一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统技术方案

本发明专利技术公开了一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，主要包括冷凝器、制冷系统、2个吸附塔、2个保温回收罐，S型水封管等。冷凝器中的一级换热器的2个冷凝室由1组制冷压缩机同时供冷，二级换热器的2个冷凝室由另1组制冷压缩机同时供冷，三级换热器的冷凝室由第3组制冷压缩机供冷。初冷凝使混合气中水汽和部分烃先冷凝下来，然后该低温油气再通过吸附塔吸附回收，吸附塔中的高浓度油气真空解吸出来再进入后冷凝回收。冷凝水和冷凝油品分开存放，减少回收油品的二次挥发。本发明专利技术设计为初冷凝和后冷凝，而且各换热器耦合在一起，降低设备投资、能耗和占用空间，提高油气回收率和吸附安全性，实现尾气达标排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于油气回收
，具体地涉及一种油气回收系统，特别涉及到一种“双冷凝—吸附”集成、高效、低排放浓度的油气回收方法及其装置。
技术介绍
目前，常见的油气回收方法主要有吸附法、吸收法、膜分离法和冷凝法4种，由于单一冷凝或吸附回收不能达到我国《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015规定的非甲烷烃不大于120mg/m3的排放指标要求，为了达到指标的要求，工业常采用冷凝和吸附集成的方法，先将油气冷凝到一定程度，将油气中的大部分碳氢化合物液化，再使用活性炭或者硅胶进行深度吸附。但是，常规的“冷凝和吸附”集成油气回收工艺也较难实现严格的尾气达标排放。冷凝和吸附集成油气回收技术使用过程中，由于待处理的油气混合物中存在大量的空气和水汽，因此在冷凝过程中，冷凝空气和水汽所需的能耗占冷凝总能耗的大部分，传统冷凝法油气回收系统只有一个回收罐来储存冷凝产物，当预冷阶段冷凝下来的水与深冷阶段冷凝的轻烃混合时，由于水和轻烃的温差较大，会造成轻烃的二次挥发；而且常规的“冷凝和吸附”集成油气回收工艺中，吸附塔解吸的高浓度油气是直接与入口油气管线汇合后浓度会降低，此时再利用冷凝法回收油气，其整体回收率会降低、能耗也增加，更重要的是系统尾气很难实现达标排放。根据本专利技术技术特点检索了国内外数据库，发现有关油气回收系统的报道和专利比较多。中国专利CN102527073A描述了一种吸附-冷凝式复合式油气回收装置来回收油气，主要方法是先通过吸附罐对油气进行吸附，再用冷凝法处理吸附罐再生的气体。中国专利CN203750203U提供了一种双通道冷凝法油气回收装置来回收油气，从而解决了单通道冷凝装置的制冷室发生结霜时不能继续工作的难题。中国专利CN104096452A提供了一种冷却油预吸收吸附法回收工艺，主要是利用吸收塔吸收油气中的碳氢化合物，吸收剂的挥发气和未被吸收的油气输送至含活性炭吸收塔中进一步处理。经检索，目前仍未有“双冷凝—吸附”集成的油气回收工艺。
技术实现思路
本专利技术为解决
技术介绍
中存在的问题，开发出一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，该系统实现“初冷凝+吸附+后冷凝”于一体的集成、高效、低排放浓度回收系统，而且初冷凝和后冷凝中的部分冷凝换热器耦合在一起，进一步降低整体设备投资、能耗和占地空间。初冷凝可降低混合气进气温度，使混合气中水蒸气和烃类组分达到饱和状态后液化。经冷凝器初冷凝后未液化的油气通过吸附塔吸附后达标排放，吸附浓缩后的高浓度油气进行后冷凝回收。如此循环，连续地将液态水和液态油品分别收集到相应的储罐中，液态油品可直接装桶，完成对石油产品储存或输转过程中产生油气的治理和回收利用。(1)本专利技术的技术方案如下：一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统主要包括：变频防爆风机，流量计，冷凝器，制冷系统，冷凝液回收罐，油品回收罐，吸附塔A，吸附塔B，真空泵，压力传感器，温度传感器，球阀，液位计，三通电磁阀，自吸式浓度取气口，截止阀，阻火器以及管道组成。①所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的冷凝器由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成，通过大量的模拟计算及实验研究，冷凝器的3个换热器各自的冷凝温度宜设计为2～4℃、-25～-35℃和-65～-75℃；一级换热器又分为2个独立的冷凝室，这2个冷凝室的气体通道面积比为(3～5)：1，换热面积比为(0.6～1)：1；二级换热器也为2个独立的冷凝室，这2个冷凝室的气体通道面积比为(5～7)：1，换热面积比为(1.5～2)：1。进一步，所述的一级换热器中的大体积冷凝室下部设有1个带有阀门的S型水封管，该S型水封管控制这个冷凝室中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到冷凝液回收罐，S型水封管直径为25mm，其出口段插到冷凝液回收罐中，其出口离冷凝液回收罐底部高15～20mm。进一步，所述的一级换热器中的小体积冷凝室、二级换热器中的2个冷凝室及三级换热器中的冷凝室的下部也各设有1个带有阀门的S型水封管，这些S型水封管控制相对应的冷凝室中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到油品回收罐，S型水封管直径也为25mm，其出口段汇合后再插到油品回收罐中，其出口离油品回收罐底部高15～20mm。②所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的制冷系统由制冷压缩机、风冷冷凝器、换热器、电液阀组成。进一步，所述的制冷系统中共有3组制冷压缩机，其中一级换热器的2个冷凝室由1组制冷压缩机通过制冷剂I同时提供冷量，二级换热器的2个冷凝室也由1组制冷压缩机通过制冷剂II同时提供冷量，三级换热器的1个冷凝室由1组制冷压缩机通过制冷剂III提供冷量。③所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的冷凝液回收罐只回收一级换热器中的大体积冷凝室中的冷凝液。进一步，所述的冷凝液回收罐为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计；冷凝液回收罐整体设有保温层，保温层厚度为50～100mm；冷凝液回收罐内部设有2个高度为700～800mm的隔板，2个隔板之间的距离为1000～1500mm，这2个隔板将冷凝液回收罐隔成左侧的水区、中间的缓冲区和右边的油区；左侧隔板的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液回收罐底部高25～30mm；右边隔板的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离该隔板上边缘低25～30mm；在冷凝液回收罐的水区中设有回收水排出管，回收水排出管出口离冷凝液回收罐底部高15～20mm，回收水排出管直径为25mm；在冷凝液回收罐的油区中也设有回收油排出管，回收油排出管出口离冷凝液回收罐底部高15～20mm，回收油排出管直径为25mm。④所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的油品回收罐同时回收一级换热器中的小体积冷凝室、二级换热器中的2个冷凝室及三级换热器的冷凝室中的冷凝液。进一步，所述的油品回收罐为卧式罐，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计；冷凝液回收罐整体设有保温层，保温层厚度为150～300mm；在油品回收罐的上部设有气相平衡管，气相平衡管的另一端连接一级换热器中的小体积冷凝室的进气口，气相平衡管直径为25mm；在油品回收罐的下部设有回收油排出管，回收油排出管出口离油品回收罐底部高15～20mm，回收油排出管直径为25mm。油气通过上述的核心技术，并加以高效的吸附进一步回收处理，可以实现非甲烷烃类浓度≤120mg/m3达标排放。(2)一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统中各设备连接描述如下：①现场来气(来自油品储存或输转过程中产生的油气—空气混合气，气体流量为100m3/h～2000m3/h，气体温度为常温(环境温度))的集气管道与冷凝器的一级换热器中的大体积冷凝室的进气口连接。②一级换热器中的大体积冷凝室出气口与二级换热器中的大体积冷凝室进气口连接，该冷凝室出气口通过三通电磁阀与吸附塔A、吸附塔B底部进气口连接。③吸附塔A、吸附塔B顶部出气口通过三通电磁阀与尾气排放管道连接，并经过阻火器，达标排入大气。④吸附塔A、吸附塔B底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其特征在于：该系统主要由变频防爆风机(6)，冷凝器(14)，制冷系统(57)，冷凝液回收罐(13)，油品回收罐(42)，吸附塔A(30)，吸附塔B(33)，真空泵(36)，压力传感器(3、28、31)，温度传感器(29、32)，液位计(9、40)，三通电磁阀(27、34、35)，自吸式浓度取气口(4、26)，截止阀(5、37)，阻火器(1、25)以及管道组成。

【技术特征摘要】
1.一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其特征在于：该系统主要由变频防爆风机(6)，冷凝器(14)，制冷系统(57)，冷凝液回收罐(13)，油品回收罐(42)，吸附塔A(30)，吸附塔B(33)，真空泵(36)，压力传感器(3、28、31)，温度传感器(29、32)，液位计(9、40)，三通电磁阀(27、34、35)，自吸式浓度取气口(4、26)，截止阀(5、37)，阻火器(1、25)以及管道组成。2.如权利要求1所述一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其冷凝器(14)的特征在于：冷凝器(14)由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成，各自的冷凝温度设计为2～4℃、-25～-35℃和-65～-75℃；一级换热器又分为2个独立的冷凝室(16、19)，冷凝室(16、19)的气体通道面积比为(3～5)：1，换热面积比为(0.6～1)：1；二级换热器也为2个独立的冷凝室(17、21)，冷凝室(17、21)的气体通道面积比为(5～7)：1，换热面积比为(1.5～2)：1；冷凝室(16)下部设有1个带有阀门的S型水封管(7)，S型水封管(7)控制冷凝室(16)中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到冷凝液回收罐(13)，S型水封管(7)直径为25mm，S型水封管(7)的出口段插到冷凝液回收罐(13)中，其出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm；冷凝室(17、19、21、24)下部也各设有1个带有阀门的S型水封管(22、18、20、23)，S型水封管(22、18、20、23)控制相对应的冷凝室(17、19、21、24)中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到油品回收罐(42)，S型水封管(22、18、20、23)直径也为25mm，S型水封管(22、18、20、23)的出口段汇合后再插到油品回收罐(42)中，其出口离油品回收罐(42)底部高15～20mm。3.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其制冷系统(57)的特征在于：制冷系统(57)由制冷压缩机(46、51、53)、换热器(49、55)、风冷冷凝器(45、48、54)、电液阀(44、47、50、52、56)组成；制冷压缩机(46)同时提供制冷剂I给一级换热器中的2个独立的冷凝室(16、19)，另有一部分制冷剂I通过换热器(49)以复叠形式提供给制冷压缩机(51)；制冷压缩机(51)同时提供制冷剂II给二级换热器中的2个独立的冷凝室(17、21)，另有一部分制冷剂II通过换热器(55)以复叠形式提供给制冷压缩机(53)；制冷压缩机(53)仅仅提供制冷剂III给三级换热器中的冷凝室(24)。4.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其冷凝液回收罐(13)的特征在于：冷凝液回收罐(13)只回收一级换热器的冷凝室(16)中的冷凝液；冷凝液回收罐(13)为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计(9)；冷凝液回收罐(13)整体设有保温层，保温层厚度为50～100mm；冷凝液回收罐(13)内部设有2个高度为700～800mm的隔板(58、59)，隔板(58、59)之间的距离为1000～1500mm，隔板(58、59)将冷凝液回收罐(13)隔成左侧的水区、中间的缓冲区和右边的油区；隔板(58)的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液回收罐(13)底部高25～30mm；隔板(59)的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离隔板(59)上边缘低25～30mm；在冷凝液回收罐(13)的水区中设有回收水排出管(11)，回收水排出管(11)出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm，回收水排出管(11)直径为25mm；在冷凝液回收罐(13)的油区中也设有回收油排出管(12)，回收油排出管(12)出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm，回收油排出管(12)直径为25mm。5.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其油品回收罐(42)的特征在于：油品回收罐(42)回收一级换热器的冷凝室(19)、二级换热器的冷凝室(17、21)及三级换热器的冷凝室(24)中的冷凝液；油品回收罐(42)为卧式罐，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计(40)；冷凝液回收罐(13)整体设有保温层，保温层厚度为150～300mm；在油品回收罐(42)的上部设有气相平衡管(38)，其另一端连接一级换热器的冷凝室(19)的进气口，气相平衡管(38)直径为25mm；在油品回收罐(42)的下部设有回收油排出管(43)，回收油排出管(43)出口离油品回收罐(42)底部高15～20mm，回收油排出管(43)直径为25mm。6.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其各设备连接的特征在于：现场来气的集气管道，经过阻火器(1)、流量计(2)、压力传感器(3)、自吸式浓度取气口(4)、控制阀(5)、变频防爆风机(6)，与冷凝器(14)的一级换热器中的冷凝室(16)进气口连接；冷凝室(16)出气口与二级换热器中的冷凝室(17)进气口连接，冷凝室(17)出气口通过三通电磁阀(34)与吸附塔A(30)、吸附塔B(33)底部进气口连接；吸附塔A(30)、吸附塔B(33)顶部出气口通过三通电磁阀(27)与尾气排放管道连接，并经过阻火器(25)，达...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄维秋，秦秀豫，钟璟，黄风雨，张文漾，
申请(专利权)人：常州大学，常州一烃环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32