CN201280427Y - 油气回收装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种油气回收装置，包括汽油回收罐、输油泵、真空泵、入口控制阀、出口控制阀、控制器、管线，还包括通过管线与入口控制阀顺序相连的冷凝单元、吸收罐、膜分离单元，冷凝单元通过输油泵和带出口控制阀的管线连接汽油回收罐，膜分离单元通过真空泵连接冷凝单元，冷凝单元为降低油气温度使得油气冷凝为液体的装置，吸收罐为吸收低烃油气的装置，膜分离单元为分离油气和空气的装置。采用该装置能够将油气回收利用，并具有回收率高，节约能源，净化环境等优点。

Description

油气回收装置

技术领域

本实用新型涉及一种油气回收装置，特别是一种在油品装车或装船等储运过程中进行油气回收的装置。

背景技术

在油品储运过程中，通常会发生油品的蒸发损耗，目前国内炼油厂的油品储运系统总蒸发损耗约为炼油厂原油加工量的0.3％，其中主要是储运损耗，约占总挥发损耗的60％，按我国目前原油产量约1.4亿吨估算，全国每年原油和成品油的总损耗量将达到42万吨，这相当于一个中等油田和炼厂的采炼量，其价值在30亿元人民币以上。油品的蒸发损耗不仅造成油资源的浪费，油品质量的下降，而且由于大量油蒸汽进入大气，既造成严重的环境污染，也给生产留下了严重的火灾隐患。控制油品储运系统的蒸发损耗主要是控制烃蒸汽的排放，通常有两条途径来实现，一是减少或抑制油气的排放，如大量采用浮顶油罐存储油品，减少储罐的温度变化，改进油品调和方式以及采用浸没式鹤管或底部装油系统，避免采用飞溅式装车等，但是这种途径仍有部分油气被排放到大气中，造成资源浪费和环境污染。二是把排放的油气收集并加以处理回收，但是现有的油气回收装置的回收率比较低，经回收处理后仍有少量的油气混合气被排放到空气中，造成二次污染，不利于环境的保护，会带来安全隐患。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种油气回收装置，采用该装置能够将油气回收利用，并具有回收率高，节约能源，净化环境等优点。

本实用新型的技术方案如下：

一种油气回收装置，包括汽油回收罐、输油泵、真空泵、入口控制阀、出口控制阀、控制器、管线，其特征在于，还包括通过管线与入口控制阀顺序相连的冷凝单元、吸收罐、膜分离单元，所述冷凝单元通过输油泵和带出口控制阀的管线连接汽油回收罐，所述膜分离单元通过真空泵连接冷凝单元，所述冷凝单元为降低油气温度使得油气冷凝为液体的装置，所述吸收罐为吸收低烃油气的装置，所述膜分离单元为分离油气和空气的装置。

上述冷凝单元包括压缩机和制冷剂，所述制冷剂为液氨。

上述冷凝单元还包括冷却水预冷装置，所述冷却水预冷装置为具有壳体的热交换器，所述冷却水预冷装置设置于带入口控制阀的管线和压缩机的入口之间。

冷凝单元内设置温度传感器和第一液位传感器，所述控制器分别采集温度传感器和第一液位传感器的信号。

上述膜分离单元包括有机复合分离膜。

上述带入口控制阀的管线的前端还设置有缓冲罐，所述缓冲罐包括除水装置并通过带缓冲罐出口控制阀的管线与输油泵相连，所述控制器控制缓冲罐出口控制阀的开启与关闭。

上述缓冲罐内设置第一压力传感器和第二液位传感器，所述控制器分别采集第一压力传感器和第二液位传感器的信号。

上述油气入口与缓冲罐之间的管线上设置有顺序相连的第二压力传感器、排气泵和缓冲罐入口控制阀，所述控制器控制缓冲罐入口控制阀和排气泵以及采集第二压力传感器的信号。

上述输油泵的出口与吸收罐的入口之间通过带入罐控制阀的管线连接，所述吸收罐的出口与汽油回收罐的入口之间通过带出罐控制阀的管线连接，所述控制器控制入罐控制阀和出罐控制阀的开启与关闭。

还包括流量计，所述流量计设置在汽油回收罐的入口端。

本实用新型的技术效果如下：

本实用新型一种油气回收装置，通过设置冷凝单元、吸收罐和膜分离单元，冷凝单元通过输油泵和带出口控制阀的管线连接汽油回收罐，膜分离单元通过真空泵连接冷凝单元，通过冷凝单元降低油气温度，可使得90％以上的油气冷凝为液体并通过输油泵送至汽油回收罐，5％的低烃油气经过吸收罐吸收低烃油气，再通过膜分离单元分离油气和空气，尾气排放时将分离后的空气和微量的油气排放到大气中，并保证排放气体中非甲烷总烃含量小于25g/Nm³，剩余少量油气再送回冷凝单元循环回收。采用冷凝/膜法组合工艺油气分离原理进行油气回收，该装置具有回收率高，节约能源，净化环境，降低安全隐患等优点。

冷凝单元采用压缩机和液氨制冷剂的机械制冷方法降低油气温度，使其蒸汽压达到或超过低温所对应的饱和蒸汽压而成为过饱和蒸汽，过饱和蒸汽冷凝为液体。该冷凝单元还可以是两级冷却，即：冷却水预冷装置作为一级冷却，压缩机和液氨制冷为二级冷却，通过冷却水预冷，使得二级冷却更容易实施，同时能够降低成本和节约能源。

膜分离单元包括有机复合分离膜，复合膜既有高效的气体渗透性和选择性，又保证了好的机械强度和优异的化学稳定性，避免了不必要的停车和复杂的预处理，并且具有装卸方便的特点，采用有机复合分离膜分离油气和空气，保证了最大回收率和分离效率。

在带入口控制阀的管线的前端还设置有缓冲罐，缓冲罐包括除水装置，能够去除混合油气中的空气中的水蒸汽，以免该水蒸气进入冷凝单元后冷却为冰从而将管线堵塞。

通过在缓冲罐内设置第一压力传感器和第二液位传感器，以及在油气入口与缓冲罐之间的管线上设置有顺序相连的第二压力传感器、排气泵和缓冲罐入口控制阀，均能够保证该油气回收装置的安全性。

输油泵的出口与吸收罐的入口之间通过带入罐控制阀的管线连接，吸收罐的出口与汽油回收罐的入口之间通过带出罐控制阀的管线连接，能够将液体油充满吸收罐，带走大部分低烃油气，然后流回汽油回收罐。

在汽油回收罐的入口端设置流量计，能够直观看到回收汽油量，也为考核该油气回收装置提供基础数据，并在汽油回收罐装满汽油时及时进行汽油回收罐更换。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为本实用新型装置实施例的结构示意图。

附图标记列示如下：

1-汽油回收罐，2-输油泵，3-真空泵，4-入口控制阀，5-出口控制阀，6-缓冲罐，7-冷凝单元，8-吸收罐，9--膜分离单元，10-温度传感器，11-第一压力传感器，12-第二压力传感器，13-第一排气泵，14-缓冲罐入口控制阀，15-入罐控制阀，16-出罐控制阀，17-真空泵控制阀，18-流量计，19-缓冲罐出口控制阀，20-第二排气泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行说明。

图1为本实用新型的结构示意图，一种油气回收装置，包括汽油回收罐1、输油泵2、真空泵3、入口控制阀4、出口控制阀5、控制器、管线，还包括通过管线与入口控制阀4顺序相连的冷凝单元7、吸收罐8、膜分离单元9，冷凝单元7通过输油泵2和带出口控制阀5的管线连接汽油回收罐1，膜分离单元9通过真空泵3连接冷凝单元7，冷凝单元7为降低油气温度使得油气冷凝为液体的装置，吸收罐8为吸收低烃油气的装置，膜分离单元9为分离油气和空气的装置。本实用新型采用冷凝/膜法组合工艺油气分离原理进行油气回收，利用烃类物质在不同温度下的饱和蒸汽压差异，通过冷凝单元降低油气温度，使其蒸汽压达到或超过低温所对应的饱和蒸汽压而成为过饱和蒸汽，过饱和蒸汽冷凝为液体，可使得90％以上的油气冷凝为液体并通过输油泵送至汽油回收罐，5％的低烃油气经过吸收罐进行回收，尾气排放时将膜分离单元分离后的空气和微量的油气排放到大气中，并保证排放气体中非甲烷总烃含量小于25g/Nm³，剩余少量油气再送回冷凝单元循环回收。该装置具有回收率高，节约能源，净化环境等优点。

图2为本实用新型装置实施例的结构示意图。其中，冷凝单元7包括冷却水预冷装置、压缩机和制冷剂，冷却水预冷装置选择为具有壳体的热交换器，压缩机压缩机制冷时间20分钟时，温度降低约50℃，制冷时间30分钟时，温度降低约70℃，制冷剂选择为液氨，该冷凝单元实行预冷、浅冷两级冷却的方式使得90％以上的油气冷凝为液体，即，冷却水预冷装置作为一级冷却，例如，将油气温度降为4℃左右，压缩机和液氨制冷为二级冷却，将油气温度降低至—70℃～—80℃，通过冷却水预冷，使得二级冷却更容易实施，同时能够降低成本和节约能源。并且该冷凝单元内还设置温度传感器10和第一液位传感器，并由控制器分别采集温度传感器和第一液位传感器的信号。

膜分离单元9中包括膜组件和超薄高效有机复合分离膜，复合膜既有高效的气体渗透性和选择性，又保证了好的机械强度和优异的化学稳定性，避免了不必要的停车和复杂的预处理，并且具有装卸方便的特点，采用有机复合分离膜分离油气和空气，剩余少量油气再通过真空泵控制阀17和真空泵3送回冷凝单元7循环回收，该装置在设计上采用迭代循环流程，保证了最大回收率和分离效率。

冷凝单元7通过第二排气泵20将空气和剩余的5％的低烃油气送至吸收罐8，吸收罐8为回收C2、C3、C4等低烃成分油气的装置，由于C2、C3、C4等低烃成分在—180℃以下才能冷凝为液体，采用冷凝方法回收成本很高，随着装置的长时间运行，该部分气体浓度会不断加大，可以采用在吸收罐8进行回收汽油吸收的办法进行低烃回收。

输油泵2的出口与吸收罐8的入口之间通过带入罐控制阀15的管线连接，吸收罐8的出口与汽油回收罐1的入口之间通过带出罐控制阀16的管线连接，冷凝单元7回收的汽油可通过带入罐控制阀15的管线进入吸收罐8，并将吸收罐8充满，然后该汽油连同低烃油气一起通过带出罐控制阀16的管线流出，然后流回汽油回收罐1。也可以在充满吸收罐8后不关闭入罐控制阀15，并开启出罐控制阀16，采用边进边出的方式回收。还可以在吸收罐8内安装有过滤捕及装置，如：在吸收罐8的中上部安装高目数的水平过滤网，这样，因网眼过密，气体无法透过该过滤网从而浓缩为雾状，低烃气体变为雾状更容易被汽油吸收带走。在汽油挥发的油气中，低烃成分很少，故只需很小的吸收罐即可满足要求。

在带入口控制阀4的管线的前端还设置有缓冲罐6，该缓冲罐6可以包括除水装置并通过带缓冲罐出口控制阀19的管线与输油泵2相连，其中，除水装置能够去除混合油气中的空气中的水蒸汽，以免该水蒸气进入冷凝单元7后冷却为冰从而将管线堵塞。该缓冲罐还有平衡压力，稳定流量的功能，同时也会产生少量的液体油通过输油泵2进行回收。

在缓冲罐6内设置第一压力传感器11和第二液位传感器，以及在油气入口与缓冲罐6之间的管线上设置有顺序相连的第二压力传感器12、第一排气泵13和缓冲罐入口控制阀14，并且，由控制器分别控制缓冲罐入口控制阀14和缓冲罐出口控制阀19的开启与关闭，以及采集第一压力传感器11、第二压力传感器12和第二液位传感器的信号，均能够保证该油气回收装置的安全性。

在汽油回收罐的入口端设置流量计18，通过流量计18计量回收汽油的质量，能够直观看到回收汽油量，并满足国家排放标准，也为考核该油气回收装置提供基础数据，并在汽油回收罐1装满汽油时及时进行汽油回收罐更换。

该油气回收装置的控制器采用PLC可编程逻辑控制器，CPU及电源冗余配置以确保机组可靠运行，同时，数据通过OPC通讯协议上传到控制室。

油气回收装置接收到操作人员发出的装车信号(开关量信号，手动操作)后自动启动冷凝单元的压缩机进行制冷。当混合油气(油气和空气混合气体)流经回收装置第二压力传感器12检测到的压力大于7000pa时，启动第一排气泵13、缓冲罐入口控制阀14，混合油气被排入缓冲罐6，第二压力传感器12的压力小于1000Pa时(可调)，关闭缓冲罐入口控制阀14、关闭第一排气泵13。当缓冲罐6内气体压力达到3个大气压时开启入口控制阀4、第二排气泵20、真空泵控制阀17和真空泵3，当缓冲罐6内气体压力小于1个大气压时，关闭入口控制阀4、第二排气泵20、真空泵控制阀17和真空泵3。油气和空气混合气体经过冷凝单元7冷却后，大部分油气冷凝为液体，当冷凝部分第一液位传感器检测到液位到达设定值，开启出口控制阀5、输油泵2，液体部分回收到汽油回收罐1，缓冲罐6内液位达到设定值时，打开缓冲罐出口控制阀19，液体回收到汽油回收罐1。在吸收罐8内安装有过滤捕及装置，气体无法透过过滤网并浓缩为雾状，还可包括有压力检测装置，压力达到设定值(设定为15000Pa，可调)开启入罐控制阀15，回收罐内气体。压力降到4500Pa，关闭入罐控制阀15。

装油结束后收到操作人员装油结束信号冷凝单元7停止制冷，第一排气泵13、缓冲罐入口控制阀14停止工作，第二排气泵20、真空泵3继续工作，待输油泵2停止工作(冷凝单元7无液位)后，停止真空泵3和第二排气泵20，油气回收系统停止工作。

本实用新型的油气回收装置用于油气回收，也可以用于其它有机气体如苯蒸气、油田开采伴生气的回收，或者是有机物在装卸(车、船)、开采过程中的产生的气体或是液体挥发出的气体的回收。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (10)

1、一种油气回收装置，包括汽油回收罐、输油泵、真空泵、入口控制阀、出口控制阀、控制器、管线，其特征在于，还包括通过管线与入口控制阀顺序相连的冷凝单元、吸收罐、膜分离单元，所述冷凝单元通过输油泵和带出口控制阀的管线连接汽油回收罐，所述膜分离单元通过真空泵连接冷凝单元，所述冷凝单元为降低油气温度使得油气冷凝为液体的装置，所述吸收罐为吸收低烃油气的装置，所述膜分离单元为分离油气和空气的装置。

2、根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述冷凝单元包括压缩机和制冷剂，所述制冷剂为液氨。

3、根据权利要求2所述的油气回收装置，其特征在于，所述冷凝单元还包括冷却水预冷装置，所述冷却水预冷装置为具有壳体的热交换器，所述冷却水预冷装置设置于带入口控制阀的管线和压缩机的入口之间。

4、根据权利要求2所述的油气回收装置，其特征在于，冷凝单元内设置温度传感器和第一液位传感器，所述控制器分别采集温度传感器和第一液位传感器的信号。

5、根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述膜分离单元包括有机复合分离膜。

6、根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，所述带入口控制阀的管线的前端还设置有缓冲罐，所述缓冲罐包括除水装置并通过带缓冲罐出口控制阀的管线与输油泵相连，所述控制器控制缓冲罐出口控制阀的开启与关闭。

7、根据权利要求6所述的油气回收装置，其特征在于，所述缓冲罐内设置第一压力传感器和第二液位传感器，所述控制器分别采集第一压力传感器和第二液位传感器的信号。

8、根据权利要求7所述的油气回收装置，其特征在于，所述油气入口与缓冲罐之间的管线上设置有顺序相连的第二压力传感器、排气泵和缓冲罐入口控制阀，所述控制器控制缓冲罐入口控制阀和排气泵以及采集第二压力传感器的信号。

9、根据权利要求1至8之一所述的油气回收装置，其特征在于，所述输油泵的出口与吸收罐的入口之间通过带入罐控制阀的管线连接，所述吸收罐的出口与汽油回收罐的入口之间通过带出罐控制阀的管线连接，所述控制器控制入罐控制阀和出罐控制阀的开启与关闭。

10、根据权利要求1所述的油气回收装置，其特征在于，还包括流量计，所述流量计设置在汽油回收罐的入口端。

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