CN112774392B - 原油卸车的油气处理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原油卸车的油气处理***，其包括：卸车管线，其将原油槽车和卸油池密封连接；气相收集线，其设置在卸油池的顶部；吸收塔，其气体进口与气相收集线相连接，该吸收塔的吸收剂进口和液体出口分别与卸油池相连接；两组吸附装置，其吸附状态和脱附状态交替进行，两组吸附装置的进气口与吸收塔的气体出口相连接，脱附气体分别进入吸收塔的气体进口和卸油池；以及原油输送泵，其将卸油池和储油罐相连接。本发明还公开了一种原油卸车的油气处理方法。本发明通过将原油卸车、油气回收和油气输送相结合，实现***整体的优化控制，装置规模减小、操作简单，降低能耗；通过***内的气相压力平衡减少油气污染，基本达到微排放甚至零排放。

Description

原油卸车的油气处理***及方法
技术领域
本发明涉及油气处理领域，特别涉及一种原油卸车的油气处理***及方法。
背景技术
中国是原油进口大国，多年保持原油进口量世界第一。沿海港口及内河港口，原油码头绝大多数是卸船工艺。原油通过卸船工艺在原油储罐内储存后，通常需要输送至炼厂或炼制单位。原油输送一般有两种方式，一种是管道输送，一种是公路运输。在一些地区，原油的公路运输占有很大的比例。原油通过公路运输至炼厂后，通常采用重力自流方式卸车，原油进入地下罐，再通过原油泵输送至原料部门。原油在卸车过程中，车辆顶部端盖打开，以平衡槽车内压力。地下罐通常也采用敞口方式来平衡压力，避免因原油流入或流出不平衡产生的压力波动。这就导致了大量的原油废气不经处理就排放至大气，造成环境污染。
原油气体主要包括VOCs、硫化氢还有水分及少量的硫醇类、硫醚类物质，通常都具有刺激性气味。硫化物气体对人的中枢神经***有较强的毒性作用，吸入低浓度蒸汽时可引起头疼、恶心，吸入高浓度的蒸汽时则可引起呼吸麻痹致死。因此，治理并消除原油卸车过程中产生的VOCs气体具有迫切的现实需求。
目前，部分原油卸车工艺采用的废气处理***，基本上单独成套，造成的后果就是废气处理装置工艺复杂，处理量巨大，缺少***控制与优化，投资费用较高的同时还造成能源浪费严重。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的之一在于，提供一种原油卸车的油气处理***及方法，从而将原油槽车、卸油池、油气回收和原油输送相结合，实现整体***控制和优化。
本发明的另一目的在于，提供一种原油卸车的油气处理***及方法，从而减少现有技术中原油卸车过程中的油气排放污染。
本发明的再一目的在于，提供一种原油卸车的油气处理***及方法，从而在确保原油卸车效率的同时，避免卸油池内压力突升或压力过高带来的安全隐患。
为实现上述一个或多个目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种原油卸车的油气处理***，其包括：卸车管线，其将原油槽车和卸油池密封连接；气相收集线，其设置在卸油池的顶部；吸收塔，其气体进口与气相收集线相连接，该吸收塔的吸收剂进口和液体出口分别与卸油池相连接；两组吸附装置，其吸附状态和脱附状态交替进行，两组吸附装置的进气口与吸收塔的气体出口相连接，脱附气体分别进入吸收塔的气体进口和卸油池；以及原油输送泵，其将卸油池和储油罐相连接。
进一步，上述技术方案中，原油输送泵的流量能够调节，以使得卸油池的液位不变。
进一步，上述技术方案中，卸油池设有液位仪。
进一步，上述技术方案中，当卸油池的液位高于预设的液位上限时，液位仪发出报警信号；当卸油池的液位低于预设的液位下限时，液位仪发出报警信号和/或原油输送泵关闭。
进一步，上述技术方案中，卸油池通过原油循环泵和制冷机与吸收塔的吸收剂进口相连接。
进一步，上述技术方案中，吸收塔为填料型吸收塔。
进一步，上述技术方案中，吸收塔采用不锈钢填料。
进一步，上述技术方案中，卸车管线包括：重力自流卸油管，其将原油槽车和卸油池液相连通；以及气相连接撬块，其将原油槽车和卸油池气相连通。
进一步，上述技术方案中，重力自流卸油管与原油槽车之间通过软管连接。
进一步，上述技术方案中，气相连接撬块包括伸缩活动管。
进一步，上述技术方案中，卸油池设有压力传感器，该压力传感器检测卸油池的气相空间压力值。
进一步，上述技术方案中，气相收集线设有紧急泄放阀。
根据本发明的第二方面，本发明提供了一种原油卸车的油气处理方法，该方法采用如上述技术方案中任意一项的原油卸车的油气处理***，该方法至少包括如下步骤：采用卸车管线将原油槽车与卸油池相连接，进行重力自流卸车；收集卸油池的气相空间的增量气体；对增量气体进行吸收步骤，吸收步骤采用原油作为吸收剂，产生的液体流回卸油池；对吸收步骤产生的气体进行吸附步骤和脱附步骤，吸附步骤的剩余气体排出，脱附步骤产生的脱附气体中的一部分重复吸收步骤，另一部分回到卸油池的气相空间；以及根据卸油池的液位进行原油输送步骤。
进一步，上述技术方案中，原油输送步骤采用自动变频调节。
进一步，上述技术方案中，当卸油池中的液位达到预设的液位上限时，发出报警信号；以及当卸油池中的液位达到预设的液位下限时，发出报警信号和/或停止原油输送步骤。
进一步，上述技术方案中，吸收步骤前还包括原油制冷步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.通过将原油卸车、油气回收和油气输送集成化设计，实现***整体的优化控制，装置规模减小、操作简单，降低能耗。
2.通过封闭式的原油卸车***，利用气相自压力平衡减少油气污染，达到微排放甚至零排放；减少空气进入量，降低装置的负荷。
3.原油槽车与卸油池气相、液相分别相连通，保证原油卸车效率，同时通过紧急泄放措施、报警措施，确保运行安全。
4.采用自动变频调节原油输送，保持卸油池中液位稳定，减少扰动造成的原油挥发。
5.采用经冷却的原油作为吸收剂，之后再回到卸油池，形成循环，能够将卸油池中饱和的富油稀释。
上述说明仅为本发明技术方案的概述，为了能够更清楚地了解本发明的技术手段并可依据说明书的内容予以实施，同时为了使本发明的上述和其他目的、技术特征以及优点更加易懂，以下列举一个或多个优选实施例，并配合附图详细说明如下。
附图说明
图1是根据本发明的一实施方式的原油卸车的油气处理***的示意图。
主要附图标记说明：
10-原油槽车，20-卸油池，21-气相收集线，22-压力传感器，23-紧急泄放阀，24-液位仪，30-卸车管线，31-重力自流卸油管，32-气相连接撬块，41-吸收塔，42-第一吸附装置，43-第二吸附装置，44-真空泵，45-制冷机，46-原油循环泵，50-原油输送泵。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其他明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其他元件或其他组成部分。
在本文中，为了描述的方便，可以使用空间相对术语，诸如“下面”、“下方”、“下”、“上面”、“上方”、“上”等，来描述一个元件或特征与另一元件或特征在附图中的关系。应理解的是，空间相对术语旨在包含除了在图中所绘的方向之外物件在使用或操作中的不同方向。例如，如果在图中的物件被翻转，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“下”的元件将取向在元件或特征的“上方”。因此，示范性术语“下方”可以包含下方和上方两个方向。物件也可以有其他取向(旋转90度或其他取向)且应对本文使用的空间相对术语作出相应的解释。
在本文中，术语“第一”、“第二”等是用以区别两个不同的元件或部位，并不是用以限定特定的位置或相对关系。换言之，在一些实施例中，术语“第一”、“第二”等也可以彼此互换。
如图1所示，根据本发明具体实施方式的原油卸车的油气处理***，用于原油槽车10向卸油池20卸车作业。该油气处理***包括将原油槽车10和卸油池20密封连接的卸车管线30。通常卸油池20设置在地下，其通过原油输送泵50连接到油罐区的储油罐(图中未示出)。卸油池20的顶部设有气相收集线21，卸油池20中的油气能够通过气相收集线21进入吸收塔41。吸收塔41的吸收剂为卸油池20中的原油，在吸收塔41中吸收剂(原油)与油气逆流接触，液相部分由吸收塔41底部的液体出口进入卸油池20，气相部分由吸收塔41顶部的气体出口进入吸附装置进行吸附处理。吸附装置可以为两个，第一吸附装置42和第二吸附装置43相互并联设置，两个吸附装置的吸附状态和脱附状态交替进行，即其中一个吸附装置处于吸附状态时，另一个吸附装置处于脱附状态。应了解的是，上述两个吸附装置也可以为两组吸附装置，每组吸附装置包括不止一个吸附装置。示例性地，第一吸附装置42和第二吸附装置43可以是吸附罐，例如活性炭吸附罐，即吸附剂为活性炭，应了解的是，本发明并不以此为限，本领域技术人员可以根据实际需要选择合适的吸附剂。第一吸附装置42或第二吸附装置43在真空泵44的抽吸作用下抽真空脱附，抽出的高浓度油气分别进入吸收塔41的气体进口和卸油池20的气相空间。
进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，原油输送泵50的流量可以根据卸油池20的液位调节，基本保持液位稳定。原油槽车同时卸车的数量不确定，罐容也不确定，这就会导致卸油池20的液位处于波动状态。为了保证***的稳定性，可以设置液位仪24来实时监测卸油池20的液位状况，并将液位信号传输给原油输送泵50，以实现自动变频调节流量来保持液位稳定。在原油卸车过程中，产生的气相体积是液相体积的1.1～1.2倍。同时，为保持原油的流动性，卸油池20通常设有蒸汽加热设备，导致原油轻烃的挥发量增大。此外，在本发明的油气处理过程中，真空泵44解吸的高浓度油气的气量也很大，通常为额定处理量的3～4倍，因此，脱附气体中少部分回到吸收塔41，大部分回到卸油池20的气相空间。在原油卸车过程中，卸油池20的液位保持不变的情况下，气相体积仍能保证原油槽车10的气相空间平衡。
优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，可以预设液位上限和液位下限，当卸油池20的液位高于预设的液位上限时，液位仪发出报警信号；当卸油池20的液位低于预设的液位下限时，液位仪发出报警信号和/或将原油输送泵50关闭。
优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，卸油池20的原油可以经原油循环泵46泵送到制冷机45中降温后，进入吸收塔41作为吸收剂。示例性地，吸收塔41可以为填料型吸收塔，吸收塔41可以采用不锈钢填料。示例性地，经过制冷机45的原油温度从30℃降至10～15℃。
进一步地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，卸车管线30包括将原油槽车10和卸油池20液相连通的重力自流卸油管31，以及将原油槽车10和卸油池20气相连通的气相连接撬块32。优选而非限制性地，重力自流卸油管31与原油槽车10之间可以通过软管(图中未示出)连接。气相连接撬块32可以包括伸缩活动管和顶部密闭封头(图中未示出)，可以根据槽车位置调整，并保证密封连接。
优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，卸油池20设有压力传感器22，压力传感器22实时监测卸油池20的气相空间压力值。为提高***的安全性，气相收集线21设有紧急泄放阀23。当卸油池20的气相空间压力值突然升高或者出现紧急情况时，紧急泄放阀23打开，将事故气体泄放，当压力值降至安全数值时，紧急泄放阀23关闭，装置恢复正常运行。例如，当吸收塔41、吸附装置、真空泵44或***中其他部分出现故障，卸车过程产生的油气通过紧急泄放阀23排放，保证***设施的安全。优选地，油气通过紧急泄放阀23排入放空管(图中未示出)。
结合图1所示，在本发明的一个或多个实施方式中，原油卸车的油气处理方法至少包括如下步骤：采用卸车管线30将原油槽车10与卸油池20相连接，进行重力自流卸车；收集卸油池20的气相空间的增量气体；对增量气体进行吸收步骤，吸收步骤采用原油作为吸收剂，产生的液体流回卸油池20；对吸收步骤产生的气体进行吸附步骤和脱附步骤，吸附步骤的剩余气体排出，脱附步骤产生的脱附气体中的一部分重复吸收步骤，另一部分回到卸油池20的气相空间；以及根据卸油池20的液位进行原油输送步骤。
优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，原油输送步骤采用自动变频调节。优选而非限制性地，当卸油池20中的液位达到预设的液位上限时，发出报警信号；以及当卸油池20中的液位达到预设的液位下限时，发出报警信号和/或停止原油输送步骤。
优选而非限制性地，在本发明的一个或多个示例性实施方式中，吸收步骤前还包括原油制冷步骤。
本发明的原油卸车的油气处理***及方法适用于炼厂或炼制单位的原油卸车作业。本发明结合原油卸车工艺、油气回收工艺和原油输送的特点，将其***、有机结合，并通过参数监测控制的方法，一方面大大降低原油油气的气量，从而减小装置规模，降低能耗；另一方面将整个卸车工艺及油气回收工艺结合成完整的工艺***，方便管理和操作。本发明既有巨大的环境效益，又有一定的经济效益。下面参考图1所示的原油卸车的油气处理***，以实施例更具体地说明本发明的内容，应了解的是，本发明并不以此为限。
实施例1
本实施例中，卸油池20的容积为600m3，该卸油池设置有蒸汽加热管线(图中未示出)防止原油冷凝。10辆原油槽车10同时卸车，每辆原油槽车10的运载量为30吨。原油槽车10通过卸车管线30(重力自流卸油管31和气相连接撬块32)与卸油池20密封连接，进行重力自流卸车作业。吸收塔41和两个吸附装置的处理能力为300m3/h，卸油池20中的液位稳定值预设为1.5m。原油卸车效率为60吨/小时，油气处理效率达到97％。
原油槽车停放至卸油池20的卸车位上，分别通过卸车管线30与卸油池20密封连接，实现压力平衡，进行重力自流卸车作业。原油槽车10内装载的原油不断进入卸油池20，同时卸油池20内气相体积不断进入原油槽车10内，实现空间体积交换，将现有技术中需要空气补充的体积改为用卸油池20中的油气补充，大大减少了后续油气回收步骤的处理量，从而降低能耗，减小装置规模。通过原油输送泵50的自动变频流量调节，将卸油池20中的液位保持在预设的液位稳定值。卸油池20中气相空间的增量气体由气相收集线21进入吸收塔41与经过制冷机45降温的循环原油逆流接触，吸收过程产生的液体从塔底流回卸油池20，吸收净化后的油气从塔顶排向吸附状态的第一吸附装置42。油气从下往上通过第一吸附装置42，油气吸附在吸附剂中，剩余达标气体排入大气中。真空泵44抽出脱附状态的第二吸附装置43内的高浓度油气，分别输送至吸收塔41和卸油池20中。当第一吸附装置42吸附饱和后，将第一吸附装置42切换为脱附状态，第二吸附装置43切换为吸附状态。本实施例的***原油卸车、油气回收和原油输送过程全自动化控制，操作简单。在保持一定的卸车效率的同时，能够满足更高的环保要求，实现微排放。
实施例2
将实施例1中的原油槽车10仅通过重力自流卸油管31与卸油池20密封连接，其他条件不变。原油槽车10内装载的原油不断进入卸油池20，产生的油气会使得气阻增大，原油卸车流速变慢，因此本实施例中原油卸车效率平均仅为10吨/小时。
实施例3
将实施例1中的原油槽车10增加至20辆，卸油池20中的液位稳定值预设为1.5m，其他条件不变。原油卸车效率为63吨/小时，油气处理效率达到97％。
实施例4
将实施例1中卸油池20的液位稳定值预设为0.5m，其他条件不变。原油卸车效率为65吨/小时，油气处理效率达到96％。本实施例相较实施例1，液位稳定值预设高度降低，使得原油卸车效率有所提高，但是油气处理效率降低了，不利于满足日益严格的环保标准。
实施例5
取消实施例1中的卸油池20的液位稳定值预设，待原油卸车完成后再开启原油输送泵50，将卸油池20中的原油输送到储油罐，其他条件不变。原油卸车效率为70吨/小时，油气处理效率达到95％。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。针对上述示例性实施方案所做的任何简单修改、等同变化与修饰，都应落入本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种原油卸车的油气处理***，其特征在于，包括：
卸车管线，其将原油槽车和卸油池密封连接；
气相收集线，其设置在所述卸油池的顶部；
吸收塔，其气体进口与所述气相收集线相连接，该吸收塔的吸收剂进口和液体出口分别与所述卸油池相连接；
两组吸附装置，其吸附状态和脱附状态交替进行，所述两组吸附装置的进气口与所述吸收塔的气体出口相连接，脱附气体分别进入所述吸收塔的气体进口和所述卸油池；以及
原油输送泵，其将所述卸油池和储油罐相连接，所述原油输送泵的流量能够调节，以使得所述卸油池的液位不变。
2.根据权利要求1所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述卸油池设有液位仪。
3.根据权利要求2所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，当所述卸油池的液位高于预设的液位上限时，所述液位仪发出报警信号；当所述卸油池的液位低于预设的液位下限时，所述液位仪发出报警信号和/或所述原油输送泵关闭。
4.根据权利要求1所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述卸油池通过原油循环泵和制冷机与所述吸收塔的吸收剂进口相连接。
5.根据权利要求4所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述吸收塔为填料型吸收塔。
6.根据权利要求5所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述吸收塔采用不锈钢填料。
7.根据权利要求1所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述卸车管线包括：
重力自流卸油管，其将所述原油槽车和所述卸油池液相连通；以及
气相连接撬块，其将所述原油槽车和所述卸油池气相连通。
8.根据权利要求7所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述重力自流卸油管与所述原油槽车之间通过软管连接。
9.根据权利要求7所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述气相连接撬块包括伸缩活动管。
10.根据权利要求1所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述卸油池设有压力传感器，该压力传感器检测所述卸油池的气相空间压力值。
11.根据权利要求10所述的原油卸车的油气处理***，其特征在于，所述气相收集线设有紧急泄放阀。
12.一种原油卸车的油气处理方法，其特征在于，该方法采用如权利要求1～11中任意一项所述的原油卸车的油气处理***，所述方法至少包括如下步骤：
采用所述卸车管线将原油槽车与卸油池相连接，进行重力自流卸车；
收集所述卸油池的气相空间的增量气体；
对所述增量气体进行吸收步骤，所述吸收步骤采用原油作为吸收剂，产生的液体流回所述卸油池；
对所述吸收步骤产生的气体进行吸附步骤和脱附步骤，所述吸附步骤的剩余气体排出，所述脱附步骤产生的脱附气体中的一部分重复所述吸收步骤，另一部分回到所述卸油池的气相空间；以及
根据所述卸油池的液位进行原油输送步骤。
13.根据权利要求12所述的原油卸车的油气处理方法，其特征在于，所述原油输送步骤采用自动变频调节。
14.根据权利要求13所述的原油卸车的油气处理方法，其特征在于，当所述卸油池中的液位达到预设的液位上限时，发出报警信号；以及当所述卸油池中的液位达到预设的液位下限时，发出报警信号和/或停止所述原油输送步骤。
15.根据权利要求12所述的原油卸车的油气处理方法，其特征在于，所述吸收步骤前还包括原油制冷步骤。
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