一种冷凝法油气回收用冷箱及其回收方法技术

本发明专利技术公开了一种冷凝法油气回收用冷箱及其回收方法，所述冷箱至少设有两个换热工段，分别为预冷段和冷凝段，所述预冷段和冷凝段内均设置换热管束，其中预冷段设置光滑直管列管管束，冷凝段设置带弯头和翅片的盘管管束，预冷段和冷凝段通过隔板上开口实现油气连通，每个换热箱体均设置冷凝液排出口，冷凝液排出口设置在靠近各段隔板连通开口的位置；冷箱顶部设置油气回热利用接管，所述油气回热利用接管一端与冷凝段顶部的开口连接，另一端与预冷段设置的回热进口管箱连接，所述回热进口管箱与预冷段换热管管束连通。本发明专利技术采用一种一体式预冷加深冷集成式冷箱，在一个冷箱内，同时实现油气的预冷、深冷冷凝和冷量回用，排出冷凝液化烃类组分。

Condensate cold box for recovering oil and gas and recovery method thereof

The invention discloses a method for recovering the cold box and its oil and gas condensation recovery, the cold box is provided with at least two heat section respectively pre cooling section and the condensation section, the cooling section and the condensation section arranged in the heat exchange tube, wherein the precooling segment set smooth straight tube bundle the condensing section is provided with, elbow and fin tube bundle, pre cooling section and the condensation section realization of oil and gas separator communicated through openings, each heat exchange tank are arranged condensate discharge condensate outlet is arranged near each baffle opening communicated with the position; the cold box is arranged on the top of oil and gas to heat utilization over the the oil and gas to heat by opening one end of the connection pipe and a condensing section at the top of the connection, and the other end of the pre cooling section is arranged to heat the inlet tube box is connected, the heat inlet pipe box and pre cooling heat exchanger tubes connected. The invention adopts an integral pre cooling and deepening cold integrated cold box, and simultaneously realizes the precooling, cryogenic condensation and cold quantity reuse of the oil and gas in a cold box, and the condensed liquefied hydrocarbon component is discharged.

【技术实现步骤摘要】
一种冷凝法油气回收用冷箱及其回收方法
本专利技术属于油气回收
，特别涉及一种冷凝法油气回收用冷箱及其回收方法。
技术介绍
冷凝法是油气回收中应用最广的技术之一。冷凝是利用混合物中不同组分具有不同的饱和蒸气压这一特点，采用降低系统温度的方法使烃类组分凝结，从而实现有机组分与空气分离的过程。冷凝法油气回收具有如下特点：(1)受环境温度、压力、油气性质等因素影响小，回收效果稳定；(2)工作温度低，安全性好；(3)操作条件相对简单，无中间步骤，回收液态烃类纯度高，有时可直接回用。冷凝法油气回收的适用范围主要包括：(1)油气高温、高湿、高浓度和高水蒸气的场合；(2)作为排放控制设施的预处理，通过初步冷凝减轻后续净化装置操作负荷的场合。冷凝法油气回收工艺设计中需着重考虑以下问题：(1)在冷凝温度的选取上，应综合考虑油气各组分的热力学性质，根据其冷凝规律设计耗能低、排放浓度低的油气回收工艺；(2)由于要将油气降温至较低的温度，应综合考虑设备制造成本、运行成本和最终排放指标；(3)由于冷凝过程中需多次换热，换热器效率、油气中不凝气体、换热器结霜等问题需特别考虑。冷凝法回收一般按预冷、冷凝等步骤实现。预冷通常是一单级冷却装置，将油气由常温冷却至约4℃，其设置主要考虑以下因素：(1)尽可能的除去油气中的水蒸气，减少后续冷凝器结霜和冻管现象的发生；(2)将部分重烃组分冷凝，防止其进入温度较低的冷凝器后凝结、变粘、甚至凝固，阻碍换热；(3)节省后续冷凝器能耗。冷凝系统冷却温度的设置，综合考虑油气的热力学性质及规定的油气排放指标。这里有两个特别需要注意的地方，一是油气热力学数据的获取，这是科学设计冷凝装置的基础，另一个是制冷系统的选取，实际应用中以机械制冷为主。预冷和冷凝步骤中间通常会加入中间冷凝系统，中间冷凝的设计主要考虑到换热流程的最优化，其冷却温度的设计以换热计算的优化为准。冷凝系统中的换热器是使油气温度降到设计温度，实现烃类组分液化回收的关键，其本质是一个经过特殊设计的换热器，俗称“冷箱”。冷箱的设计和制造关系到油气能都降低到设计温度、关系到冷凝下来的液态烃能否顺利排出系统、关系到冷凝到指定温度的油气冷量能否得到有效的回收，从而实现整个系统的节能。现有油气回收系统中采用的冷箱，存在较明显的缺陷：(1)现有油气回收系统多采用的是多级多个冷箱多个制冷系统的方式，整体系统较为繁杂，占地面积大，设备多，能耗高，制造和运行成本都比较高；(2)现有技术中有采用一体式冷箱的报道，但对于冷箱内部的具体结构，却存在不清楚的缺陷。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种冷凝法油气回收用冷箱及其回收方法。本专利技术采用的一体式预冷加深冷集成式冷箱，在一个冷箱内，同时实现油气的预冷、深冷冷凝和冷量回用，有效排出冷凝液化烃的同时，对冷凝后的油气冷量进行了有效的利用。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种冷凝法油气回收用冷箱，所述冷箱至少设有两个换热工段，分别为预冷段和冷凝段，所述预冷段和冷凝段内均设置换热管束，其中预冷段设置光滑直管列管管束，冷凝段设置带弯头和翅片的盘管管束，预冷段和冷凝段通过隔板上开口实现油气连通，每个换热箱体均设置冷凝液排出口，冷凝液排出口设置在靠近各段隔板连通开口的位置；冷箱顶部设置油气回热利用接管，所述油气回热利用接管一端与冷凝段顶部的开口连接，另一端与预冷段设置的回热进口管箱连接，所述回热进口管箱与预冷段换热管管束连通；油气进口接管与预冷段壳程连通，油气出口接管与预冷段回热出口管箱连通，制冷剂进口管设置在冷凝段油气出口一侧，制冷剂出口管设置在冷凝段油气进口一侧，均与冷凝段盘管连通。作为本申请的优选技术方案，所述各换热箱体均安装温度传感器，设置于各段靠近隔板连通开口的位置，与冷凝液排出口相垂直，与控制器相连。作为本申请的优选技术方案，所述预冷段和冷凝段均设置折流板，所述折流板为金属板，间隔、交错布置在箱体内部两侧，各折流板长度为所在箱体宽度的0.6～0.8倍。优选的，所述折流板为波浪形板或螺旋形板，表面设有凸点。作为本申请的优选技术方案，所述翅片包括设置在盘管管束外侧呈螺旋分布的主翅片和与主翅片固定连接的副翅片，所述副翅片呈弯曲状或锥形。作为本申请的优选技术方案，所述冷凝段包括第一冷凝段和第二冷凝段，所述预冷段、第一冷凝段和第二冷凝段均通过隔板上开口实现连通，所述预冷段与第一冷凝段的连通开口设在隔板上部水平中间的位置，第一冷凝段和第二冷凝段的连通开口设在隔板下部水平中间的位置。优选的，所述换热箱体的第二冷凝段油气出口与油气回热利用接管连通。优选的，所述预冷段直管束两端均固定在管板上，管板再与回热进口管箱和回热出口管箱连接。一种冷凝法油气回收用冷箱的回收方法，包括如下步骤：(1)高温油气自油气进口进入冷箱，先进入预冷段壳程内，在预冷段壳程流动，初步预冷后经预冷段连通开口进入冷凝段，在冷凝段壳程流动，经冷凝后由冷凝段油气出口进入油气回热利用接管，经油气回热利用接管进入油气回热进口管箱，再进入预冷段内的换热管束，与来自油气进口的高温油气进行换热，换热完成后进入回热出口管箱，再经油气出口离开管箱。高温油气中含有的可冷凝的水、烃类物质，在经过换热降温后，部分会冷凝液化，经过冷凝排液口排出冷箱；(2)来自制冷机组的制冷剂经制冷剂进口进入冷凝段换热列管，再经制冷剂出口离开冷凝段换热管束，进入制冷机组，再次制冷。本专利技术提供的设备及处理方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)在一个箱体内同时设置了不同的独立的换热模块，实现了油气预冷、冷凝和油气冷量回用(回热利用)和冷凝液外排；(2)特殊的内部结构设计，使装置整体布局更加紧凑，换热效率更高；(3)各换热模块不同的管束型式设计，考虑到了各段换热流体的物性和换热需求；(4)设置温度传感器，可实时监测各段油气温度的变化，以做出利于冷箱操作的调整。附图说明图1是本专利技术冷凝法油气回收用冷箱的主视图；图2是图1的左视图；图3是冷凝法油气回收用冷箱的内部管束布置图；图4是图3的左视图；图5是本专利技术冷凝法油气回收用冷箱的内部折流板和隔板开口示意图；其中，1-油气进口；2-油气出口；3-隔板；4-隔板；5-箱体外壳；6-油气回热利用接管；7-冷凝液排出口；8-冷凝液排出口；9-冷凝液排出口；10-制冷剂进口；11-制冷剂出口；12-直管束；13-弯头；14-翅片；15-换热列管；16-温度传感器；17-温度传感器；18-温度传感器；19-折流板；20-折流板；21-折流板；22-连通开口；23-连通开口；24-冷凝段油气出口；25-回热进口管箱；26-回热进口管箱进口；27-回热出口管箱。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，下面结合说明书附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。实施例1：如图1所示，冷箱箱体呈长方体，箱体内由隔板分成三个相对独立的空间，分别是：箱体外壳5与隔板3构成的预冷段，箱体外壳5与隔板3、隔板4之间构成的第一冷凝段以及外壳5与隔板4构成的第二冷凝段。其中，第二冷凝段与预冷段通过油气回热利用接管6相连。预冷段、第一冷凝段和第二冷凝段箱体底部分别设置冷凝液排出口7、冷凝液排出口8和冷凝液排出口9。在各冷凝液排出口垂直方向分别设置温度传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷凝法油气回收用冷箱，其特征在于，所述冷箱至少设有两个换热工段，分别为预冷段和冷凝段，所述预冷段和冷凝段内均设置换热管束，其中预冷段设置光滑直管列管管束，冷凝段设置带弯头和翅片的盘管管束，预冷段和冷凝段通过隔板上开口实现油气连通，每个换热箱体均设置冷凝液排出口，冷凝液排出口设置在靠近各段隔板连通开口的位置；冷箱顶部设置油气回热利用接管，所述油气回热利用接管一端与冷凝段顶部的开口连接，另一端与预冷段设置的回热进口管箱连接，所述回热进口管箱与预冷段换热管管束连通；油气进口接管与预冷段壳程连通，油气出口接管与预冷段回热出口管箱连通，制冷剂进口管设置在冷凝段油气出口一侧，制冷剂出口管设置在冷凝段油气进口一侧，均与冷凝段盘管连通。

【技术特征摘要】
1.一种冷凝法油气回收用冷箱，其特征在于，所述冷箱至少设有两个换热工段，分别为预冷段和冷凝段，所述预冷段和冷凝段内均设置换热管束，其中预冷段设置光滑直管列管管束，冷凝段设置带弯头和翅片的盘管管束，预冷段和冷凝段通过隔板上开口实现油气连通，每个换热箱体均设置冷凝液排出口，冷凝液排出口设置在靠近各段隔板连通开口的位置；冷箱顶部设置油气回热利用接管，所述油气回热利用接管一端与冷凝段顶部的开口连接，另一端与预冷段设置的回热进口管箱连接，所述回热进口管箱与预冷段换热管管束连通；油气进口接管与预冷段壳程连通，油气出口接管与预冷段回热出口管箱连通，制冷剂进口管设置在冷凝段油气出口一侧，制冷剂出口管设置在冷凝段油气进口一侧，均与冷凝段盘管连通。2.根据权利要求1所述的冷凝法油气回收用冷箱，其特征在于，所述各换热箱体均安装温度传感器，设置于各段靠近隔板连通开口的位置，与冷凝液排出口相垂直，与控制器相连。3.根据权利要求1所述的冷凝法油气回收用冷箱，其特征在于，所述预冷段和冷凝段均设置折流板，所述折流板为金属板，间隔、交错布置在箱体内部两侧，各折流板长度为所在箱体宽度的0.6～0.8倍。4.根据权利要求3所述的冷凝法油气回收用冷箱，其特征在于，所述折流板为波浪形板或螺旋形板，表面设有凸点。5.根据权利要求1或4所述的冷凝法油气回收用冷箱，其特征在于，所述翅片包括设置在盘管管束外侧呈螺旋分布的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘祖虎，李小芹，
申请(专利权)人：江苏金门能源装备有限公司，刘祖虎，
类型：发明
国别省市：江苏,32