本發明涉及揮發性有機物蒸汽的回收
技術領域：
，尤其涉及一種油氣中揮發性有機物蒸汽的增壓淺冷回收裝置。
背景技術：
：在汽油的供應、銷售、貯運環節中，存在著向大氣中排放高濃度汽油蒸汽的情況，嚴重地污染了大氣環境和危害人們的身體健康。以裝車量20萬噸/年的油庫為例，每天轉運汽油500多噸，操作時間在3小時左右，其產生的汽油蒸汽達近1000m3，其中所含的汽油將近1噸。為回收這部分汽油蒸汽，常用吸收法、吸附法、冷凝法及膜分離法及其組合工藝方法來回收輕質油品蒸發排放出來的油氣。油氣是汽油與空氣的混合物，組分比較復雜。儲油罐內油氣的濃度根據汽油的蒸汽壓和氣溫的變化而變化，GB50759-2012《油品裝載系統油氣回收設施設計規范》規定按30%～45%之間。油氣回收技術的最關鍵問題是實現有機物組分和空氣分離，油氣回收設備應選用工藝先進、成熟可靠、價格合理、適用性強、能耗低、經濟效益好的產品。GB31570-2015石油煉制工業污染物排放標準，油氣收集處理裝置應達到下列指標：有機物（非甲烷）排放質量濃度≤120mg/m3，處理效率≥95%。吸附-吸收組合工藝油氣回收處理設備是目前國際國內使用較多產品，系統由兩個吸附用活性炭罐、一個吸收高濃度油氣用吸收塔、真空泵及吸收劑循環送裝置、電氣控制裝置等組成。吸附-吸收組合工藝回收處理工藝流程為：油氣混合物首先通過活性炭罐，其中的有機物類組份被吸附在活性炭表面，而凈化后的空氣則由活性炭罐頂部的出口排向大氣。兩個活性炭罐按照特定時間在吸附和再生狀態之間交替切換，再生方式為真空泵真空脫附，從真空泵出來的富油氣進入裝有填料的吸收塔。進入吸收塔的油氣與自罐區泵送而來并從吸收塔頂部噴淋而下的常溫貧油逆流接觸，在該過程中油氣被吸收，塔頂含有少量油氣的尾氣返回活性炭罐入口，與新產生的油氣混合后進入活性炭罐再次被吸附。吸收了有機物組份后的富汽油被泵送回汽油儲罐。該產品的技術缺陷是：1、作為吸收劑的常溫汽油噴淋的過程必將產生一定數量的蒸發，該部分蒸發油氣與油庫油氣合流送到活性炭罐進口，使吸附負荷增大，造成活性炭罐龐大，真空泵配置加大。2、設備一次投資成本大，占地面積大。中國專利CN101306259A“油氣中揮發性有機物蒸汽的增壓低溫凝結回收方法”，采用增壓與深冷的方法進行油氣回收。系統主要由氣體壓縮機、低溫制冷機、低溫油氣捕集器、控制系統等組成。其工藝流程為先利用氣體壓縮機對從儲油罐內溢出的揮發性有機物蒸汽進行抽吸增壓至0.85MPa，然后由制冷機對飽和的蒸汽進一步冷卻到-95℃，蒸汽進入低溫蒸汽捕集器中被凝結成液體排至儲油罐回收；未液化的余氣從低溫蒸汽捕集器被排放到大氣。其存在的以下缺點：1、該裝置采用開式流程，動態調節性差，當裝置初始運行以及油氣濃度變化時，制冷系統很難一下就達到理想的冷凝效果，將使尾氣中有機物濃度超標。2、由于油氣的水分的存在，低溫運行系統會出現冰堵。3、深冷工況使設備選材上造成成本增加。技術實現要素：本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種油氣中揮發性有機物蒸汽的增壓淺冷回收裝置。為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：一種油氣中揮發性有機物蒸汽的增壓淺冷回收裝置，其特征在于：包括儲油罐，儲油罐通過第一管道連接緩沖罐，緩沖罐通過第二管道連接分離罐，在第二管道上由緩沖罐到分離罐的方向依次連接壓縮機和制冷機，分離罐的下側通過第三管道連接收集罐，分離罐的上側通過第四管道連接第五管道，第五管道的兩端分別連接第一吸附罐和第二吸附罐，第一吸附罐和第二吸附罐之間還連接第六管道，第六管道連接放空管，在第五管道上連接兩端均與其連通的第七管道，第七管道的兩端設置在第四管道接頭的兩側，第七管道還通過第八管道連接緩沖罐，在第八管道上連接真空泵；在所述第一管道上連接第一閥門，在第三管道上連接第二閥門，在第四管道連接第三閥門，在第四管道接頭與第一吸附罐之間的第五管道上連接第四閥門，在第四管道接頭與第二吸附罐之間的第五管道上連接第五閥門，在第八管道接頭兩側的第七管道上分別連接第六閥門和第七閥門，在放空管與第一吸附罐之間的第六管道上連接第八閥門，在放空管與第二吸附罐之間的第六管道上連接第九閥門。優選地，在所述第一管道上還連接第一壓力傳感器。優選地，在所述第八管道連接第二壓力傳感器。優選地。所述制冷機冷卻后的有機物蒸汽的溫度為0℃-6℃。本發明的優點在于：本方法首先使用壓縮機對來自油氣回收總管的油氣抽吸增壓，進制冷機冷卻至4℃左右，75%以上的油氣組分冷凝液化，液化后的有機物蒸汽液體經儲氣罐/分離罐底部排出進入儲油罐回收，尾氣進活性炭吸附罐，尾氣中的汽油組分被吸附，油氣中的空氣則穿透吸附層并攜帶符合環保標準的余量有機物被排放至大氣中。活性炭吸附的油氣經真空泵解析后再次進壓縮機增壓冷凝后回收。本發明的回收方法安全可靠，工藝流程合理，制冷系統及吸附罐實現小型化，整體技術經濟指標優良。本發明采用壓縮后淺冷液化，只有少量有機蒸汽進入吸附罐，可減少昂貴的吸附劑用量，減小設備尺寸利于小型化的整體橇裝。同時閉式循環可使處理效率及尾氣排放有機物含量國際最新排放標準，本發明采用變頻驅動的壓縮機，可靈活調節運行負荷，實現與油庫作業同步，適合油庫油氣負荷不穩定的工況特點。附圖說明圖1是本發明所提供的一種油氣中揮發性有機物蒸汽的增壓淺冷回收裝置的結構示意圖；圖2是范德瓦爾斯方程的p-v圖。具體實施方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。如圖1所示，本發明提供的一種油氣中揮發性有機物蒸汽的增壓淺冷回收裝置，包括儲油罐1，儲油罐1通過第一管道2連接緩沖罐3，緩沖罐3通過第二管道4連接分離罐5，在第二管道4上由緩沖罐3到分離罐5的方向依次連接壓縮機6和制冷機7，制冷機7冷卻后的有機物蒸汽的溫度為0℃-6℃，本方案優選為2℃、4℃或5℃。分離罐5的下側通過第三管道8連接收集罐9，分離罐5的上側通過第四管道10連接第五管道11，第五管道11的兩端分別連接第一吸附罐12和第二吸附罐13，第一吸附罐12和第二吸附罐13之間還連接第六管道14，第六管道14連接放空管15，在第五管道11上連接兩端均與其連通的第七管道16，第七管道16的兩端設置在第四管道10接頭的兩側，第七管道16還通過第八管道17連接緩沖罐3，在第八管道17上連接真空泵18和第二壓力傳感器29，第二壓力傳感器29連接在真空泵18的進氣口。在所述第一管道2上連接第一閥門19和第一壓力傳感器28，在第三管道8上連接第二閥門20，在第四管道10連接第三閥門21，在第四管道10接頭與第一吸附罐12之間的第五管道11上連接第四閥門22，在第四管道10接頭與第二吸附罐13之間的第五管道11上連接第五閥門23，在第八管道17接頭兩側的第七管道16上分別連接第六閥門24和第七閥門25，在放空管15與第一吸附罐12之間的第六管道14上連接第八閥門26，在放空管15與第二吸附罐13之間的第六管道14上連接第九閥門27。如圖2所示，由范德瓦爾斯方程可知，在臨界條件下真實氣體的液化有兩條途徑：增加壓力或者降低溫度，以及二者同時進行。當溫度低于臨界溫度Tc時，隨著壓力的升高，曲線出現轉折，Q為開始液化點，P-Q為氣液共存段，P為完全液化點。本發明中油氣的一次液化采用增壓+淺冷，余氣吸附分離后循環到壓縮機入口，閉式循環使目標有機物均液化為汽油得到回收。按本發明設計的處理量為300m3/h回收裝置，每小時的汽油回收量可達305kg，計算參照的油氣組分如下表：組分AIRC3C4C5C6+Mol-Frac0.60.040.120.180.06結合各混合氣體的物性參數，由計算可知，總流量13.5kmol/h的上述油氣壓縮到4bar冷卻到4℃的溫度時，理論總液化量每小時可達4.171kmol即291.4kg,未液化的氣體組分含量如下：組分AIRC3C4C5C6+Kmol/h8.0710.3760.5720.2850.024Mol-Frac0.8650.04030.0610.03060.0026液化率達76.8%，未液化的23.2%進吸附系統分離后循環進入增壓淺冷系統二次液化。由此可知，吸附系統尺寸及吸附劑用量只是全吸附時四分之一。同時，由進一步程序計算可知，隨吸附系統回流組分的加入，有機物蒸汽濃度增加，有利于液化率的提升。當沒有來自付油平臺油氣時，系統只需對吸附罐解析的純凈有機蒸汽處理時，此時可達到100%液化。其工作原理為：在付油平臺向槽罐車的儲油罐1內加油時，罐內的液面不斷升高，液面上飽和蒸汽壓亦不斷升高。當油氣收集管線的第一壓力傳感器28檢測到壓力已達到設定的壓力時，第一閥門19自動打開，油氣進到緩沖罐3，進壓縮機6增壓到4bar,再進入制冷機7冷卻到4℃左右后進入分離罐5，第三閥門21采用自力式壓力控制閥，在第三閥門21的作用下分離罐5壓力穩定在4bar,分離罐5為現有技術，當分離罐5液化組分達到液位控制器設定值時，第二閥門20打開，液態排放到收集罐9內。未液化的氣體通過第三閥門21減壓到常壓，然后通過第四閥門22進入第一吸附罐12，有機物組分被硅膠層和活性炭層吸附，含微量有機氣體的空氣經第八閥門26和放空管15放空。當第一吸附罐12即將達到穿透時，電控裝置啟動切換程序，第五閥門23和第九閥門27打開，第四閥門22和第八閥門26關閉，第二吸附罐13開始吸附，同時，第六閥門24打開，第七閥門25關閉，真空泵18隨即啟動，解吸蒸汽匯集到油氣收集管線，當第二壓力傳感器29達到絕對壓力達到10kPa時，解析過程結束，第二吸附罐13經均壓后等待下次工作切換，由此形成系統的閉式循環過程。最終使95%以上的有機物得到液化回收，確保排放尾氣的有機物含量低于120mg/m3。當沒有來自付油平臺油氣時，壓縮機6根據解析氣體的氣量大小調節電機工作頻率，維持第一壓力傳感器28壓力穩定。當前第1頁1 2 3