CN214158626U - 一种用于油页岩油气回收的油水分离设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于油页岩油气回收的油水分离设备，其包括相互连接的制氮装置及循环池，制氮装置制备氮气并通入循环池内以将循环池内的气体排出；制氮装置包括依次连接的空压机、空气处理单元、变压吸附制氮装置、及控制装置；循环池为设有一放散塔的密封空间，内部包括若干油水处理池，相邻油水处理池之间相互隔断，且所有油水处理池上方空间相连通，该油水分离设备在现有的循环池基础上增加制氮装置，通过向循环池中通入氮气以将循环池内的可燃性气体及时排出，避免在循环池内积聚，有效地提高了循环池的安全性，且该结构下循环池为设有一放散塔的密封空间，满足环保要求。

Description

一种用于油页岩油气回收的油水分离设备

技术领域

本实用新型涉及油页岩干馏技术领域，特别涉及一种用于油页岩油气回收的油水分离设备。

背景技术

目前回收页岩油的过程包括气液分离和油水分离两部分工艺，其中：

气液分离部分：来自干馏炉的气体页岩油经过气液分离器、旋喷塔、间冷器冷却，电捕器吸附，转化为气态回收。作为载体的干馏气经风机送至系统循环使用，剩余干馏气送至气柜与煤气炉产生的煤气一同作为加热炉燃料，也可通过火炬燃烧。

油水分离部分：气液分离器分离出的油水进入集泥罐隔除油泥后进入热循环池；旋喷塔、间冷器洗涤、冷却出的油水进入冷循环池；电捕及风机水封罐内的油水进入清油池。冷、热循环池内的油水由于重力作用分层，上层页岩油溢流至油池。油池、清油池内的页岩油经泵送至油中间罐静置、脱水后，送至罐区。

循环池内存放油水混合物，由于页岩油的密度比水小，且具有挥发性，同时循环池内部工艺温度在50～70℃之间，造成循环池内上部空间内聚集挥发性可燃气体。随着环保要求的提高，循环池表面的观察孔及检修孔被要求封堵，只剩单一放散管排放池内聚集的气体，排放能力不足极易造成可燃气体聚集，存在较大安全隐患。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种用于油页岩油气回收的油水分离设备，其能及时将循环池内的可燃性气体及时排出，有效提高油水分离设备的安全性。

为解决上述技术问题，本实用新型提出如下技术方案：

一种用于油页岩油气回收的油水分离设备，其包括相互连接的制氮装置及循环池，所述制氮装置制备氮气并通入所述循环池内以将所述循环池内的气体排出；

所述制氮装置包括依次连接的空压机、空气处理单元、变压吸附制氮装置及控制装置；

所述循环池为设有一放散塔的密封空间，内部包括若干油水处理池，相邻油水处理池之间相互隔断，且所有油水处理池上方空间相连通。

在一种较佳的实施方式中，所述循环池设有若干检修孔，所述制氮装置还包括连接于所述变压吸附制氮装置输出端的氮气吹扫管线及氮气吹扫管，所述氮气吹扫管线穿设于所述检修孔内且所述氮气吹扫管位于所述循环池内，所述氮气吹扫管的末端与所述循环池内的液面平行设置。

在一种较佳的实施方式中，所述氮气吹扫管的末端朝向放散塔设置。

在一种较佳的实施方式中，所述油水处理池为轻油池、重油池、冷环池、热环池及事故池中的一种，且每一所述油水处理池上方配置一所述氮气吹扫管。

在一种较佳的实施方式中，所述氮气吹扫管的末端位于所述检修孔的密封盖与液面之间，且与所述检修孔的密封盖距离550-650mm。

在一种较佳的实施方式中，所述密封盖为法兰盖

在一种较佳的实施方式中，所述空气处理单元包括依次连接的干燥装置、过滤器、缓冲罐、活性炭吸附器，以及与所述干燥装置连接的自动排水装置。

在一种较佳的实施方式中，所述控制装置包括控制柜，所述控制柜包括时序控制模块。

在一种较佳的实施方式中，所述时序控制模基于单片机实现。

在一种较佳的实施方式中，所述放散塔包括塔身及设于所述塔身内的活性炭吸附单元。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本实施例提供一种用于油页岩油气回收的油水分离设备，其包括相互连接的制氮装置及循环池，制氮装置制备氮气并通入循环池内以将循环池内的气体排出；制氮装置包括依次连接的空压机、空气处理单元、变压吸附制氮装置、及控制装置；循环池为设有一放散塔的密封空间，内部包括若干油水处理池，相邻油水处理池之间相互隔断，且所有油水处理池上方空间相连通，该油水分离设备在现有的循环池基础上增加制氮装置，通过向循环池中通入氮气以将循环池内的可燃性气体及时排出，避免在循环池内积聚，有效地提高了循环池的安全性，且该结构下循环池为设有一放散塔的密封空间，满足环保要求；

控制装置包括控制柜，控制柜包括时序控制模块，通过时序控制模块可有效控制氮气的通入时间及频率，节能环保；

需要说明的是，本实用新型只需实现上述至少一种技术效果即可。

附图说明

图1为实施例中的用于油页岩油气回收的油水分离设备的结构示意图；

图2为空气处理单元的结构示意图；

图3为实施例中的用于油页岩油气回收的油水分离设备的俯视图；

图4为氮气吹扫管与检修孔的结构示意图；

图中标记：10-制氮装置，11-空压机，12-空气处理单元，121-干燥装置，122-过滤器，123-缓冲罐，124-活性炭吸附器，125-自动排水装置，13-变压吸附制氮装置，14-控制装置，15-氮气吹扫管，20-循环池，21-放散塔，22-油水处理池，23-检修孔，24-密封盖。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“垂直”“平行”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的用于油页岩油气回收的油水分离设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

如图1-4所示，本实施例提供一种用于油页岩油气回收的油水分离设备，其包括相互连接的制氮装置10及循环池20。通常，用于油页岩油气回收时进行油水分离的循环池20为设有一放散塔21的密封空间，内部包括若干油水处理池22，相邻油水处理池22之间相互隔断，且所有油水处理池22为敞口结构，油水处理池22的上方空间相连通。循环池20内部液面上方的气体中具有较多挥发性的气态页岩油，为可燃性气体，大量积聚容易爆炸，需及时排放以降低浓度。然而为了满足环评要求，循环池20顶部设置的若干检修孔23、观察孔(图未示)均需要封堵，无法用于气体排放。故本实施例通过设置制氮装置10制备氮气并通入循环池20内以将循环池20内的气体排出。

具体地，制氮装置10包括依次连接的空压机11、空气处理单元12、变压吸附制氮装置13及控制装置14。示例性的，空压机11为KTL132-8双级空压机，其抽取空气时气体流量27.2Nm³/min。

空气处理单元12包括依次连接的干燥装置121、过滤器122、缓冲罐123、活性炭吸附器124，以及与干燥装置121连接的自动排水装置125。本实施例对于空气处理单元12中采用的具体设备不作限制，示例性地，干燥装置121可采用PAH-30-8微热再生干燥装置，以将压缩后的空气进行干燥而实现处理后的空气露点达到-40℃以下，防止冬季时管线冻凝。过滤器122通常采用活性炭过滤装置。自动排水装置125用于将干燥装置121中获取的水分进行自动排放。经空气处理单元12处理后为洁净的压缩空气，处理量为30Nm³/min。

变压吸附制氮装置13用于对压缩后的洁净空气进行氧氮分离。优选地，变压吸附制氮装置13采用PN-600-95吸附器，分离后可获得400Nm³/h，纯度为99％的吹扫氮气。当然，本实施例对于氮气纯度并不限定，纯度不低于95％即可。变压吸附制氮装置13流量和纯度可调，可根据现场可燃性气体性质、浓度选择合适的流量和纯度。当纯度为95％时，获得氮气流量为600Nm³/h左右。

氮气的通入量根据油池内的空腔体积计算，每次吹扫必须将空腔内的油气吹净。通入时间＝油池空腔/制氮机制氮量。初期设置按照计算时间给定，运行后可根据环保VOC监测的非甲烷总烃量来确定吹扫时间，当非甲烷总烃监测合格视为吹扫结束。采用该方式可根据环池内可燃性气体浓度的变化来调整气体通入量从而实现节能环保。

控制装置14包括控制柜(图未示)，控制柜包括时序控制模块，用于控制氮气开关，作为一种优选，时序控制模基于单片机实现。具体地，控制装置14包括PLC控制柜，且在PLC控制柜内设置PLC时序电路，以控制氮气阀门的开关频率、氮气吹扫时长、氮气气量及氮气压力。如：设置PLC时序电路，以控制氮气阀门每4小时打开，吹扫时长为2小时，氮气气量400m³左右，氮气压力0.1～0.2MPa左右，保证环池内氧气浓度小于1％。

在一种实施方式中，PLC时序电路包括油池通氮启停控制单元、电排液位告警单元、普氮氧含量告警单元，加热器低温告警单元、加热器超温告警单元、消影/复位单元、制氮机启停单元及微热再生启停单元。

继续参照图1-4所示，制氮装置10还包括连接于变压吸附制氮装置13输出端的氮气吹扫管线(图未示)及氮气吹扫管15。氮气吹扫管线穿设于检修孔23内且氮气吹扫管15位于循环池20内，氮气吹扫管15的末端与循环池20内的液面平行设置。且作为一种优选，氮气吹扫管15的末端朝向放散塔21设置，以将油水中逸出的气体吹至放散塔21进行排放。油水处理池22为轻油池、重油池、冷环池、热环池及事故池中的一种，且每一油水处理池22上方配置一氮气吹扫管15。氮气吹扫管15为L型结构，其末端位于检修孔23的密封盖24与液面之间，且与密封盖24距离550-650mm。作为一种优选，密封盖24为法兰盖，通过设置法兰盖对检修孔23进行密封，可减少循环池20内氮气的减少，且设置法兰盖可方便后期检修过程中临时拆卸。

当合格氮气进入循环池20顶部空间后，页岩油气被氮气吹扫至放散塔21。放散塔21包括塔身(图未示)及设于塔身内的活性炭吸附单元(图未示)，活性炭吸附单元包括φ2mm的不锈钢丝网，丝网上均布200mm厚活性炭，用于吸附吹扫处的页岩油气。页岩油气经活性炭吸附后非甲烷总烃含量低于5mg/m³，达到环保排放标准。

对放散塔21排放口定期进行VOC检测，排放不达标时，更换活性炭吸附单元中的活性炭。吸附后的活性炭可直接入页岩干馏炉内进行回炼，回收内部页岩油。同时，放散塔内气体定期取样，化验混合气体氧含量，确保吹扫合格。

本实施例提供的油水分离设备在现有的循环池基础上增加制氮装置，通过向循环池中通入氮气以将循环池内的可燃性气体及时排出，避免在循环池内积聚，有效地提高了循环池的安全性，且该结构下循环池为设有一放散塔的密封空间，满足环保要求；

控制装置包括控制柜，控制柜包括时序控制模块，通过时序控制模块可有效控制氮气的通入时间及频率，节能环保。

上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本实用新型的可选实施例，即可将任意多个实施例进行组合，从而获得应对不同场景的需求，均在本申请的保护范围内，在此不再一一赘述。

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

Claims (10)

1.一种用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，其包括相互连接的制氮装置及循环池，所述制氮装置制备氮气并通入所述循环池内以将所述循环池内的气体排出；

所述制氮装置包括依次连接的空压机、空气处理单元、变压吸附制氮装置及控制装置；

所述循环池为设有一放散塔的密封空间，内部包括若干油水处理池，相邻油水处理池之间相互隔断，且所有油水处理池上方空间相连通。

2.根据权利要求1所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述循环池设有若干检修孔，所述制氮装置还包括连接于所述变压吸附制氮装置输出端的氮气吹扫管线及氮气吹扫管，所述氮气吹扫管线穿设于所述检修孔内且所述氮气吹扫管位于所述循环池内，所述氮气吹扫管的末端与所述循环池内的液面平行设置。

3.根据权利要求2所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述氮气吹扫管的末端朝向放散塔设置。

4.根据权利要求2所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述油水处理池为轻油池、重油池、冷环池、热环池及事故池中的一种，且每一所述油水处理池上方配置一所述氮气吹扫管。

5.根据权利要求2所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述氮气吹扫管的末端位于所述检修孔的密封盖与液面之间，且与所述检修孔的密封盖距离550-650mm。

6.根据权利要求5所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述密封盖为法兰盖。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述空气处理单元包括依次连接的干燥装置、过滤器、缓冲罐、活性炭吸附器，以及与所述干燥装置连接的自动排水装置。

8.根据权利要求7所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述控制装置包括控制柜，所述控制柜包括时序控制模块。

9.根据权利要求8所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述时序控制模基于单片机实现。

10.根据权利要求1所述的用于油页岩油气回收的油水分离设备，其特征在于，所述放散塔包括塔身及设于所述塔身内的活性炭吸附单元。

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