一种非稳态油气回收系统技术方案

本发明专利技术涉及一种非稳态油气回收系统，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统。本发明专利技术的一级冷凝系统和二级冷凝系统采用低温乙二醇‑水溶液作为冷媒，而不是采用气态介质作为冷媒，可以更准确的控制油气的冷凝温度，使油气中的高沸点组分凝结为液相，流入凝液储罐，而不会出现过度冷凝形成结霜，造成换热器冻堵，影响整个系统的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种非稳态油气回收系统
本专利技术涉及油气回收
，尤其涉及一种非稳态油气回收系统。
技术介绍
石化厂、炼油厂、化工厂的油品储罐在有油品进罐，或者环境温度升高时，会从罐顶的呼吸阀排出浓度很高的油气。在油品装汽车、装火车或装船时，同样会从车船顶部排出浓度很高的油气。这些油气的浓度较高，通常在10～1000g/m3之间，且浓度和流量波动都很大，如果这些油气散发在大气中，不仅会对空气造成污染，也是一种油品的浪费。针对这种高浓度、非稳态油气的处理，较常用的一种方法是液氮冷凝，即利用低温液氮的冷量，将油气冷却、冷凝至最低-160℃(根据油气组分不同，调整冷凝温度)，将油气中大部分的VOCs凝结为液相，加以收集、去除。冷凝器通常设置双通道系统，即一套冷凝器进行正常冷凝操作，另一套冷凝器进行化霜操作。这种方法的优点是动设备少，因此机械故障率低，同时达标性能高。缺点是由于油气的流量变动很大，可在短时间内负荷从100％减少至0，对于含有高沸点组分的废气，如水蒸气和某些大分子有机物等，一旦流量突然降低，液氮流量调整不及时，过量的液氮和极大的冷热流体温差会将预冷器中的油气冻结，形成冰堵，影响换热器的正常运行。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种非稳态油气回收系统。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：提供一种非稳态油气回收系统，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统；所述进气系统包括依次连接的油气输入管道和风机，所述安全系统包括依次连接的氮气稀释管道、缓冲罐和氧气浓度分析仪，所述一级冷凝系统包括依次连接的一级冷凝换热器和一级气液分离器，所述二级冷凝系统包括依次连接的二级冷凝换热器和二级气液分离器，所述深冷换热系统包括依次连接的深冷换热器和深冷气液分离器，所述一级乙二醇冷却系统包括一级乙二醇冷凝器，所述二级乙二醇冷却系统包括二级乙二醇冷凝器，所述乙二醇存储与输送系统包括依次连接的一级乙二醇-水溶液储罐和一级乙二醇-水溶液输送泵，以及依次连接的二级乙二醇-水溶液储罐和二级乙二醇-水溶液输送泵，所述低温油气升温系统包括依次连接的油气复温器和油气输出管道，所述低温氮气升温系统包括依次连接的氮气气化器和氮气输出管道，所述液氮输送及调节系统包括液氮输入管道，所述凝液回收及输送系统包括依次连接的凝液储罐、凝液输送泵和凝液输出管道，所述化霜系统包括依次连接氮气化霜管道和氮气加热器；所述风机与所述缓冲罐连接，所述氧气浓度分析仪与所述一级冷凝换热器连接，所述一级气液分离器分别与所述二级冷凝换热器、所述一级乙二醇冷凝器和所述凝液储罐连接，所述二级气液分离器分别与所述深冷换热器、所述二级乙二醇冷凝器和所述凝液储罐连接，所述深冷气液分离器分别与所述风机、所述一级乙二醇冷凝器、所述油气复温器、所述二级乙二醇冷凝器、所述氮气气化器和所述凝液储罐连接，所述一级乙二醇冷凝器分别与所述一级乙二醇-水溶液储罐和所述油气复温器连接，所述二级乙二醇冷凝器分别与所述二级乙二醇-水溶液储罐和所述氮气气化器连接，所述一级乙二醇-水溶液输送泵与所述一级冷凝换热器连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵与所述二级冷凝换热器连接，所述液氮输入管道与所述深冷换热器连接，所述氮气加热器与所述一级冷凝换热器连接；其中，所述连接均为管路连接。优选地，油气经过所述安全系统后，氧气体积含量低于8％。优选地，所述一级冷凝换热器的热侧为油气，冷侧采用-30℃～0℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述一级冷凝系统后，温度降至-20℃～5℃。优选地，所述二级冷凝换热器的热侧为油气，冷侧采用-45℃～-20℃的乙二醇-水溶液作为冷源；所述油气经过所述二级冷凝系统后，温度降至-40℃～-10℃。优选地，所述深冷换热器的热侧为油气，冷侧采用液氮或低温气氮作为冷源；所述油气经过所述深冷换热系统后，温度降至-160℃～-30℃。优选地，所述一级乙二醇冷凝器的热侧为出所述一级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温油气；所述乙二醇-水溶液经过所述一级乙二醇冷却系统后，温度降至-30℃～0℃。优选地，所述二级乙二醇冷凝器的热侧为出所述二级冷凝系统的乙二醇-水溶液，冷侧为出所述深冷换热系统的低温氮气；所述乙二醇-水溶液经过所述二级乙二醇冷却系统后，温度降至-45℃～-20℃。优选地，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为30％～60％。进一步优选地，所述乙二醇-水溶液中乙二醇的质量分数为60％。优选地，所述油气复温器和所述氮气气化器均为翅片式换热器。优选地，所述液氮输送及调节系统还包括一级冷凝器旁路调节阀、二级冷凝器旁路调节阀、一级乙二醇冷凝器旁路调节阀和二级乙二醇冷凝器旁路调节阀；所述一级乙二醇-水溶液输送泵通过所述一级冷凝器旁路调节阀与所述一级乙二醇冷凝器连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵通过所述二级冷凝器旁路调节阀与所述二级乙二醇冷凝器连接，所述深冷气液分离器通过所述一级乙二醇冷凝器旁路调节阀与所述油气复温器连接，所述深冷气液分离器通过所述二级乙二醇冷凝器旁路调节阀与所述氮气气化器连接。本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：(1)油气回收系统中，油气的浓度波动和流量波动通常都比较大，流量负荷波动范围可至0～100％，本专利技术的一级冷凝系统和二级冷凝系统采用低温乙二醇-水溶液作为冷媒，而不是采用气态介质作为冷媒，可以更准确的控制油气的冷凝温度，使油气中的高沸点组分凝结为液相，流入凝液储罐，而不会出现过度冷凝形成结霜，造成换热器冻堵，影响整个系统的稳定运行。特别的，对于没有氮封的储罐，以及油品装车、装船过程中，油气中不可避免的含有大量水蒸气，可以较精确的控制出一级冷凝系统的油气温度在0℃～5℃，使油气中的大部分水蒸气凝结为水流入储罐，避免一级冷凝器出现冻堵。(2)深冷换热系统采用液氮作为冷源，可以使油气温度冷凝至最低-160℃，使常见的绝大多数油气冷凝下来，并且可以根据油气组分调整冷凝温度，使油气经过深冷换热系统后直接达标排放，或者浓度足够低，以满足下一处理系统的进料浓度要求。根据不同的油气组分，经过深冷换热系统后，后续处理系统可采用活性炭吸附，或者催化氧化。(3)通过加入稀释氮气来控制油气中的氧气浓度，可以最大程度的消除爆炸风险，保证系统的安全性。(4)深冷状态下的油气和氮气的冷量均被利用，最大程度的节约能耗。(5)利用液氮的冷量冷却、冷凝油气，最后氮气经过复温、调节压力，可以进入业主的氮气管网回用。(6)整个系统中各级冷凝器所采用的不同的冷源，其冷量归根结底均来自于液氮，即通过液氮提供了不同温度梯度、不同品位的冷源。(7)可以只采用一套换热器系统，不需要采用一套冷凝、一套化霜的双通道系统，可以节约一次性投资本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非稳态油气回收系统，其特征在于，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统；/n所述进气系统包括依次连接的油气输入管道(1)和风机(2)，所述安全系统包括依次连接的氮气稀释管道(4)、缓冲罐(3)和氧气浓度分析仪(5)，所述一级冷凝系统包括依次连接的一级冷凝换热器(6)和一级气液分离器(7)，所述二级冷凝系统包括依次连接的二级冷凝换热器(8)和二级气液分离器(9)，所述深冷换热系统包括依次连接的深冷换热器(10)和深冷气液分离器(11)，所述一级乙二醇冷却系统包括一级乙二醇冷凝器(13)，所述二级乙二醇冷却系统包括二级乙二醇冷凝器(18)，所述乙二醇存储与输送系统包括依次连接的一级乙二醇-水溶液储罐(14)和一级乙二醇-水溶液输送泵(15)，以及依次连接的二级乙二醇-水溶液储罐(19)和二级乙二醇-水溶液输送泵(20)，所述低温油气升温系统包括依次连接的油气复温器(16)和油气输出管道(17)，所述低温氮气升温系统包括依次连接的氮气气化器(21)和氮气输出管道(22)，所述液氮输送及调节系统包括液氮输入管道(12)，所述凝液回收及输送系统包括依次连接的凝液储罐(23)、凝液输送泵(24)和凝液输出管道(25)，所述化霜系统包括依次连接氮气化霜管道(26)和氮气加热器(27)；/n所述风机(2)与所述缓冲罐(3)连接，所述氧气浓度分析仪(5)与所述一级冷凝换热器(6)连接，所述一级气液分离器(7)分别与所述二级冷凝换热器(8)、所述一级乙二醇冷凝器(13)和所述凝液储罐(23)连接，所述二级气液分离器(9)分别与所述深冷换热器(10)、所述二级乙二醇冷凝器(18)和所述凝液储罐(23)连接，所述深冷气液分离器(11)分别与所述风机(2)、所述一级乙二醇冷凝器(13)、所述油气复温器(16)、所述二级乙二醇冷凝器(18)、所述氮气气化器(21)和所述凝液储罐(23)连接，所述一级乙二醇冷凝器(13)分别与所述一级乙二醇-水溶液储罐(14)和所述油气复温器(16)连接，所述二级乙二醇冷凝器(18)分别与所述二级乙二醇-水溶液储罐(19)和所述氮气气化器(21)连接，所述一级乙二醇-水溶液输送泵(15)与所述一级冷凝换热器(6)连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵(20)与所述二级冷凝换热器(8)连接，所述液氮输入管道(12)与所述深冷换热器(10)连接，所述氮气加热器(27)与所述一级冷凝换热器(6)连接；/n其中，所述连接均为管路连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种非稳态油气回收系统，其特征在于，包括进气系统、安全系统、一级冷凝系统、二级冷凝系统、深冷换热系统、一级乙二醇冷却系统、二级乙二醇冷却系统、乙二醇存储与输送系统、低温油气升温系统、低温氮气升温系统、液氮输送及调节系统、凝液回收及输送系统和化霜系统；
所述进气系统包括依次连接的油气输入管道(1)和风机(2)，所述安全系统包括依次连接的氮气稀释管道(4)、缓冲罐(3)和氧气浓度分析仪(5)，所述一级冷凝系统包括依次连接的一级冷凝换热器(6)和一级气液分离器(7)，所述二级冷凝系统包括依次连接的二级冷凝换热器(8)和二级气液分离器(9)，所述深冷换热系统包括依次连接的深冷换热器(10)和深冷气液分离器(11)，所述一级乙二醇冷却系统包括一级乙二醇冷凝器(13)，所述二级乙二醇冷却系统包括二级乙二醇冷凝器(18)，所述乙二醇存储与输送系统包括依次连接的一级乙二醇-水溶液储罐(14)和一级乙二醇-水溶液输送泵(15)，以及依次连接的二级乙二醇-水溶液储罐(19)和二级乙二醇-水溶液输送泵(20)，所述低温油气升温系统包括依次连接的油气复温器(16)和油气输出管道(17)，所述低温氮气升温系统包括依次连接的氮气气化器(21)和氮气输出管道(22)，所述液氮输送及调节系统包括液氮输入管道(12)，所述凝液回收及输送系统包括依次连接的凝液储罐(23)、凝液输送泵(24)和凝液输出管道(25)，所述化霜系统包括依次连接氮气化霜管道(26)和氮气加热器(27)；
所述风机(2)与所述缓冲罐(3)连接，所述氧气浓度分析仪(5)与所述一级冷凝换热器(6)连接，所述一级气液分离器(7)分别与所述二级冷凝换热器(8)、所述一级乙二醇冷凝器(13)和所述凝液储罐(23)连接，所述二级气液分离器(9)分别与所述深冷换热器(10)、所述二级乙二醇冷凝器(18)和所述凝液储罐(23)连接，所述深冷气液分离器(11)分别与所述风机(2)、所述一级乙二醇冷凝器(13)、所述油气复温器(16)、所述二级乙二醇冷凝器(18)、所述氮气气化器(21)和所述凝液储罐(23)连接，所述一级乙二醇冷凝器(13)分别与所述一级乙二醇-水溶液储罐(14)和所述油气复温器(16)连接，所述二级乙二醇冷凝器(18)分别与所述二级乙二醇-水溶液储罐(19)和所述氮气气化器(21)连接，所述一级乙二醇-水溶液输送泵(15)与所述一级冷凝换热器(6)连接，所述二级乙二醇-水溶液输送泵(20)与所述二级冷凝换热器(8)连接，所述液氮输入管道(12)与所述深冷换热器(10)连接，所述氮气加热器(27)与所述一级冷凝换热器(6)连接；
其中，所述连接均为管路连接。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵修华，胡雪沁，王其南，
申请(专利权)人：上海同济华康环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31