CN111111380A - 一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统及工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及控制油气浓度的技术领域，提供了一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，以及一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，当管网浓度发生较大的波动时，油气到达环保装置之前就可有效抑制；通过安装监测仪表、设计油气合理的流通路径，当总管油气浓度超过设计值时，一定比例的高浓度油气通过吸附罐并与未吸附油气混合，混合后气体浓度降至合理区间，当有关浓度低于设计值时，高温再生气氮气通过吸附罐，并降温后与低浓度油气混合，将浓度提升至合理区间；提浓过程实现了吸附剂再生，并保证了下个工段高浓度油气的吸附处理效果；可以控制油气浓度维持在一个合理的浓度区间，保证了下游环保装置的平稳运行。
Description
技术领域
本发明涉及控制油气浓度的技术领域，具体涉及一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统及工艺方法。
背景技术
随着环保要求越来越严，炼化企业的环保治理已从单个污染源治理转变为厂区污染源的综合治理，针对单个污染源治理所需环保设备数量多、企业投资大的缺点，炼化企业在经过安全风险评估后将满足安全要求的罐区、装车、装船等产生的油气经过管网收集后统一治理。由于不同气源物性差异较大，如装船、装车过程的油气具有流量稳定、浓度变动和缓特点；污水装置产生油气具有浓度、流量与外界关联性较大，油气浓度、流量波动较大；油品罐区所产油气有两种，大呼吸油气流量稳定，但浓度波动大，小呼吸油气流量波动大，但浓度稳定。当前市场环保设备主要通过设置吸附罐解决吸附处理油气浓度的波动问题，但吸附材质存在吸附能力较强、常温常压脱附能力差的特点，从而导致吸附材质吸附饱和之前的油气浓度很低，吸附材质吸附饱和后，油气浓度与吸附前的浓度保持一致，失去调节功能。当管网油气浓度低较低时，该方法无法维持下游催化氧化设备自持运行的要求，需要补充较大的电量维持运行。当管网油气浓度高时，需要大量的稀释空气稀释后方能进入催化氧化装置，增大了催化氧化装置的设计规模。
发明内容
针对现有油气收集管网内油气浓度波动性大、流量不稳定、下游环保设备平稳运行压力大的问题，设计一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，以及一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，本发明能够维持油气管网内油气浓度的稳定，减小浓度波动对下游装置平稳运行的影响，同时提浓过程完成了吸附材质的再生，既满足高浓度气处理效果，从而保证装置的长期持续运行。
本发明采用以下的技术方案：
一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，包括与油气管网相连的油气收集总管，还包括引风机、调控系统和混合器；
油气收集总管与引风机的入口相连，油气收集总管上设有第一调节阀，第一调节阀前顺次设有第一流量计和第一浓度分析仪；调控系统包括吸附罐；
引风机的出口管线设置有两路，一路与吸附罐底部的气相进气口相连，吸附罐底部的气相进气口前端的管线上设有第三调节阀；另一路与混合器的入口相连，其上的管线上设有第二调节阀，第二调节阀后设有第二流量计；
吸附罐顶部的气相出口通过管线与混合器的入口相连，吸附罐顶部的气相出口与混合器的入口之间的管线上顺次设有第三流量计和第三浓度分析仪。
进一步地，还包括气液分离缓冲罐，混合器的出口通过管线与气液分离缓冲罐的入口相连，混合器的出口与气液分离缓冲罐的入口之间的管线上设有第二浓度分析仪。
进一步地，所述调控系统还包括惰性气体管网和加热器，惰性气体管网通过加热器与吸附罐底部的气相进气口相连，惰性气体管网与加热器之间设有第四调节阀。
进一步地，所述调控系统还包括冷却器，冷却器设置在吸附罐顶部的气相出口和混合器的入口之间的管线上，冷却器的入口与吸附罐顶部的气相出口相连，冷却器的出口与混合器的入口相连。
进一步地，所述惰性气体管网内的惰性气体为氮气。
进一步地，所述气液分离缓冲罐的顶部气相出口管线与其下游环保装置相连，气液分离缓冲罐的底部液相出口管线与厂区的污油管网相连。
一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，基于上述控制油气收集管网油气浓度稳定的系统实施，包括以下步骤：
(1)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值处于波动的合理区间时，第一调节阀、第二调节阀开启，第三调节阀、第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后输入至混合器，再经混合器进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐的顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部的凝液通过气液分离缓冲罐的底部液相出口输送至污油管网；
(2)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值高于设计值时，第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀开启，第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后，一部分油气输入至混合器，一部分油气经过吸附罐进行吸附处理，吸附罐顶部出口得到浓度极低的气体，与未经处理的油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网；
(3)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值低于设计值时，第三调节阀关闭，第一调节阀、第二调节阀、第四调节阀开启，开启加热器和冷却器；
惰性气体管网输出的惰性气体经加热器加热后进入吸附罐底部，吸附罐内的吸附剂吸附的部分有机物被高温脱附，与高温惰性气体一起进入冷却器并冷却至常温，形成高浓度再生油气，然后与油气收集总管输送来的低浓度油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网。
进一步地，步骤(2)中，油气经吸附处理与未吸附处理的比例根据第一浓度分析仪的数值A1、第二流量计的数值F2、第三流量计的数值F3、第三浓度分析仪的数值A3经过比例运算得到第二调节阀和第三调节阀的开关比例，并通过第二浓度分析仪的数值对调节效果进行验证反馈；
调节后油气浓度目标值A＝((F2×A1)+(F3×A3))÷(F2+F3)；
F2/F3＝(A-A3)÷(A1-A)，由此得出第二调节阀与第三调节阀的开关比例。
进一步地，步骤(3)中，高浓度再生油气与低浓度油气的比例根据第一浓度分析仪的数值A1、第二流量计的数值F2、第三流量计的数值F3、第三浓度分析仪的数值A3经过比例运算得到第二调节阀和第四调节阀的开关比例，并通过第二浓度分析仪的数值对调节效果进行验证反馈；
调节后油气浓度目标值A＝((F2×A1)+(F3×A3))÷(F2+F3)；
F2/F3＝(A-A3)÷(A1-A)，由此得出第二调节阀与第四调节阀的开关比例。
进一步地，步骤(3)中，所述惰性气体为再生氮气。
本发明具有的有益效果是：
本发明能够在油气浓度高于设计值时通过吸附设备处理一定比例的油气，处理后油气与未处理油气混合后达到浓度设计值；当油气浓度低于设计值时，通过释放吸附设备内存储的吸附物质，与低浓度气混合，提浓后的气体满足浓度设计值。可以维持油气管网内油气浓度的稳定，减小浓度波动对下游装置平稳运行的影响，同时提浓过程完成了吸附材质的再生，既满足高浓度气处理效果，从而保证装置的长期持续运行；
当管网浓度发生较大的波动时，油气到达环保装置之前就可有效抑制；通过安装监测仪表、设计油气合理的流通路径，当总管油气浓度超过设计值时，一定比例的高浓度油气通过吸附罐并与未吸附油气混合，混合后气体浓度降至合理区间，当有关浓度低于设计值时，高温再生气氮气通过吸附罐，并降温后与低浓度油气混合，将浓度提升至合理区间；提浓过程实现了吸附剂再生，并保证了下个工段高浓度油气的吸附处理效果；可以控制油气浓度维持在一个合理的浓度区间，保证了下游环保装置的平稳运行。
附图说明
图1为控制油气收集管网油气浓度稳定的系统示意图。
其中，C-101为引风机；AIA-101为第一浓度分析仪；AIA-102为第二浓度分析仪；AIA-103为第三浓度分析仪；FT-101为第一流量计；FT-102为第二流量计；FT-103为第三流量计；V-1为第一调节阀；V-2为第二调节阀；V-3为第三调节阀；V-4为第四调节阀；V-101为吸附罐；V-102为气液分离缓冲罐；E-101为加热器；E-102为冷却器；M-101为混合器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体的说明：
参阅图1，一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，包括与油气管网相连的油气收集总管，还包括引风机、调控系统和混合器；
油气收集总管与引风机的入口相连，油气收集总管上设有第一调节阀，第一调节阀前顺次设有第一流量计和第一浓度分析仪；调控系统包括吸附罐；
引风机的出口管线设置有两路，一路与吸附罐底部的气相进气口相连，吸附罐底部的气相进气口前端的管线上设有第三调节阀；另一路与混合器的入口相连，其上的管线上设有第二调节阀，第二调节阀后设有第二流量计；
吸附罐顶部的气相出口通过管线与混合器的入口相连，吸附罐顶部的气相出口与混合器的入口之间的管线上顺次设有第三流量计和第三浓度分析仪。
作为其中的一个实施例，进一步地，还包括气液分离缓冲罐，混合器的出口通过管线与气液分离缓冲罐的入口相连，混合器的出口与气液分离缓冲罐的入口之间的管线上设有第二浓度分析仪。
作为其中的一个实施例，进一步地，所述调控系统还包括惰性气体管网和加热器，惰性气体管网通过加热器与吸附罐底部的气相进气口相连，惰性气体管网与加热器之间设有第四调节阀。
作为其中的一个实施例，进一步地，所述调控系统还包括冷却器，冷却器设置在吸附罐顶部的气相出口和混合器的入口之间的管线上，冷却器的入口与吸附罐顶部的气相出口相连，冷却器的出口与混合器的入口相连。
作为其中的一个实施例，进一步地，所述惰性气体管网内的惰性气体为氮气。
作为其中的一个实施例，进一步地，所述气液分离缓冲罐的顶部气相出口管线与其下游环保装置相连，气液分离缓冲罐的底部液相出口管线与厂区的污油管网相连。
一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，基于上述控制油气收集管网油气浓度稳定的系统实施，包括以下步骤：
(1)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值处于波动的合理区间时，第一调节阀、第二调节阀开启，第三调节阀、第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后输入至混合器，再经混合器进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐的顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部的凝液通过气液分离缓冲罐的底部液相出口输送至污油管网；
(2)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值高于设计值时，第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀开启，第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后，一部分油气输入至混合器，一部分油气经过吸附罐进行吸附处理，吸附罐顶部出口得到浓度极低的气体，与未经处理的油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网；
(3)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值低于设计值时，第三调节阀关闭，第一调节阀、第二调节阀、第四调节阀开启，开启加热器和冷却器；
惰性气体管网输出的惰性气体经加热器加热后进入吸附罐底部，吸附罐内的吸附剂吸附的部分有机物被高温脱附，与高温惰性气体一起进入冷却器并冷却至常温，形成高浓度再生油气，然后与油气收集总管输送来的低浓度油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网。
作为其中的一个实施例，进一步地，控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法的步骤(2)中，油气经吸附处理与未吸附处理的比例根据第一浓度分析仪的数值A1、第二流量计的数值F2、第三流量计的数值F3、第三浓度分析仪的数值A3经过比例运算得到第二调节阀和第三调节阀的开关比例，并通过第二浓度分析仪的数值对调节效果进行验证反馈；
调节后油气浓度目标值A＝((F2×A1)+(F3×A3))÷(F2+F3)；
F2/F3＝(A-A3)÷(A1-A)，由此得出第二调节阀与第三调节阀的开关比例。
作为其中的一个实施例，进一步地，控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法的步骤(3)中，高浓度再生油气与低浓度油气的比例根据第一浓度分析仪的数值A1、第二流量计的数值F2、第三流量计的数值F3、第三浓度分析仪的数值A3经过比例运算得到第二调节阀和第四调节阀的开关比例，并通过第二浓度分析仪的数值对调节效果进行验证反馈；
调节后油气浓度目标值A＝((F2×A1)+(F3×A3))÷(F2+F3)；
F2/F3＝(A-A3)÷(A1-A)，由此得出第二调节阀与第四调节阀的开关比例。
作为其中的一个实施例，进一步地，控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法的步骤(3)中，所述惰性气体为再生氮气。
实施例1
当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值处于波动的合理区间时，第一调节阀、第二调节阀开启，第三调节阀、第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后输入至混合器，再经混合器进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐的顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部的凝液通过气液分离缓冲罐的底部液相出口输送至污油管网。
当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值高于设计值时，第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀开启，第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后，一部分油气输入至混合器，一部分油气经过吸附罐进行吸附处理，吸附罐顶部出口得到浓度极低的气体，与未经处理的油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网。其中，油气经吸附处理与未吸附处理的比例根据第二浓度分析仪而对第二调节阀和第三调节阀进行比例调节得到。
当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值低于设计值时，第三调节阀关闭，第一调节阀、第二调节阀、第四调节阀开启，开启加热器和冷却器；
惰性气体管网输出的惰性气体经加热器加热后进入吸附罐底部，吸附罐内的吸附剂吸附的部分有机物被高温脱附，与高温惰性气体一起进入冷却器并冷却至常温，形成高浓度再生油气，然后与油气收集总管输送来的低浓度油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网。其中，高浓度再生油气与低浓度油气的流量比根据第二浓度分析仪而对第四调节阀进行调节得到。
实施例2
工作过程同实施例1，其中，惰性气体管网输出的惰性气体为再生氮气。
通过本发明设计的系统，能够抑制油气收集管网油气浓度大幅波动，保持浓度平稳，可以应用于油品罐区气相收集管网、油罐装车油气收集管网、炼油污水废气收集管网、油品装船气相收集管网的末端，通过浓度预警、高浓度气吸附缓释、低浓度气再生补充等方法实现管网出口油气浓度平稳，为下游装置的平稳运行提供有力保障。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，包括与油气管网相连的油气收集总管，其特征在于，还包括引风机、调控系统和混合器；
油气收集总管与引风机的入口相连，油气收集总管上设有第一调节阀，第一调节阀前顺次设有第一流量计和第一浓度分析仪；调控系统包括吸附罐；
引风机的出口管线设置有两路，一路与吸附罐底部的气相进气口相连，吸附罐底部的气相进气口前端的管线上设有第三调节阀；另一路与混合器的入口相连，其上的管线上设有第二调节阀，第二调节阀后设有第二流量计；
吸附罐顶部的气相出口通过管线与混合器的入口相连，吸附罐顶部的气相出口与混合器的入口之间的管线上顺次设有第三流量计和第三浓度分析仪。
2.根据权利要求1所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，其特征在于，还包括气液分离缓冲罐，混合器的出口通过管线与气液分离缓冲罐的入口相连，混合器的出口与气液分离缓冲罐的入口之间的管线上设有第二浓度分析仪。
3.根据权利要求2所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，其特征在于，所述调控系统还包括惰性气体管网和加热器，惰性气体管网通过加热器与吸附罐底部的气相进气口相连，惰性气体管网与加热器之间设有第四调节阀。
4.根据权利要求3所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，其特征在于，所述调控系统还包括冷却器，冷却器设置在吸附罐顶部的气相出口和混合器的入口之间的管线上，冷却器的入口与吸附罐顶部的气相出口相连，冷却器的出口与混合器的入口相连。
5.根据权利要求3所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，其特征在于，所述惰性气体管网内的惰性气体为氮气。
6.根据权利要求4所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统，其特征在于，所述气液分离缓冲罐的顶部气相出口管线与其下游环保装置相连，气液分离缓冲罐的底部液相出口管线与厂区的污油管网相连。
7.一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，基于权利要求6所述的控制油气收集管网油气浓度稳定的系统实施，其特征在于，包括以下步骤：
(1)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值处于波动的合理区间时，第一调节阀、第二调节阀开启，第三调节阀、第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后输入至混合器，再经混合器进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐的顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部的凝液通过气液分离缓冲罐的底部液相出口输送至污油管网；
(2)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值高于设计值时，第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀开启，第四调节阀关闭，加热器和冷却器关闭；
油气经过引风机增压后，一部分油气输入至混合器，一部分油气经过吸附罐进行吸附处理，吸附罐顶部出口得到浓度极低的气体，与未经处理的油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网；
(3)当油气收集总管内的油气浓度经第一浓度分析仪分析测量值低于设计值时，第三调节阀关闭，第一调节阀、第二调节阀、第四调节阀开启，开启加热器和冷却器；
惰性气体管网输出的惰性气体经加热器加热后进入吸附罐底部，吸附罐内的吸附剂吸附的部分有机物被高温脱附，与高温惰性气体一起进入冷却器并冷却至常温，形成高浓度再生油气，然后与油气收集总管输送来的低浓度油气在混合器中充分混合，混合后油气浓度经第二浓度分析仪分析测量值处于合理浓度区间范围浓度时，混合后气体进入气液分离缓冲罐，并从气液分离缓冲罐顶部气相管线输送至环保装置，气液分离缓冲罐底部凝液输送至污油管网。
8.根据权利要求7所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，其特征在于，步骤(2)中，油气经吸附处理与未吸附处理的比例根据第一浓度分析仪的数值A1、第二流量计的数值F2、第三流量计的数值F3、第三浓度分析仪的数值A3经过比例运算得到第二调节阀和第三调节阀的开关比例，并通过第二浓度分析仪的数值对调节效果进行验证反馈；
调节后油气浓度目标值A＝((F2×A1)+(F3×A3))÷(F2+F3)；
F2/F3＝(A-A3)÷(A1-A)，由此得出第二调节阀与第三调节阀的开关比例。
9.根据权利要求7所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，其特征在于，步骤(3)中，高浓度再生油气与低浓度油气的比例根据第一浓度分析仪的数值A1、第二流量计的数值F2、第三流量计的数值F3、第三浓度分析仪的数值A3经过比例运算得到第二调节阀和第四调节阀的开关比例，并通过第二浓度分析仪的数值对调节效果进行验证反馈；
调节后油气浓度目标值A＝((F2×A1)+(F3×A3))÷(F2+F3)；
F2/F3＝(A-A3)÷(A1-A)，由此得出第二调节阀与第四调节阀的开关比例。
10.根据权利要求7所述的一种控制油气收集管网油气浓度稳定的工艺方法，其特征在于，步骤(3)中，所述惰性气体为再生氮气。
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| CN211837100U (zh) * | 2020-02-17 | 2020-11-03 | 青岛诺诚化学品安全科技有限公司 | 一种控制油气收集管网油气浓度稳定的系统 |
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