CN108467743A - 一种油气回收凝液收集与输送装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油气回收凝液收集与输送装置及其方法，该油气回收凝液收集与输送装置，包括顺次连接的冷凝装置、集油装置和输油装置；所述冷凝装置由依次连接的预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器组成，所述冷凝装置排液管道并列向下与集合管连通；所述集油罐底部进液口与集合管一端连通；所述输油装置包括储油罐和液控阀，所述储油罐顶部有三路与所述集油罐相连，所述储油罐顶部还与氮气充压阀连通，所述储油罐顶部还与油气回收入口通过泄压阀连通，所述储油罐底部出口连接所述液控阀。通过U型液封下液管道隔离油气，避免油气短路；通过氮气对储油罐充压，将凝液输送出去，消除油气回收因输油泵汽蚀造成的安全隐患。

Description

一种油气回收凝液收集与输送装置及其方法
技术领域
本发明属于油气回收技术领域，具体涉及一种油气回收凝液收集与输送装置及其方法。
背景技术
轻质油品（尤指汽油、石脑油、轻芳烃）饱和蒸汽压高，挥发性强，在储存、装卸、运输和销售过程中，会有大量的油气挥发，既会造成环境污染和油品资源的浪费，还存在安全隐患和对人体健康的伤害。冷凝法或与冷凝相关的组合油气回收工艺（如冷凝+吸附，吸收+冷凝）得到广泛应用，其将油气通过制冷剂冷凝成液态，排放气满足“石油炼制工业污染物排放标准”（GB31570-2015）。通过多级梯进式深冷分离，逐级将油气中的水、轻油组分(C5以上)和液化气组分（C3、C4）冷凝下来加以脱除，冷凝液自流至储油罐，由泵输送出，但由于油水密度差大，轻油组分极易汽化，且含有C3和C4组分，现有技术采用泵输送，容易发生汽蚀现象，导致输油泵不量，单纯低温不能克服输油泵汽蚀问题，这种现象在夏天尤其突出，存在极大的安全隐患。现有的技术至少存在如下问题：（1）根据油气路线冷凝器都存在一定的压力降，且冷凝液进储油罐的管道不是充盈的，油气会沿着压力低的方向流动，窜进储油罐气相空间，造成油气短路，部分高浓度的油气直接进入后续冷凝器或吸附器，易致冰堵现象和排放气不达标；（2）冷凝回收的冷凝液易挥发，密度低，饱和蒸汽压高，进入输油泵泵体易发生汽化，形成汽蚀，泵不上量，存在安全隐患。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题在于提供一种油气回收凝液收集与输送装置，以解决现有技术中油气回收的气体互串及凝液输送泵因汽蚀不上量的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种油气回收凝液收集与输送装置，包括顺次密封连接的冷凝装置、集油装置和输油装置；所述冷凝装置由管道依次连接的预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器组成，所述冷凝装置的四个排液管并列向下与集合管连通；所述集油装置为集油罐，所述集油罐底部的进液口与所述集合管一端连通；所述输油装置包括储油罐和液控阀，所述储油罐的顶部有三路开口与所述集油罐相连，第一路开口与所述集油罐顶部出口通过平衡阀相连接，第二路开口与所述集油罐的中部通过液流阀相连接，第三路开口与所述集油罐底出口通过排凝阀相连接，所述储油罐的顶部还与氮气充压阀连通，所述储油罐的顶部还与油气回收入口通过泄压阀连通，所述储油罐的底部出口连接所述液控阀的入口，所述液控阀的出口与罐区储油罐通过管道连通。
优选的，所述冷凝装置为多级冷凝装置，设置在所述集油罐上方，所述冷凝装置的排液管道、集合管和集油罐构成U型液封结构,通过液相封住，避免油气走短路。油气经各冷凝器冷凝，冷凝下来的凝液靠重力向下经排液管自流进集合管，并通过所述集合管一端进集油罐，再由集油罐中部出口溢流到储油罐。
优选的，所述集合管水平布置，低于所述集油罐中部出口1.0m。
优选的，所述平衡阀、液流阀、泄压阀、充压阀和液控阀均为控制阀，通过PLC进行自动控制，实现无人值守。
优选的，所述排凝阀为闸阀，在正常运行时始终处于关闭状态，在检修清理时以排尽集油罐的存液。
利用上述凝液收集与输送装置对油气回收凝液收集及输送的方法为：
步骤一，收油过程。在油气回收过程中，待回收油气依次经过预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器进行阶梯冷凝，冷凝下来的冷凝液通过冷凝器的排液管道靠重力自流至水平集合管，由水平放置的集合管一端从集油罐的底部进，再从集油罐中部溢出，经过液流阀自流进储油罐，此时，储油罐的充压阀、泄压阀和液控阀处于关闭状态，液流阀、平衡阀处于开启状态；
步骤二，输油过程。当储油罐液位上升至上限设定值时，溢流阀、平衡阀关闭，将集油罐和储油罐隔开，充压阀开启，向储油罐充入氮气，压力升至0.4～0.5kg/cm2（表压），并在输油过程中始终维持此压力，液控阀随之开启，开始将凝液往装置外输送。此时，预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器冷凝下来的冷凝液通过管道靠重力自流至集油罐暂时储存；
步骤三，泄压过程。在储油罐液位降低至设定下限值时，液控阀关闭，充压阀关闭，停止氮气进入，开启泄压阀，将储油罐的氮气向油气回收装置的油气入口释放泄压；
步骤四，复原过程。当储油罐压力降至0后，关闭泄压阀，开启液流阀和平衡阀，将集油罐暂存的凝液通过液流阀溢流进入储油罐，集油罐和储油罐通过平衡阀保持压力相等，避免产生汽阻，过程进入步骤一状态。
优选的，所述储油罐设定液位控制，液位下限设定值20%，液位上限设定90%。
优选的，所述储油罐顶设置压力传感器，输油时压力0.4～0.5kg/cm2（表压），由充压阀控制，泄压时压力控制为0，由泄压阀控制。
优选的，所述集油罐为立式罐，所述储油罐为卧式罐，所述集油罐设置在所述储油罐的上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果，通过U型液封下液管道隔离油气管道，能避免油气短路；通过氮气对储油罐充压，将回收的凝液输送出去，不发生汽蚀现象，消除油气回收因输油泵汽蚀造成的安全隐患。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明优选实施例的一种油气回收凝液收集与输送装置的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：1. 冷凝装置；2. 集油罐；3. 储油罐； 5.液控阀；6. 泄压阀；7. 充压阀；8. 平衡阀；9. 液流阀；10. 排凝阀；101. 预冷器；102. 一级冷凝器；103.二级冷凝器；104..三级冷凝器。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
本发明的一种油气回收凝液收集与输送装置，如图1所示，包括顺次密封连接的冷凝装置1、集油装置和输油装置；所述冷凝装置由管道依次连接的预冷器101、一级冷凝器102、二级冷凝器103和三级冷凝器104组成，所述冷凝装置1的四个排液管并列向下与集合管11连通；所述集油装置为集油罐2，所述集油罐2底部的进液口与所述集合管11一端连通；所述输油装置包括储油罐3和液控阀5，所述储油罐3的顶部有三路开口与所述集油罐2相连，第一路开口与所述集油罐2顶部出口通过平衡阀8相连接，第二路开口与所述集油罐2的中部通过液流阀9相连接，第三路开口与所述集油罐2底出口通过排凝阀10相连接，所述储油罐3的顶部还与氮气充压阀7连通，所述储油罐3的顶部还与油气回收入口通过泄压阀6连通，所述储油罐3的底部出口连接所述液控阀5的入口，所述液控阀5的出口与罐区储油罐通过管道连通。
优选的技术方案，所述冷凝装置1为多级冷凝装置，设置在所述集油罐2上方，所述冷凝装置1的排液管道、集合管11和集油罐2构成U型液封结构,通过液相封住，避免油气走短路。油气经各冷凝器冷凝，冷凝下来的凝液靠重力向下经排液管自流进集合管11，并通过所述集合管11一端进集油罐2，再由集油罐2中部出口溢流到储油罐3。
优选的技术方案，所述集合管11水平布置，低于所述集油罐2中部出口1.0m。
优选的技术方案，所述平衡阀8、液流阀9、泄压阀6、充压阀7和液控阀6均为控制阀，通过PLC进行自动控制，实现无人值守。
优选的技术方案，所述排凝阀10为闸阀，在正常运行时始终处于关闭状态，在检修清理时以排尽集油罐2的存液。
优选的技术方案，所述集油罐2为立式罐，所述储油罐3为卧式罐，所述集油罐2设置在所述储油罐3的上方。
利用上述油气回收凝液收集与输送装置对油气回收凝液收集及输送的方法为：
步骤一，收油过程。在油气回收过程中，待回收油气依次经过预冷器101（5～10℃）、一级冷凝器102（1～5℃）、二级冷凝器103（-30～--40℃）和三级冷凝器104（-70～-80℃）进行阶梯冷凝，冷凝下来的冷凝液通过冷凝器的排液管道靠重力自流至水平集合管11，由水平放置的集合管11一端从集油罐2的底部进，再从集油罐2中部溢出，经过液流阀9自流进储油罐3，此时，储油罐3的充压阀7、泄压阀6和液控阀5处于关闭状态，溢流阀9、平衡阀8处于开启状态；
步骤二，输油过程。当储油罐3液位上升至上限设定值90%时，溢流阀9、平衡阀8关闭，将集油罐2和储油罐3隔开，充压阀7开启，向储油罐3充入氮气，压力升至0.4～0.5kg/cm2（表压），并在输油过程中始终维持此压力，液控阀5随之开启，开始将凝液往装置外输送。此时，预冷器101、一级冷凝器102、二级冷凝器103、三级冷凝器104冷凝下来的冷凝液通过管道靠重力自流至集油罐2暂时储存；
步骤三，泄压过程。在储油罐3液位降低至设定下限值20%时，液控阀5关闭，充压阀7关闭，停止氮气进入，开启泄压阀6，将储油罐3的氮气向油气回收装置的油气入口释放泄压；
步骤四，复原过程。当储油罐3压力降至0后，关闭泄压阀6，开启液流阀9和平衡阀8，将集油罐2暂存的凝液通过液流阀9溢流进入储油罐3，集油罐2和储油罐3通过平衡阀8保持压力相等，避免产生汽阻，过程进入步骤一状态,开始下一循环。
相对于现有装置及方法，本发明的优势在于：
（1）油气回收装置能长时间运行不发生冰堵现象，实现持续稳定运行和排放气达标；
（2）克服了因冰堵导致制冷机组频繁停机化霜所导致的排放气间歇性地不达标；
（3）通过氮气充压输送凝液，从根本上消除了采用泵输送凝液所产生的汽蚀不上量问题，保证油气回收装置的运行安全。
以上内容是结合具体实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做的简单替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，包括顺次密封连接的冷凝装置、集油装置和输油装置；所述冷凝装置由管道依次连接的预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器组成，所述冷凝装置的四个排液管并列向下与集合管连通；所述集油装置为集油罐，所述集油罐底部的进液口与所述集合管一端连通；所述输油装置包括储油罐和液控阀，所述储油罐的顶部有三路开口与所述集油罐相连，第一路开口与所述集油罐顶部出口通过平衡阀相连接，第二路开口与所述集油罐的中部通过液流阀相连接，第三路开口与所述集油罐底出口通过排凝阀相连接，所述储油罐的顶部还与氮气充压阀连通，所述储油罐的顶部还与油气回收入口通过泄压阀连通，所述储油罐的底部出口连接所述液控阀的入口，所述液控阀的出口与罐区储油罐通过管道连通。
2.根据权利要求1所述的油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，所述冷凝装置为多级冷凝装置，设置在所述集油罐上方，所述冷凝装置的排液管道、集合管和集油罐构成U型液封结构,通过液相封住，避免油气走短路；油气经各冷凝器冷凝，冷凝下来的凝液靠重力向下经排液管自流进集合管，并通过所述集合管一端进集油罐，再由集油罐中部出口溢流到储油罐。
3.根据权利要求1所述的油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，所述集合管水平布置，低于所述集油罐中部出口1.0m。
4.根据权利要求1所述的油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，所述平衡阀、液流阀、泄压阀、充压阀和液控阀均为控制阀，通过PLC进行自动控制，实现无人值守。
5.根据权利要求1所述的油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，所述排凝阀为闸阀，在正常运行时始终处于关闭状态，在检修清理时以排尽集油罐的存液。
6.根据权利要求1所述的油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，所述集油罐为立式罐，所述储油罐为卧式罐，所述集油罐设置在所述储油罐的上方。
7.一种油气回收凝液收集与输送方法，应用于上述权利要求1-6任一项所述的油气回收凝液收集与输送装置，其特征在于，包括：
步骤一，收油过程；在油气回收过程中，待回收油气依次经过预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器进行阶梯冷凝，冷凝下来的冷凝液通过冷凝器的排液管道靠重力自流至水平集合管，由水平放置的集合管一端从集油罐的底部进，再从集油罐中部溢出，经过液流阀自流进储油罐，此时，储油罐的充压阀、泄压阀和液控阀处于关闭状态，溢流阀、平衡阀处于开启状态；
步骤二，输油过程；当储油罐液位上升至上限设定值时，溢流阀、平衡阀关闭，将集油罐和储油罐隔开，充压阀开启，向储油罐充入氮气，压力升至0.4～0.5kg/cm2（表压），并在输油过程中始终维持此压力，液控阀随之开启，开始将凝液往装置外输送；此时，预冷器、一级冷凝器、二级冷凝器、三级冷凝器冷凝下来的冷凝液通过管道靠重力自流至集油罐暂时储存；
步骤三，泄压过程；在储油罐液位降低至设定下限值时，液控阀关闭，充压阀关闭，停止氮气进入，开启泄压阀，将储油罐的氮气向油气回收装置的油气入口释放泄压；
步骤四，复原过程；当储油罐压力降至0后，关闭泄压阀，开启液流阀和平衡阀，将集油罐暂存的凝液通过液流阀溢流进入储油罐，集油罐和储油罐通过平衡阀保持压力相等，避免产生汽阻，过程进入步骤一状态。
8.根据权利要求7所述的油气回收凝液收集与输送方法，其特征在于，所述储油罐设定液位控制，液位下限设定值20%，液位上限设定90%。
9.根据权利要求7所述的油气回收凝液收集与输送方法，其特征在于，所述储油罐顶设置压力传感器，输油时压力0.4～0.5kg/cm2（表压），由充压阀控制，泄压时压力控制为0，由泄压阀控制。
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