀2进入稳压罐3，使稳压罐3的压力在+30mm水柱；

步骤二：在步骤一的基础上，稳压罐3内的气体进入抽气压缩机4增压，增压后的气体进入空气冷却器6冷却；

步骤三：在步骤二的基础上，通过空气冷却器6冷却后的气体再进入气液分离器7进行气液分离；

步骤四：在步骤三的基础上，通过气液分离器7分离出来的气体进入轻烃气体回收装置，分离出来的液体通过管路再次进入稳压罐3与常压下稳压罐3的液体混合，混合后的液体再通过液烃泵8打入轻烃液体回收装置，进行二次回收。

通过上述方法可以将油罐中的挥发气进行回收，同时能够消除安全隐患，保护环境，经济效益和社会效益显著。

实施例5:

与实施例4相比，所述的步骤二中稳压罐3内的气体进入抽气压缩机4增压至0.2MPa，增压后的气体进入空气冷却器6冷却至40℃。

所述的步骤二中混合后的液体还通过经过截止阀5通过管路进入抽气压缩机4，给抽气压缩机4提供冷却液。

所述的步骤四中气液分离器7分离出来的气体为轻烃气体，液分离器7分离出来的液体为液烃。

通过机械自力式调压阀2维持稳压罐3的压力﹢30mm水柱，然后进入抽气压缩机4增压至0.2MPa，增压后的气体进入空气冷却器6冷却至40℃，再进入气液分离器7。气液分离器出来的气体去轻烃气体回收装置，液体进入稳压罐3及抽气压缩机4，进入稳压罐3的液体再通过液烃泵8打出进入轻烃液体回收装置进行二次回收，进入抽气压缩机4的液体则给抽气压缩机4冷却提供冷却液。

所有步骤中气体为轻烃气体，液体为液烃。

实施例6:

本发明中采用了自动调压技术，自动调压技术是指通过稳压罐3的压力进行自动调节，若压力高通过释放稳压罐3内的压力，通过机械自力式调压阀2自动调低；若压力低就通过关闭机械自力式调压阀2，确保稳压罐3始终维持在一定的压力之内，本发明采用机械调压、低压自力式补气和自力式超压泄放三种可靠的调压技术,这三个技术均可通过机械自力式调压阀2就可以实现，确保油罐的工作压力维持在+10～+50mm水柱范围之内。

本发明还采用了阻火切断技术，即在在油罐1顶部进行阻火切断，由于油罐1挥发气对环境有危害因素，且容易引起油气的挥发和泄漏，因此当油罐1外引起油气泄漏出现火灾后，罐顶阀自动阻火切断，避免有害气体泄漏发生火灾。其中本发明中进气及超压放气均有可靠的阻火切断设施，保护站场的作业环境，确保油罐平稳安全运行，有效回收油罐中挥发的烃蒸汽。

本发明还采用了集成技术，由于油区分布点多面广，为适应不同厂、站的油罐挥发气回收要求，可将抽气压缩机4、稳压罐3、气液分离器7和管道统一集中在橇座上，既方便制造安装，又方便运输以及现场二次安装。

本发明还采用了自控技术，一种油罐挥发气回收的系统可与站场上的DCS\PLC\工控机等接口进行联网，具体是将油罐挥发气回收的系统中的压力传感器、液位传感器与站场上DCS\PLC\工控机联网，压力传感器、液位传感器将信号发送到工控机上，工控机上通过现场反馈信号对压力和液位进行调节，在远程控制室可进行参数调节、实时监控以及故常排除，其中站场上DCS\PLC\工控机均属于现有技术。

实施例7:

油罐1中的挥发气从罐顶出来，经过机械自力式调压阀2调压，一般油罐1内压力维持在+30mm水柱。若压力超过+30mm水柱，机械自力式调压阀2打开，油罐1内的气体进入稳压罐3进行初步分离，分理出气体进入抽气压缩机4。液体进入液烃泵8，通过液烃泵8泵入轻烃液体回收装置中进行回收，进入抽气压缩机4的气体增压至0.2MPa，增压后的气体进入空气冷却器6进行冷却，冷却完的气体进入气液分离器7进入气液分离，气体通过管道进入轻烃气体回收装置进行回收，液体一部分靠自压返回到稳压罐3中，另一部分通过截止阀5控制进入到抽气压缩机4，给抽气压缩机4提供冷却液。

一种油罐挥发气回收的系统及使用方法可采用国际上现有的模拟软件HYSYS进行流程模拟，以下是模拟结果。

表1是回收前油罐内气组分表(摩尔数，％)

组分

C1

C2

C3

iC4

nC4

iC5

nC5

C6

CO2

N2

组成

9.5

12.7％

37.9％

7.0％

21.9％

3.1％

5.6％

2.4％

6.1％

0

表2是回收后气液分离后干气组分表(摩尔数，％)

组分

C1

C2

C3

iC4

nC4

iC5

nC5

C6

CO2

N2

组成

9.5

12.7％

37.9％

0.7％

21.9％

3.1％

5.6％

2.4％

6.1％

0

表3是回收后分离出来液烃组分表(摩尔数，％)

从表1-表3中可以看出大罐气回收效果良好，并且装置运行可靠，模拟参数与现场实际运行参数误差很小。该回收技术可推广到海上平台、地方成品油库及汽车加油站的油品储罐，放空火炬等装置中，不仅能够回收资源，还能够消除安全隐患，保护环境，经济效益和社会效益显著。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细的说明，但本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，其都在该技术的保护范围内。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油罐挥发气回收的系统，其特征是：包括

油罐(1)，油罐(1)的顶部设置有出气口；

稳压罐(3)，稳压罐(3)上设置有进气口、出气口和排液口，稳压罐(3)上的进气口通过管线与油罐(1)顶部的出气口连通，稳压罐(3)上的进气口与油罐(1)连通的管线上还设置有调节阀(2)；

抽气压缩机(4)，抽气压缩机(4)上设置有进气口、出气口和进液口，抽气压缩机(4)上的进气口通过管线与稳压罐(3)上的出气口连通，

空气冷却器(6)，空气冷却器(6)的一端通过管线与抽气压缩机(4)上的出气口连通；

气液分离器(7)，气液分离器(7)上设置有进气口、出气口和排液口，气液分离器(7)上的进气口通过管线与空气冷却器(6)的另一端连通，气液分离器(7)上的出气口通过管线将处理后的气体进行回收，气液分离器(7)上的排液口通过管线与稳压罐(3)和抽气压缩机(4)连通；

液烃泵(8)，液烃泵(8)一端通过管线与稳压罐(3)上的排液口连通，液烃泵(8)另一端通过管线将稳压罐(3)内排出的液体进行回收。

2.根据权利要求1所述的一种油罐挥发气回收的系统，其特征是：所述的气液分离器(7)与抽气压缩机(4)连通的管线上设置有截止阀(5)。

3.根据权利要求1所述的一种油罐挥发气回收的系统，其特征是：所述的调节阀(2)为机械自力式调压阀。

4.根据权利要求1所述的一种油罐挥发气回收的系统，其特征是：所述的油罐(1)内部中心位置设置有阻火器。

5.根据权利要求1所述的一种油罐挥发气回收的系统，其特征是：所述的稳压罐(3)上还设置有压力表及压力传感器，稳压罐(3)内还设置有液位传感器。

6.一种油罐挥发气回收的系统的使用方法包括权利要求1-5任意一项所述的一种油罐挥发气回收的系统，其特征是：包括以下步骤：

步骤一：先将油罐(1)内的气体经过调节阀(2)进入稳压罐(3)，使稳压罐(3)的压力在+30mm水柱；

步骤二：在步骤一的基础上，稳压罐(3)内的气体进入抽气压缩机(4)增压，增压后的气体进入空气冷却器(6)冷却；

步骤三：在步骤二的基础上，通过空气冷却器(6)冷却后的气体再进入气液分离器(7)进行气液分离；

步骤四：在步骤三的基础上，通过气液分离器(7)分离出来的气体进入轻烃气体回收装置，分离出来的液体通过管路再次进入稳压罐(3)与常压下稳压罐(3)的液体混合，混合后的液体再通过液烃泵(8)打入轻烃液体回收装置，进行二次回收。

7.根据权利要求6所述的一种油罐挥发气回收的系统的使用方法，其特征是：所述的步骤二中稳压罐(3)内的气体进入抽气压缩机(4)增压至0.2MPa，增压后的气体进入空气冷却器(6)冷却至40℃。

8.根据权利要求6所述的一种油罐挥发气回收的系统的使用方法，其特征是：所述的步骤二中混合后的液体还通过经过截止阀(5)通过管路进入抽气压缩机(4)，给抽气压缩机(4)提供冷却液。

9.根据权利要求6所述的一种油罐挥发气回收的系统的使用方法，其特征是：

所述的步骤四中气液分离器(7)分离出来的气体为轻烃气体，液分离器(7)分离出来的液体为液烃。