CN117511590A - 一种大罐气回收装置及其回收工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大罐气回收装置及回收工艺，其包括撬座、设置在撬座上的抽气压缩机系统、与抽气压缩机系统连通的闪蒸气压缩机系统以及分别连接在抽气压缩机系统和闪蒸气压缩机系统上的旁通管路和阀门。通过螺杆压缩机特有的结构，可以提供稳定、无气流脉动的压缩天然气，消除了过度的振动可能，实现连续的吸气、压缩、排气的工作循环，被压缩的天然气经排气口排出经油气分离器和空冷器后进入到闪蒸气压缩机，经过多级压缩分离和空冷后排出，大大提高回收效率及回收效果，集输过程安全可靠。

Description

一种大罐气回收装置及其回收工艺

技术领域

本发明涉及油气回收技术领域，具体涉及一种大罐气回收装置及其回收工艺。

背景技术

大罐在进油、出油、储存油、油水分离、沉降的过程中，因油性、压力、温度、容积空间的变化会有一定量的天然气从原油中挥发出来，它随进油量大、油质轻、分离器压力高、温度高而挥发量增大。因从井上来油、各个小站上来油其量不是一个稳定的值，油、气、水进分离器把气分掉(有三相分离器的把水也分掉)，故进大罐的液相，(或油相)的量大小是不稳定的，从各油罐挥发出来的天然气量也是不平稳忽大忽小波动较大的，这样忽大忽小的天然气直接进入压缩机、压缩机是不可能正常工作的。并且现有的回收装置油气损耗高，集输效果差，容易造成环境污染和输送储存中的危险。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种大罐气回收装置及其回收工艺。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种大罐气回收装置，包括撬座、稳压罐、设置在撬座上的抽气压缩机系统、与抽气压缩机系统连通的闪蒸气压缩机系统以及分别连接在抽气压缩机系统和闪蒸气压缩机系统上的旁通管路和阀门；

抽气压缩机系统包括螺杆压缩机、用于驱动螺杆压缩机工作的主电机、通过管路与所述螺杆压缩机连接的油气分离器、通过管路与油气分离器连接的抽气空冷器以及通过管路与抽气空冷器连接的过滤分离器，且气液经所述过滤分离器处理后分别输送至闪蒸气压缩机系统、稳压罐和低压气系统。

进一步地，闪蒸气压缩机系统包括是闪蒸气压缩机、用于驱动闪蒸气压缩机工作的主电机、闪蒸气前置过滤分离器、与闪蒸气前置过滤分离器依次连通的级间过滤分离器和空冷器、与空冷器依次连通的出口过滤分离器和空冷器，闪蒸气前置过滤分离器的入口端连接在抽气压缩机系统的过滤分离器的出口端。

进一步地，稳压罐、抽气压缩机系统的各个分离器以及闪蒸气压缩机系统的各个分离器分别设置有液位计、自动和手动排污装置，排污装置将液体从撬座上的排污口进行外排。

进一步地，螺杆压缩机包括压缩机机壳、位于压缩机机壳内部的阳转子和阴转子以及位于压缩机机壳两端且与阳转子和阴转子配合的进气端轴承4和排气端轴承，阴转子和阳转子上分别开设有螺旋槽，阴转子3的螺旋槽与阳转子的螺旋槽相啮合。

进一步地，管路包括压缩机进气和排气管路、旁通管路、放空管路和排污管路，用以实现压缩气体的安全输送和机组的启动、停机、加载、卸载、空负荷及负荷运行。

进一步地，进气总管路上设置进气安全阀，排气管路上设置排气安全阀，各安全阀出口接放空总管。

本发明还提供了一种大罐气回收工艺，采用大罐气回收装置进行，其特征在于，包括以下步骤：

S1：连接各部分，并保证各部分连接的气密性；

S2：将大罐气与缓冲罐、装车放空装置、三相分离器、凝析油稳定装置、闪蒸气及闪蒸气压缩机系统放空气汇集至稳压罐，进入螺杆压缩机进行增压处理；

S3：将增压后的气体经油气分离器后再经抽气空冷器冷却至50℃后，进入过滤分离器分离，并分路外输；

S4：经抽气压缩机增压后的大罐挥发气，进入闪蒸气前置过滤分离器；

S5：S4中处理后的气体经一级压缩后进入级间过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却至50℃；

S6：再经二级压缩后进入出口过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却30至50℃，最后经计量排出橇外，输送至下游系统。

进一步地，步骤S3中，过滤分离器分离后分三路，一路做为闪蒸气增压经计量后外输，一路作为大罐气稳压罐补气气源，一路直接经计量后去低压气系统外输。

进一步地，步骤S3中，通过抽气缓冲罐过滤分离出的凝液，送至未稳定原油罐。

进一步地，抽气压缩机入口压力为-0.1-0.7KPa。

本发明具有以下有益效果：本发明所提供的一种大罐气回收装置及其回收工艺，其结构可靠，通过螺杆压缩机特有的结构，可以提供稳定、无气流脉动的压缩天然气，消除了过度的振动可能，实现连续的吸气、压缩、排气的工作循环，被压缩的天然气经排气口排出经油气分离器和空冷器后进入到闪蒸气压缩机，经过多级压缩分离和空冷后排出，大大提高回收效率及回收效果，集输过程安全可靠。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明后视图；

图3为图1中A-A向示意图；

图4为图1中B-B向示意图；

图5为图1中C向示意图；

图6为图1中D向示意图；

图7为本发明中抽气压缩机系统流程示意图；

图8为本发明中闪蒸气压缩机系统流程示意图；

图9为本发明中螺杆压缩机结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1至图6所示，一种大罐气回收装置，包括撬座、稳压罐、设置在撬座上的抽气压缩机系统、与所述抽气压缩机系统连通的闪蒸气压缩机系统以及分别连接在所述抽气压缩机系统和闪蒸气压缩机系统上的旁通管路和阀门。

大罐抽气压缩机运行时，压缩机负载根据稳压罐罐顶压力进行加减载，当稳压罐罐顶压力高时压缩机加载以控制稳压罐罐顶压力，稳压罐罐顶压力低时压缩机减载。当稳压罐罐顶压力过低时启动补气阀进行补气维持压缩机运行，避免停机。当稳压罐罐顶压力低于联锁值时，压缩机停机保护。旁通管路用于机组稳定稳压罐压力，以满足维持原油罐罐顶压力的目的，为了防止下游高压气体倒流入压缩机工艺气系统，在抽气压缩机入口管路上设置止回阀。在抽气压缩机组进口配置26m³容积稳压罐，大容积的稳压罐是为了缓冲、稳定工艺气的压力，并反馈到原油罐维持的四个原油罐罐顶压力稳定在0.2～0.5KPa范围内。稳压罐工艺气出口配置丝网除沫器，通过拦截、碰撞、方向改变使大多数的油从天然气中分离出来，形成的油滴聚合成较大的颗粒，在重力的作用下落入稳压罐的下部，过滤掉原油罐来的凝析油、固体颗粒等杂质。

所述抽气压缩机系统包括螺杆压缩机、用于驱动螺杆压缩机工作的主电机、通过管路与所述螺杆压缩机连接的油气分离器、通过管路与油气分离器连接的抽气空冷器以及通过管路与所述抽气空冷器连接的过滤分离器，且气液经所述过滤分离器处理后分别输送至闪蒸气压缩机系统、稳压罐和低压气系统。大罐气与缓冲罐、装车放空装置、三相分离器、凝析油稳定装置闪蒸气汇集至稳压罐，进入螺杆压缩机增压至0.65MPa(g)；经油气分离器后再经抽气空冷器冷却至50℃后，进入过滤分离器分离后分三路，一路做为闪蒸气增压经计量后外输，一路作为大罐气稳压罐补气气源，一路直接经计量后去低压气系统外输(备用)。抽气缓冲罐过滤分离出的凝液，送至未稳定原油罐。抽气压缩机入口压力控制在-0.1～0.7KPa(g)，以维持大罐正常操作压力200～500Pa(g)。

油气分离器：在分离器内通过拦截、碰撞、方向改变使大多数的油从天然气中分离出来，形成的油滴聚合成较大的颗粒，在重力的作用下落入罐的下部。只剩下一些非常细小的油雾，在流经油气分离器滤芯时，通过碰撞、弥散、拦截而在滤芯纤维上凝聚成细小的油滴。凝聚在滤芯外表纤维上的油滴，在重力的作用下滴落到筒体下部的油面；凝聚在内部纤维上的油滴，则最终汇集在滤芯的底部。从滤芯的底部引出一根二次回油管，接回到压缩机的吸气腔，在压差的作用下，使聚集在滤芯底部的油流回到压缩机的吸气腔。油气分离器是整体结构，分离器滤芯能将油雾凝聚其表面成油滴，滴入分离器的底部，被回油管回收流回压缩腔内。分离器芯一旦被撞击变形，哪怕一点压痕都会影响分离效率导致压缩机出气含油量过高，甚至该部件上的一个微小的孔都将导致非常高的含油量。油气分离滤芯将天然气和润滑油在油气桶中分离，油气分离滤芯需要定期更换，油气分离滤芯前后装有压差表，当压差表的读数为100Kpa时，需要更换油气分离器滤芯。

如图1至图8所示，图示中，C-101为螺杆压机，C-102为闪蒸气压缩机，M-101为主电机(驱动螺杆机)，M-102为主电机(驱动往复机)，E-101空冷器(螺杆机)，E-102空冷器(往复机)，V-101为大罐气稳压罐，V-102为油气分离器，V-103为抽气压缩分离器，V-104为闪蒸气压缩机进气分离器，V-105为闪蒸气压缩机级间进气分离器，V-106为闪蒸气压缩机排气分离器，TK-101为油箱，TK-102为废油罐，LCP-001为数据采集箱，JBX-002为动力接线箱(泵、电机)，JBX-003为动力接线箱(加热、伴热)，JBX-004为仪接线箱。TP-G01为未定原油罐来气进口，TP-G02为缓冲罐来气进口，TP-G03为三相分离器来气进口，TP-G04为凝析油稳定装置来气进口，TP-G05为装车放空装置来气进口，TP-G06为燃料气系统来气进口，TP-G07为去低压气系统出口，TP-G08为去高压气系统出口，TP-G09为去放空管线出口，TP-G10为闭排去未稳定原油罐出口，TP-G11为开排污水去污水罐出口，TP-G12为润滑油排污出口，TP-G13为撬座污水出口，TP-G14位仪表风进口。

如图9所示，螺杆压缩机包括压缩机机壳1、位于压缩机机壳1内部的阳转子2和阴转子3以及位于压缩机机壳1两端且与所述阳转子2和阴转子3配合的进气端轴承4和排气端轴承5，阴转子3和阳转子2上分别开设有螺旋槽，阴转子3的螺旋槽与阳转子2的螺旋槽相啮合。螺杆式压缩技术消除了其他种类压缩机常常出现的压力脉动，消除了任何过度振动可能。

在压缩机的机壳内，有一对相互平行的经精密加工的带螺旋形槽的转子(阳转子2和阴转子3)，在转子两端机壳的对角位置上分别开有进排气孔口。阴转子3的螺槽与阳转子2的螺齿相互啮合，又被阳转子2带动。工作时，天然气经过位于动力输入端的进气口进入机壳内，当转子转过机壳上的吸气孔口边缘时，一部分吸入的天然气被封闭在阴、阳转子2和机壳构成的螺槽封闭容积中，螺槽封闭容积随着阴阳转子2的啮合运动而不断变化，从而实现连续的吸气、封闭、压缩、排气的工作循环，被压缩的天然气经排气口排出进入油气分离器中。压缩机采用内置齿轮驱动形式，齿轮等级为AGMAⅡ级。多种齿速比提供了经济、高效的压缩机选择。无论采用燃气引擎驱动，还是采用电机驱动、燃料气驱动均能提供最优化的驱动组合。螺杆机运动部件少，意味着需要维护保养的部件少，没有活塞机上必须的气阀、密封、活塞环等需要定期维护保养更换的部件，减少停机时间。有油螺杆式压缩机的润滑油具有密封、冷却和润滑的作用。润滑油可以密封阴阳转子2之间的间隙，提升压缩效率；冷却压缩气体，允许较高的单级压缩比；润滑转子及轴承，提高使用寿命。转子的进气端采用滚柱轴承、排气端采用圆锥滚子轴承，所选轴承采用超长寿命轴承。所有的轴承均配有防腐蚀钢罩，特殊设计的轴承内间隙。轴承采用L10级别，寿命至少达到80000小时。转子定位轴封确保完美密封，即使在负压吸气情况下，外界空气也不会进入转子压缩腔，润滑油不会渗漏。压缩机允许最大0.67Bar(真空)负压吸气。转子材质采用球墨铸铁材料，不需要担心气体中的CO2和H2S对转子的腐蚀(CO2腐蚀采用40Cr的转子)。

密封O型圈采用Viton材料，该材料耐磨、耐高温、耐腐蚀，适合于甲烷、乙烷等气体的应用。由于转子间的润滑油膜，压缩机允许高速运转，这样使得压缩机更加紧凑，减少成本。所有铸铁或钢结构内均不含铜或铜合金，因此压缩机可适用于天然气、燃料气，腐蚀性气体等多重应用场合。

压缩机具有可选容积比(Vi)调整功能。通过调整，使用压缩机的内压缩比，与实际应用情况相匹配，以达到最高的压缩效率。

所述闪蒸气压缩机系统包括闪蒸气压缩机、用于驱动闪蒸气压缩机工作的主电机、闪蒸气前置过滤分离器、与所述闪蒸气前置过滤分离器依次连通的级间过滤分离器和空冷器、与所述空冷器依次连通的出口过滤分离器和空冷器，所述闪蒸气前置过滤分离器的入口端连接在所述抽气压缩机系统的过滤分离器的出口端。经抽气压缩机增压后的大罐挥发气，进入闪蒸气前置过滤分离器；经一级压缩后进入级间过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却至50℃；再经二级压缩后进入出口过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却大罐气回收装置30至50℃，最后经计量排出橇外，输送至下游系统。

闪蒸气压缩机主要由机体、十字头滑道体、气缸、曲轴、连杆、十字头、活塞、润滑系统等组成。曲轴前端为动力输入端，安装联轴器；后端配置润滑系统。曲轴通过驱动机构带动机体油泵和注油器。压缩机气缸均水平安装，所有进、排气口分别布置于气缸的上、下部，便于压缩过程可能生成的液体尽快排出气缸。十字头体外端设有支撑，避免了由于气缸重量引起气缸孔与十字头滑道不同轴，并能减少机组的振动。

所述稳压罐、抽气压缩机系统的各个分离器以及闪蒸气压缩机系统的各个分离器分别设置有液位计、自动和手动排污装置，排污装置将液体从撬座上的排污口进行外排。所述管路包括压缩机进气和排气管路、旁通管路、放空管路和排污管路，用以实现压缩气体的安全输送和机组的启动、停机、加载、卸载、空负荷及负荷运行。所述进气总管路上设置进气安全阀，排气管路上设置排气安全阀，各安全阀出口接放空总管。

本发明还提供了一种大罐气回收工艺，采用大罐气回收装置进行，包括以下步骤：

S1：连接各部分，并保证各部分连接的气密性；

S2：将大罐气与缓冲罐、装车放空装置、三相分离器、凝析油稳定装置闪蒸气及闪蒸气压缩机系统放空气汇集至稳压罐，进入螺杆压缩机进行增压；抽气压缩机入口压力为-0.1-0.7KPa。

S3：将增压后的气体经油气分离器后再经抽气空冷器冷却至50℃后，进入过滤分离器分离，并分路外输。

具体地，过滤分离器分离后分三路，一路做为闪蒸气增压经计量后外输，一路作为大罐气稳压罐补气气源，一路直接经计量后去低压气系统外输。

通过抽气缓冲罐过滤分离出的凝液，送至未稳定原油罐。

S4：经抽气压缩机增压后的大罐挥发气，进入闪蒸气前置过滤分离器；

S5：S4中处理后的气体经一级压缩后进入级间过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却至50℃；

S6：再经二级压缩后进入出口过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却30至50℃，最后经计量排出橇外，输送至下游系统。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大罐气回收装置，其特征在于，包括撬座、稳压罐、设置在撬座上的抽气压缩机系统、与所述抽气压缩机系统连通的闪蒸气压缩机系统以及分别连接在所述抽气压缩机系统和闪蒸气压缩机系统上的旁通管路和阀门；

所述抽气压缩机系统包括螺杆压缩机、用于驱动螺杆压缩机工作的主电机、通过管路与所述螺杆压缩机连接的油气分离器、通过管路与油气分离器连接的抽气空冷器以及通过管路与所述抽气空冷器连接的过滤分离器，且气液经所述过滤分离器处理后分别输送至闪蒸气压缩机系统、稳压罐和低压气系统。

2.根据权利要求1所述的大罐气回收装置，其特征在于，所述闪蒸气压缩机系统包括闪蒸气压缩机、用于驱动所述闪蒸气压缩机工作的主电机、闪蒸气前置过滤分离器、与所述闪蒸气前置过滤分离器依次连通的级间过滤分离器和空冷器、与所述空冷器依次连通的出口过滤分离器和空冷器，所述闪蒸气前置过滤分离器的入口端连接在所述抽气压缩机系统的过滤分离器的出口端。

3.根据权利要求1所述的大罐气回收装置，其特征在于，所述稳压罐、抽气压缩机系统的各个分离器以及闪蒸气压缩机系统的各个分离器分别设置有液位计、自动和手动排污装置，排污装置将液体从撬座上的排污口进行外排。

4.根据权利要求1所述的大罐气回收装置，其特征在于，所述螺杆压缩机包括压缩机机壳(1)、位于所述压缩机机壳(1)内部的阳转子(2)和阴转子(3)以及位于压缩机机壳(1)两端且与所述阳转子(2)和阴转子(3)配合的进气端轴承(4)和排气端轴承(5)，所述阴转子(3)和所述阳转子(2)上分别开设有螺旋槽，所述阴转子(3)的螺旋槽与阳转子(2)的螺旋槽相啮合。

5.根据权利要求4所述的大罐气回收装置，其特征在于，所述管路包括压缩机进气和排气管路、旁通管路、放空管路和排污管路，用以实现压缩气体的安全输送和机组的启动、停机、加载、卸载、空负荷及负荷运行。

6.根据权利要求5所述的大罐气回收装置，其特征在于，进气总管路上设置进气安全阀，排气管路上设置排气安全阀，各安全阀出口接放空总管。

7.一种大罐气回收工艺，采用权利要求1至6任一项所述的大罐气回收装置进行，其特征在于，包括以下步骤：

S1：连接各部分，并保证各部分连接的气密性；

S2：将大罐气与缓冲罐、装车放空装置、三相分离器、凝析油稳定装置闪蒸气及闪蒸气压缩机系统放空气汇集至稳压罐，进入螺杆压缩机进行增压；

S3：将增压后的气体经油气分离器后再经抽气空冷器冷却至50℃后，进入过滤分离器分离，并分路外输；

S4：经抽气压缩机增压后的大罐挥发气，进入闪蒸气前置过滤分离器；

S5：S4中处理后的气体经一级压缩后进入级间过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却至50℃；

S6：再经二级压缩后进入出口过滤分离器和空冷器，通过过滤后并冷却30至50℃，最后经计量排出橇外，输送至下游系统。

8.根据权利要求7所述的大罐气回收工艺，其特征在于，步骤S3中，过滤分离器分离后分三路，一路做为闪蒸气增压经计量后外输，一路作为大罐气稳压罐补气气源，一路直接经计量后去低压气系统外输。

9.根据权利要求7所述的大罐气回收工艺，其特征在于，步骤S3中，通过抽气缓冲罐过滤分离出的凝液，送至未稳定原油罐。

10.根据权利要求7所述的大罐气回收工艺，其特征在于，抽气压缩机入口压力为-0.1-0.7KPa。