CN111635777A - 一种非稳态油气回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非稳态油气回收系统，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统。本发明的一级冷凝系统和二级冷凝系统采用低温乙二醇‑水溶液作为冷媒，而不是采用气态介质作为冷媒，可以更准确的控制油气的冷凝温度，使油气中的高沸点组分凝结为液相，流入凝液储罐，而不会出现过度冷凝形成结霜，造成换热器冻堵，影响整个系统的稳定运行。

Description

一种非稳态油气回收系统
技术领域
本发明涉及油气回收技术领域，尤其涉及一种非稳态油气回收系统。
背景技术
石化厂、炼油厂、化工厂的油品储罐在有油品进罐，或者环境温度升高时，会从罐顶的呼吸阀排出浓度很高的油气。在油品装汽车、装火车或装船时，同样会从车船顶部排出浓度很高的油气。这些油气的浓度较高，通常在10～1000g/m3之间，且浓度和流量波动都很大，如果这些油气散发在大气中，不仅会对空气造成污染，也是一种油品的浪费。
针对这种高浓度、非稳态油气的处理，较常用的一种方法是液氮冷凝，即利用低温液氮的冷量，将油气冷却、冷凝至最低-160℃(根据油气组分不同，调整冷凝温度)，将油气中大部分的VOCs凝结为液相，加以收集、去除。冷凝器通常设置双通道系统，即一套冷凝器进行正常冷凝操作，另一套冷凝器进行化霜操作。这种方法的优点是动设备少，因此机械故障率低，同时达标性能高。缺点是由于油气的流量变动很大，可在短时间内负荷从100％减少至0，对于含有高沸点组分的废气，如水蒸气和某些大分子有机物等，一旦流量突然降低，液氮流量调整不及时，过量的液氮和极大的冷热流体温差会将预冷器中的油气冻结，形成冰堵，影响换热器的正常运行。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种非稳态油气回收系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供一种非稳态油气回收系统，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统；
所述进气系统包括依次连接的油气输入管道和风机，所述安全系统包括依次连接的氮气稀释管道、缓冲罐和氧气浓度分析仪，所述一级冷凝系统包括依次连接的一级冷凝换热器和一级气液分离器，所述二级冷凝系统包括依次连接的二级冷凝换热器和二级气液分离器，所述深冷换热系统包括依次连接的深冷换热器和深冷气液分离器，所述一级乙二醇冷却系统包括一级乙二醇冷凝器，所述二级乙二醇冷却系统包括二级乙二醇冷凝器，所述乙二醇存储与输送系统包括依次连接的一级乙二醇-水溶液储罐和一级乙二醇-水溶液输送泵，以及依次连接的二级乙二醇-水溶液储罐和二级乙二醇-水溶液输送泵，所述低温油气升温系统包括依次连接的油气复温器和油气输出管道，所述低温氮气升温系统包括依次连接的氮气气化器和氮气输出管道，所述液氮输送及调节系统包括液氮输入管道，所述凝液回收及输送系统包括依次连接的凝液储罐、凝液输送泵和凝液输出管道，所述化霜系统包括依次连接氮气化霜管道和氮气加热器；
所述风机与所述缓冲罐连接，所述氧气浓度分析仪与所述一级冷凝换热器连接，所述一级气液分离器分别与所述二级冷凝换热器、所述一级乙二醇冷凝器和所述凝液储罐连接，所述二级气液分离器分别与所述深冷换热器、所述二级乙二醇冷凝器和所述凝液储罐连接，所述深冷气液分离器分别与所述风机、所述一级乙二醇冷凝器、所述油气复温器、所述二级乙二醇冷凝器、所述氮气气化器和所述凝液储罐连接，所述一级乙二醇冷凝器分别与所述一级乙二醇-水溶液储罐和所述油气复温器连接，所述二级乙二醇冷凝器分别与所述二级乙二醇-水溶液储罐和所述氮气气化器连接，所述一级乙二醇-水溶液输送泵与所述一级冷凝换热器连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵与所述二级冷凝换热器连接，所述液氮输入管道与所述深冷换热器连接，所述氮气加热器与所述一级冷凝换热器连接；
其中，所述连接均为管路连接。
优选地，油气经过所述安全系统后，氧气体积含量低于8％。
优选地，所述一级冷凝换热器的热侧为油气，冷侧采用-30℃～0℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述一级冷凝系统后，温度降至-20℃～5℃。
优选地，所述二级冷凝换热器的热侧为油气，冷侧采用-45℃～-20℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述二级冷凝系统后，温度降至-40℃～-10℃。
优选地，所述深冷换热器的热侧为油气，冷侧采用液氮或低温气氮作为冷源；所述油气经过所述深冷换热系统后，温度降至-160℃～-30℃。
优选地，所述一级乙二醇冷凝器的热侧为出所述一级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温油气；所述乙二醇-水溶液经过所述一级乙二醇冷却系统后，温度降至-30℃～0℃。
优选地，所述二级乙二醇冷凝器的热侧为出所述二级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温氮气；所述乙二醇-水溶液经过所述二级乙二醇冷却系统后，温度降至-45℃～-20℃。
优选地，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为30％～60％。
进一步优选地，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为60％。
优选地，所述油气复温器和所述氮气气化器均为翅片式换热器。
优选地，所述液氮输送及调节系统还包括一级冷凝器旁路调节阀、二级冷凝器旁路调节阀、一级乙二醇冷凝器旁路调节阀和二级乙二醇冷凝器旁路调节阀；
所述一级乙二醇-水溶液输送泵通过所述一级冷凝器旁路调节阀与所述一级乙二醇冷凝器连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵通过所述二级冷凝器旁路调节阀与所述二级乙二醇冷凝器连接，所述深冷气液分离器通过所述一级乙二醇冷凝器旁路调节阀与所述油气复温器连接，所述深冷气液分离器通过所述二级乙二醇冷凝器旁路调节阀与所述氮气气化器连接。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
(1)油气回收系统中，油气的浓度波动和流量波动通常都比较大，流量负荷波动范围可至0～100％，本发明的一级冷凝系统和二级冷凝系统采用低温乙二醇-水溶液作为冷媒，而不是采用气态介质作为冷媒，可以更准确的控制油气的冷凝温度，使油气中的高沸点组分凝结为液相，流入凝液储罐，而不会出现过度冷凝形成结霜，造成换热器冻堵，影响整个系统的稳定运行。特别的，对于没有氮封的储罐，以及油品装车、装船过程中，油气中不可避免的含有大量水蒸气，可以较精确的控制出一级冷凝系统的油气温度在0℃～5℃，使油气中的大部分水蒸气凝结为水流入储罐，避免一级冷凝器出现冻堵。
(2)深冷换热系统采用液氮作为冷源，可以使油气温度冷凝至最低-160℃，使常见的绝大多数油气冷凝下来，并且可以根据油气组分调整冷凝温度，使油气经过深冷换热系统后直接达标排放，或者浓度足够低，以满足下一处理系统的进料浓度要求。根据不同的油气组分，经过深冷换热系统后，后续处理系统可采用活性炭吸附，或者催化氧化。
(3)通过加入稀释氮气来控制油气中的氧气浓度，可以最大程度的消除爆炸风险，保证系统的安全性。
(4)深冷状态下的油气和氮气的冷量均被利用，最大程度的节约能耗。
(5)利用液氮的冷量冷却、冷凝油气，最后氮气经过复温、调节压力，可以进入业主的氮气管网回用。
(6)整个系统中各级冷凝器所采用的不同的冷源，其冷量归根结底均来自于液氮，即通过液氮提供了不同温度梯度、不同品位的冷源。
(7)可以只采用一套换热器系统，不需要采用一套冷凝、一套化霜的双通道系统，可以节约一次性投资。
附图说明
图1为本发明的一种非稳态油气回收系统流程示意图；
其中，图1的附图标记为：
油气输入管道1、风机2、缓冲罐3、氮气稀释管道4、氧气浓度分析仪5、一级冷凝换热器6、一级气液分离器7、二级冷凝换热器8、二级气液分离器9、深冷换热器10、深冷气液分离器11、液氮输入管道12、一级乙二醇冷凝器13、一级乙二醇-水溶液储罐14、一级乙二醇-水溶液输送泵15、油气复温器16、油气输出管道17、二级乙二醇冷凝器18、二级乙二醇-水溶液储罐19、二级乙二醇-水溶液输送泵20、氮气气化器21、氮气输出管道22、凝液储罐23、凝液输送泵24、凝液输出管道25、氮气化霜管道26、氮气加热器27、一级冷凝器旁路调节阀28、二级冷凝器旁路调节阀29、一级乙二醇冷凝器旁路调节阀30、二级乙二醇冷凝器旁路调节阀31；
图2为对比例1的流程示意图；
其中，图2的附图标记为：
油气输入管道1、风机2、缓冲罐3、氮气稀释管道4、氧气浓度分析仪5、一级冷凝换热器6、一级气液分离器7、二级冷凝换热器8、二级气液分离器9、深冷换热器10、深冷气液分离器11、一级冷凝换热器12、一级气液分离器13、二级冷凝换热器14、二级气液分离器15、深冷换热器16、深冷气液分离器17、液氮输入管道18、油气复温器19、油气输出管道20、氮气气化器21、氮气输出管道22、凝液储罐23、凝液泵24、凝液输出管道25、氮气化霜管道26、氮气加热器27；
图3为对比例2的流程示意图；
其中，图3的附图标记为：
油气输入管道1、风机2、缓冲罐3、氮气稀释管道4、氧气浓度分析仪5、一级冷凝换热器6、一级气液分离器7、二级冷凝换热器8、二级气液分离器9、深冷换热器10、深冷气液分离器11、一级冷凝换热器12、一级气液分离器13、二级冷凝换热器14、二级气液分离器15、深冷换热器16、深冷气液分离器17、液氮输入管道18、油气复温器19、油气输出管道20、氮气气化器21、氮气输出管道22、凝液储罐23、凝液泵24、凝液输出管道25、氮气化霜管道26、氮气加热器27。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
实施例1
提供一种非稳态油气回收系统，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统；
所述进气系统包括依次连接的油气输入管道1和风机2，所述安全系统包括依次连接的氮气稀释管道4、缓冲罐3和氧气浓度分析仪5，所述一级冷凝系统包括依次连接的一级冷凝换热器6和一级气液分离器7，所述二级冷凝系统包括依次连接的二级冷凝换热器8和二级气液分离器9，所述深冷换热系统包括依次连接的深冷换热器10和深冷气液分离器11，所述一级乙二醇冷却系统包括一级乙二醇冷凝器13，所述二级乙二醇冷却系统包括二级乙二醇冷凝器18，所述乙二醇存储与输送系统包括依次连接的一级乙二醇-水溶液储罐14和一级乙二醇-水溶液输送泵15，以及依次连接的二级乙二醇-水溶液储罐19和二级乙二醇-水溶液输送泵20，所述低温油气升温系统包括依次连接的油气复温器16和油气输出管道17，所述低温氮气升温系统包括依次连接的氮气气化器21和氮气输出管道22，所述液氮输送及调节系统包括液氮输入管道12，所述凝液回收及输送系统包括依次连接的凝液储罐23、凝液输送泵24和凝液输出管道25，所述化霜系统包括依次连接氮气化霜管道26和氮气加热器27；
所述风机2与所述缓冲罐3连接，所述氧气浓度分析仪5与所述一级冷凝换热器6连接，所述一级气液分离器7分别与所述二级冷凝换热器8、所述一级乙二醇冷凝器13和所述凝液储罐23连接，所述二级气液分离器9分别与所述深冷换热器10、所述二级乙二醇冷凝器18和所述凝液储罐23连接，所述深冷气液分离器11分别与所述风机2、所述一级乙二醇冷凝器13、所述油气复温器16、所述二级乙二醇冷凝器18、所述氮气气化器21和所述凝液储罐23连接，所述一级乙二醇冷凝器13分别与所述一级乙二醇-水溶液储罐14和所述油气复温器16连接，所述二级乙二醇冷凝器18分别与所述二级乙二醇-水溶液储罐19和所述氮气气化器21连接，所述一级乙二醇-水溶液输送泵15与所述一级冷凝换热器6连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵20与所述二级冷凝换热器8连接，所述液氮输入管道12与所述深冷换热器10连接，所述氮气加热器27与所述一级冷凝换热器6连接；
其中，所述连接均为管路连接。
优选地，油气经过所述安全系统后，氧气体积含量低于8％。
优选地，所述一级冷凝换热器6的热侧为油气，冷侧采用-30℃～0℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述一级冷凝系统后，温度降至-20℃～5℃。
优选地，所述二级冷凝换热器8的热侧为油气，冷侧采用-45℃～-20℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述二级冷凝系统后，温度降至-40℃～-10℃。
优选地，所述深冷换热器10的热侧为油气，冷侧采用液氮或低温气氮作为冷源；所述油气经过所述深冷换热系统后，温度降至-160℃～-30℃。
优选地，所述一级乙二醇冷凝器13的热侧为出所述一级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温油气；所述乙二醇-水溶液经过所述一级乙二醇冷却系统后，温度降至-30℃～0℃。
优选地，所述二级乙二醇冷凝器18的热侧为出所述二级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温氮气；所述乙二醇-水溶液经过所述二级乙二醇冷却系统后，温度降至-45℃～-20℃。
优选地，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为30％～60％。
进一步优选地，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为60％。
优选地，所述油气复温器16和所述氮气气化器21均为翅片式换热器。
优选地，所述液氮输送及调节系统还包括一级冷凝器旁路调节阀28、二级冷凝器旁路调节阀29、一级乙二醇冷凝器旁路调节阀30和二级乙二醇冷凝器旁路调节阀31；
所述一级乙二醇-水溶液输送泵15通过所述一级冷凝器旁路调节阀28与所述一级乙二醇冷凝器13连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵20通过所述二级冷凝器旁路调节阀29与所述二级乙二醇冷凝器18连接，所述深冷气液分离器11通过所述一级乙二醇冷凝器旁路调节阀30与所述油气复温器16连接，所述深冷气液分离器11通过所述二级乙二醇冷凝器旁路调节阀31与所述氮气气化器21连接。
所述非稳态油气回收系统中所述一级冷凝换热器6通过调节乙二醇-水溶液的旁路流量来控制油气出口温度；所述二级冷凝换热器8通过调节乙二醇-水溶液的旁路流量来控制油气出口温度；所述深冷换热器10通过调节液氮流量来控制油气出口温度；所述一级乙二醇冷凝器13通过调节低温油气的旁路流量来控制乙二醇-水溶液出口温度；所述二级乙二醇冷凝器18通过调节低温氮气的旁路流量来控制乙二醇-水溶液出口温度；所述液氮调节阀根据油气出口温度自动调节液氮流量。
实施例2
如图1所示，本实施例的系统流程与实施例1相同。
本实施例的油气来自某石化厂的碳四油品罐区装车尾气，油气处理量为500m3/h，经检测，油气中非甲烷总烃含量约50g/m3，并含有一定量水蒸气。油气1经收集后，通过风机2送往缓冲罐3。由于油气1中氧气含量约21％，具有爆炸隐患，因此需要加入氮气进行稀释。氮气4同样送入缓冲罐3，油气与氮气在缓冲罐中充分混合后排出，使用氧气浓度分析仪5测量混合后油气中的氧含量，并控制稀释氮气的流量，以保证氧含量低于8％，此时加入的稀释氮气4的量约820m3/h，稀释后的油气流量约1320m3/h。
稀释后的油气首先进入一级冷凝换热器6，该换热器的冷源为60％乙二醇+40％水，温度为-5℃，通过调节一级冷凝器旁路调节阀28，以控制出一级冷凝换热器6的油气温度在0～5℃之间，以使大部分水蒸气冷凝液化，含量一定量冷凝液的油气在一级气液分离器7中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气进入二级冷凝换热器8。经过换热，温度升高的乙二醇溶液进入一级乙二醇冷凝器13进行降温。
二级冷凝换热器8的冷源同样为60％乙二醇+40％水，温度为-45℃，通过调节二级冷凝器旁路调节阀29，以控制出二级冷凝换热器8的油气温度在-35℃左右，以使一部分有机污染物冷凝液化，含有一定量冷凝液的油气在二级气液分离器9中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气进入深冷换热器10。经过换热，温度升高的乙二醇溶液进入二级乙二醇冷凝器18进行降温。
深冷换热器10采用0.8MPaG的液氮12作为冷源，温度约-170℃，通过调节液氮的流量，以控制出深冷换热器10的油气温度在-100℃左右，以使绝大部分有机污染物冷凝液化，含一定量冷凝液的油气在深冷气液分离器11中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气经过测量，其非甲烷总烃含量约3g/m3，再进入一级乙二醇冷凝器13。经过换热，已经完全气化的液氮进入二级乙二醇冷凝器18。
一级乙二醇冷凝器13的目的是利用出深冷换热器10的低温油气的冷量，冷却出一级冷凝换热器的高温乙二醇溶液。通过调节一级乙二醇冷凝器旁路调节阀30，控制乙二醇溶液的出口温度为-5℃左右，再进入一级乙二醇-水溶液储罐14，再经过一级乙二醇-水溶液输送泵15重新进入一级冷凝换热器6。出一级乙二醇冷凝器的油气，温度升高至约-30℃，再经过油气复温器16，升温至常温，进入油气输出管道17，去往下一处理工段。根据该油气的特点，下一处理工段采用催化氧化工艺。
二级乙二醇冷凝器18的目的是利用出深冷换热器10的低温氮气的冷量，冷却出二级冷凝换热器的高温乙二醇溶液。通过调节二级乙二醇冷凝器旁路调节阀31，控制乙二醇溶液的出口温度为-45℃左右，再进入二级乙二醇-水溶液储罐19，再经过二级乙二醇-水溶液输出泵20重新进入二级冷凝换热器8。出二级乙二醇冷凝器的氮气，温度升高至约-60℃，再经过氮气气化器21，升温至常温，经过调节压力后，业主进行氮气回用22。
在本实施例中，一级冷凝换热器6、一级气液分离器7、二级冷凝换热器8、二级气液分离器9、深冷换热器10和深冷气液分离器11均只采用一套，不需要备用。
本系统中的化霜系统为应急系统，仅在出现特殊的极端情况，或者误操作导致换热器发生冻堵现象时启用，正常操作时不需要。化霜氮气26经过加热器27加热至50℃～80℃后，进入换热器，对凝结的固体进行加热、融化，凝固的油气变为气态后，重新进入风机2，继续进行冷凝操作。
凝液储罐23中的油品，定期通过凝液输送泵24送入业主指定的油品出口25。
当油气流量突然降低至50m3/h，即使一级冷凝换热器的冷剂流量调整不及时，短时间仍保持较高的流量，但由于冷剂的温度稳定在-5℃，且换热器的壁温在-5～0℃之间，因此不会将油气中大量的水蒸气冷凝结霜，待冷剂流量自动调整到位后，系统重新恢复正常运行，整个动态过程中，换热器没有出现冻堵现象。
在本实施例中，即使油气的流量出现大幅波动，冷凝器也会保持正常的运行状态，不会出现冻堵现象。
对比例1
如图2所示，本对比例的油气同样来自某石化厂的碳四油品罐区装车尾气，油气处理量为500m3/h，经检测，油气中非甲烷总烃含量约50g/m3，并含有一定量水蒸气。油气1经收集后，通过风机2送往缓冲罐3。由于油气1中氧气含量约21％，具有爆炸隐患，因此需要加入氮气进行稀释。氮气4同样送入缓冲罐3，油气与氮气在缓冲罐中充分混合后排出，使用氧气浓度分析仪5测量混合后油气中的氧含量，并控制稀释氮气的流量，以保证氧含量低于8％，此时加入的稀释氮气4的量约820m3/h，稀释后的油气流量约1320m3/h。
稀释后的油气首先进入一级冷凝换热器6，该换热器的冷剂为经深冷换热器冷却后的-100℃的低温油气，通过调节低温油气的流量，以控制出一级冷凝换热器6的油气温度在0～5℃之间，以使大部分水蒸气冷凝液化，含量一定量冷凝液的油气在一级气液分离器7中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气进入二级冷凝换热器8。经过换热，温度升高的低温油气进入油气复温器19恢复常温后，去往下一级处理装置20。
二级冷凝换热器8的冷源为经深冷换热器后的-160℃的低温氮气，通过调节低温氮气的流量，以控制出二级冷凝换热器8的油气温度在-35℃左右，以使一部分有机污染物冷凝液化，含有一定量冷凝液的油气在二级气液分离器9中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气进入深冷换热器10。经过换热，温度升高的氮气进入氮气气化器21升至常温后，进入氮气管网22回用。
深冷换热器10采用0.8MPaG的液氮18作为冷源，温度约-170℃，通过调节液氮的流量，以控制出深冷换热器10的油气温度在-100℃左右，以使绝大部分有机污染物冷凝液化，含量一定量冷凝液的油气在深冷气液分离器11中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气经过测量，其非甲烷总烃含量约3g/m3，再进入一级冷凝器6回收冷量后，进入油气复温器19升至常温后，进入下一级处理装置20。
一级冷凝换热器6、一级气液分离器7、二级冷凝换热器8、二级气液分离器9、深冷换热器10和深冷气液分离器11均需采用双通道，相对应的为一级冷凝换热器12、一级气液分离器13、二级冷凝换热器14、二级气液分离器15、深冷换热器16和深冷气液分离器17。当正在进行冷凝操作的任何一台换热器出现冻堵现象后，立即切换至另一条油气通道，继续进行冷凝操作。而出现冻堵现象的换热器进行化霜操作。化霜氮气26经过加热器27加热至50℃～80℃后，进入换热器，对凝结的固体进行加热、融化，凝固的油气变为气态后，重新进入风机2，继续进行冷凝操作。
凝液储罐23中的油品，定期通过凝液泵24送入业主指定的油品出口25。
当油气流量突然降低至50m3/h，一级冷凝换热器的冷剂流量无法及时调整，短时间保持较高的流量，由于冷剂的温度在-100℃左右，且换热器的壁温在-100～-50℃之间，油气中大量的水蒸气会冷凝结霜，将换热器通道冻堵，影响系统的正常运行，即使冷剂流量经调整后恢复正常，冻堵现象也不会好转。
在本对比例中，当油气的流量出现大幅波动，冷凝器会出现冻堵现象。
对比例2
如图3所示，本对比例的油气同样来自某石化厂的碳四油品罐区装车尾气，油气处理量为500m3/h，经检测，油气中非甲烷总烃含量约50g/m3，并含有一定量水蒸气。油气1经收集后，通过风机2送往缓冲罐3。由于油气1中氧气含量约21％，具有爆炸隐患，因此需要加入氮气进行稀释。氮气4同样送入缓冲罐3，油气与氮气在缓冲罐中充分混合后排出，使用氧气浓度分析仪5测量混合后油气中的氧含量，并控制稀释氮气的流量，以保证氧含量低于8％，此时加入的稀释氮气4的量约820m3/h，稀释后的油气流量约1320m3/h。
一级冷凝器6和12、二级冷凝器8和14和深冷换热器10和16的冷媒均采用0.8MPaG的液氮18。
稀释后的油气首先进入一级冷凝换热器6，通过调节液氮18的流量，以控制出一级冷凝换热器6的油气温度在0～5℃之间，以使大部分水蒸气冷凝液化，含量一定量冷凝液的油气在一级气液分离器7中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气进入二级冷凝换热器8。经过换热，氮气进入氮气气化器21恢复常温后，去往氮气回用22。
在二级冷凝换热器8中，通过调节液氮18的流量，以控制出二级冷凝换热器8的油气温度在-35℃左右，以使一部分有机污染物冷凝液化，含有一定量冷凝液的油气在二级气液分离器9中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气进入深冷换热器10。经过换热，氮气进入氮气气化器21恢复常温后，去往氮气回用22。
在深冷换热器10中，通过调节液氮18的流量，以控制出深冷换热器10的油气温度在-100℃左右，以使绝大部分有机污染物冷凝液化，含量一定量冷凝液的油气在深冷气液分离器11中实现气液分离，冷凝液流入凝液储罐23，不凝气经过测量，其非甲烷总烃含量约3g/m3，再进入油气复温器19升至常温后，进入下一级处理装置20。经过换热后的氮气进入氮气气化器21恢复常温后，去往氮气回用22。
一级冷凝换热器6、一级气液分离器7、二级冷凝换热器8、二级气液分离器9、深冷换热器10和深冷气液分离器11均需采用双通道，相对应的为一级冷凝换热器12、一级气液分离器13、二级冷凝换热器14、二级气液分离器15、深冷换热器16和深冷气液分离器17。当正在进行冷凝操作的任何一台换热器出现冻堵现象后，立即切换至另一条油气通道，继续进行冷凝操作。而出现冻堵现象的换热器进行化霜操作。化霜氮气26经过加热器27加热至50℃～80℃后，进入换热器，对凝结的固体进行加热、融化，凝固的油气变为气态后，重新进入风机2，继续进行冷凝操作。
凝液储罐23中的油品，定期通过凝液泵24送入业主指定的油品出口25。
当油气流量突然降低至50m3/h，一级冷凝换热器的冷剂流量无法及时调整，短时间保持较高的流量，由于冷剂的温度在-170℃左右，且换热器的壁温在-170～-120℃之间，油气中大量的水蒸气会冷凝结霜，将换热器通道冻堵，影响系统的正常运行，即使冷剂流量经调整后恢复正常，冻堵现象也不会好转。
在本对比例中，当油气的流量出现大幅波动，冷凝器会出现冻堵现象。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种非稳态油气回收系统，其特征在于，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统；
所述进气系统包括依次连接的油气输入管道(1)和风机(2)，所述安全系统包括依次连接的氮气稀释管道(4)、缓冲罐(3)和氧气浓度分析仪(5)，所述一级冷凝系统包括依次连接的一级冷凝换热器(6)和一级气液分离器(7)，所述二级冷凝系统包括依次连接的二级冷凝换热器(8)和二级气液分离器(9)，所述深冷换热系统包括依次连接的深冷换热器(10)和深冷气液分离器(11)，所述一级乙二醇冷却系统包括一级乙二醇冷凝器(13)，所述二级乙二醇冷却系统包括二级乙二醇冷凝器(18)，所述乙二醇存储与输送系统包括依次连接的一级乙二醇-水溶液储罐(14)和一级乙二醇-水溶液输送泵(15)，以及依次连接的二级乙二醇-水溶液储罐(19)和二级乙二醇-水溶液输送泵(20)，所述低温油气升温系统包括依次连接的油气复温器(16)和油气输出管道(17)，所述低温氮气升温系统包括依次连接的氮气气化器(21)和氮气输出管道(22)，所述液氮输送及调节系统包括液氮输入管道(12)，所述凝液回收及输送系统包括依次连接的凝液储罐(23)、凝液输送泵(24)和凝液输出管道(25)，所述化霜系统包括依次连接氮气化霜管道(26)和氮气加热器(27)；
所述风机(2)与所述缓冲罐(3)连接，所述氧气浓度分析仪(5)与所述一级冷凝换热器(6)连接，所述一级气液分离器(7)分别与所述二级冷凝换热器(8)、所述一级乙二醇冷凝器(13)和所述凝液储罐(23)连接，所述二级气液分离器(9)分别与所述深冷换热器(10)、所述二级乙二醇冷凝器(18)和所述凝液储罐(23)连接，所述深冷气液分离器(11)分别与所述风机(2)、所述一级乙二醇冷凝器(13)、所述油气复温器(16)、所述二级乙二醇冷凝器(18)、所述氮气气化器(21)和所述凝液储罐(23)连接，所述一级乙二醇冷凝器(13)分别与所述一级乙二醇-水溶液储罐(14)和所述油气复温器(16)连接，所述二级乙二醇冷凝器(18)分别与所述二级乙二醇-水溶液储罐(19)和所述氮气气化器(21)连接，所述一级乙二醇-水溶液输送泵(15)与所述一级冷凝换热器(6)连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵(20)与所述二级冷凝换热器(8)连接，所述液氮输入管道(12)与所述深冷换热器(10)连接，所述氮气加热器(27)与所述一级冷凝换热器(6)连接；
其中，所述连接均为管路连接。
2.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，油气经过所述安全系统后，氧气体积含量低于8％。
3.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述一级冷凝换热器(6)的热侧为油气，冷侧采用-30℃～0℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述一级冷凝系统后，温度降至-20℃～5℃。
4.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述二级冷凝换热器(8)的热侧为油气，冷侧采用-45℃～-20℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述二级冷凝系统后，温度降至-40℃～-10℃。
5.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述深冷换热器(10)的热侧为油气，冷侧采用液氮或低温气氮作为冷源；所述油气经过所述深冷换热系统后，温度降至-160℃～-30℃。
6.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述一级乙二醇冷凝器(13)的热侧为出所述一级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温油气；所述乙二醇-水溶液经过所述一级乙二醇冷却系统后，温度降至-30℃～0℃。
7.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述二级乙二醇冷凝器(18)的热侧为出所述二级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温氮气；所述乙二醇-水溶液经过所述二级乙二醇冷却系统后，温度降至-45℃～-20℃。
8.根据权利要求3-7任一项所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为30％～60％。
9.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述油气复温器(16)和所述氮气气化器(21)均为翅片式换热器。
10.根据权利要求1所述的非稳态油气回收系统，其特征在于，所述液氮输送及调节系统还包括一级冷凝器旁路调节阀(28)、二级冷凝器旁路调节阀(29)、一级乙二醇冷凝器旁路调节阀(30)和二级乙二醇冷凝器旁路调节阀(31)；
所述一级乙二醇-水溶液输送泵(15)通过所述一级冷凝器旁路调节阀(28)与所述一级乙二醇冷凝器(13)连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵(20)通过所述二级冷凝器旁路调节阀(29)与所述二级乙二醇冷凝器(18)连接，所述深冷气液分离器(11)通过所述一级乙二醇冷凝器旁路调节阀(30)与所述油气复温器(16)连接，所述深冷气液分离器(11)通过所述二级乙二醇冷凝器旁路调节阀(31)与所述氮气气化器(21)连接。
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