一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统的制作方法

本实用新型属于油气回收处理技术领域，具体涉及一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统。

背景技术：

易挥发性石油化工液体物料在储存或装载过程中产生的挥发性有机物气体统称为油气，油气vocs含量高，直接排放不仅污染环境，对人体造成极大的危害，还造成大量有效成分挥发损失。

随着近年来，国家对vocs的处理要求的提高，寻求一种高效环保的油气处理工艺迫在眉睫。目前在油气回收处理技术领域主要有活性炭吸附法、吸收法、膜分离法、生物过滤法、冷凝法等。其中活性炭吸附法存在吸附量小，物理吸附存在吸附饱和问题，随着吸附剂的消耗，吸附能力也变弱，使用一段时间后可能会出现吸附量小或失去吸附功能，使vocs无法达标排放，高浓度的油气在吸附过程中凝聚易发生安全隐患；吸收法工艺比较简单，设备投资较低，回收效率低，对于环保要求较高时，很难达到允许的油气排放标准；设备占地空间大，能耗高，吸收剂消耗较大，需不断补充；膜分离技术是近代石油化工学科中分离科学的前沿技术。它具有投资小、见效快、流程简单、回收率高、能耗低、无二次污染的特点，具有较高的科技含量，投资大，膜国产率低，价格昂贵，而且膜寿命短，膜分离装置要求稳流、稳压气体，操作要求高；生物过滤法对高浓度、生物降解性差及难生物降解的vocs去除率低；冷凝法又分机械冷凝和液氮冷凝两种，液氮冷凝具有回收纯度高、设备工艺简单、并有设备紧凑、占用空间小、自动化程度高、维护方便、安全性好、输出为液态油可直接利用等优点。但传统冷凝法将油气降到很低的温度回收液态油后低温油气冷量没有充分回收利用直接排放，液氮气化冷凝油气后产生的低温氮气没有充分回收利用其冷量就直接排放，能耗巨大，不是真正意义上的“节能减排”。

传统工艺液氮气化将油气冷凝至-80~-120℃后，低温氮气约-176~-130℃直接复温排放，回收大量液态油品后的低温油气约-120~-50℃直接达标排放或进入后续系统，两者均造成了冷量大大的浪费，使传统的液氮冷凝油气回收处理系统能耗居高不下。

因此，如何对现有的液氮冷凝油气回收处理装置进行改进以降低设备投资和能耗，这对于本领域技术人员而言是一个亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

针对现有工艺中存在的上述技术问题，本实用新型的目的在于克服现有的液氮冷凝油气回收处理装置存在冷量利用低下和能耗高的缺陷，提供一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统。

所述的一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，其特征在于包括油品回收罐、油品回收泵以及若干级间隔设置的冷箱和气液分离罐，所述冷箱和气液分离罐的级数相同，且从左到右开始，冷箱和气液分离罐的级数均依次增大；每级冷箱上均设置有用于流通含vocs油气的进出口，且每级冷箱内均设置有两个冷却通道，分别为液氮通道和油气冷量回收通道；其中，所有冷箱的液氮通道按照顺序依次由管路连接，所有冷箱的油气冷量回收通道按照顺序依次由管路连接；

最后一级冷箱的液氮通道进口内通入低温液氮，且低温液氮从最后一级冷箱的液氮通道流到第一级冷箱的液氮通道；

第一级冷箱进口通入新鲜含vocs油气，其他级冷箱进口均与相邻的上一级气液分离罐的顶部出气口由管路连接，且每一级冷箱出口均与同级气液分离罐的上部进料口由管路连接；

最后一级气液分离罐的顶部出气口与最后一级冷箱的油气冷量回收通道进口由管路连接，以便将最后一级气液分离罐的顶部出气口排出的净化低温油气通入到最后一级冷箱的油气冷量回收通道进口内，且低温油气从最后一级冷箱的油气冷量回收通道流到第一级冷箱的油气冷量回收通道；

所有气液分离罐的底部出液口均与油品回收罐由管路连接，油品回收罐与油品回收泵由管路连接。

所述的一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，其特征在于冷箱和气液分离罐的级数均为2-5级。

所述的一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，其特征在于冷箱和气液分离罐的级数均为3级。

所述的一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，其特征在于第一级冷箱进口通入的新鲜含vocs油气温度为10~60℃，新鲜含vocs油气经3级冷箱进行逐步冷凝，第一级冷箱出口的含vocs油气温度为-30~10℃，第二级冷箱出口的含vocs油气温度为-80~-30℃；第三级冷箱出口的含vocs油气即为所述的净化低温油气，其温度为-120~-50℃。

所述的一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，其特征在于最后一级冷箱的液氮通道进口内通入的低温液氮温度为-176℃，以便为整个系统补入冷量，经多级冷量回收后，从第一级冷箱的液氮通道出口排出温度为-20~0℃的低温氮气。

所述的一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，其特征在于最后一级冷箱的油气冷量回收通道进口通入的净化低温油气温度为-120~-50℃，净化低温油气经多级冷量回收后，从第一级冷箱的油气冷量回收通道出口排出温度为-10~10℃的净化油气。

本实用新型技术方案，具有以下优点：

本实用新型首创型的将液氮冷量和冷凝净化后的低温油气冷量经多级冷箱充分回收再利用。本实用新型降低液氮冷凝油气回收处理的能耗，解决了液氮冷凝工艺中，液氮消耗大、经济效益差的缺点，大大节省了油气回收处理装置的工程投资及系统运行能耗，由此液氮补入冷量降低，液氮消耗量降低。

本申请的装置系统在实际应用时，低温液氮可经多级冷箱回收冷却后升温气化，低温液氮可回收大量冷量后于-20~0℃温度下排放，无需进行复温排放过程。最后一级冷箱出口的含vocs油气即为净化低温油气，该净化低温油气可达-50~-120℃的低温，对其进一步回收冷量后于约-10℃~10℃排放或至后续系统，节省冷量的消耗的同时，使系统设备变小，节省投资，实现了真正的“节能减排”。

附图说明

图1为本申请实施例1具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统的结构示意图；

图1中：1-第一级冷箱，2-第二级冷箱，3-第三级冷箱，4-第一级气液分离罐，5-第二级气液分离罐，6-第三级气液分离罐，7-油品回收罐，8-油品回收泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1

一种具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，包括油品回收罐7、油品回收泵8以及若干级间隔设置的冷箱和气液分离罐，所述冷箱和气液分离罐的级数相同，且从左到右开始，冷箱和气液分离罐的级数均依次增大；每级冷箱上均设置有用于流通含vocs油气的进出口，且每级冷箱内均设置有两个冷却通道，分别为液氮通道a和油气冷量回收通道b；其中，所有冷箱的液氮通道a按照顺序依次由管路连接，所有冷箱的油气冷量回收通道b按照顺序依次由管路连接；

最后一级冷箱的液氮通道a进口内通入低温液氮，且低温液氮从最后一级冷箱的液氮通道a流到第一级冷箱的液氮通道a；

第一级冷箱进口通入新鲜含vocs油气，其他级冷箱进口均与相邻的上一级气液分离罐的顶部出气口由管路连接，且每一级冷箱出口均与同级气液分离罐的上部进料口由管路连接；

最后一级气液分离罐的顶部出气口与最后一级冷箱的油气冷量回收通道b进口由管路连接，以便将最后一级气液分离罐的顶部出气口排出的净化低温油气通入到最后一级冷箱的油气冷量回收通道b进口内，且低温油气从最后一级冷箱的油气冷量回收通道b流到第一级冷箱的油气冷量回收通道b；

所有气液分离罐的底部出液口均与油品回收罐7由管路连接，油品回收罐7与油品回收泵8由管路连接。

冷箱和气液分离罐的级数可以是均为2-5级，优选为3级。

实施例1：

对照图1，本申请的装置系统包括3级冷箱和3级气液分离罐。

第一级冷箱1，用于新鲜含vocs油气的一级冷凝过程，以及用于液氮冷量和净化低温油气冷量的三级回收过程，第一级冷箱1连接第一级气液分离罐4，用于在第一级气液分离罐4内进行一级冷凝后的含vocs油气与油品液体的分离，分离后的液态油品进入油品回收罐7。

第一级气液分离罐4内分离后的含vocs油气进入第二级冷箱2。第二级冷箱2，用于含vocs油气的二级冷凝过程，以及用于液氮冷量和净化低温油气冷量的二级回收，冷量回收后的液氮和净化低温油气进入第一级冷箱1进行三级冷量回收。第二级冷箱2连接第二级气液分离罐5，用于在第二级气液分离罐5内进行二级冷凝后的含vocs油气与油品液体的分离，分离后的液态油品进入油品回收罐7。

第二级气液分离罐5内分离后的含vocs油气进入第三级冷箱3。第三级冷箱3，用于含vocs油气的三级冷凝过程，以及用于液氮冷量和净化低温油气冷量的一级回收，冷量回收后的液氮和净化低温油气进入第二级冷箱2进行二级冷量回收。第三级冷箱3连接第三级气液分离罐6，用于在第三级气液分离罐6内进行三级冷凝后的含vocs油气与油品液体的分离，分离后的液态油品进入油品回收罐7。

第三级气液分离罐6内分离后的含vocs油气即为需要进行冷量回收的净化低温油气，第三级气液分离罐6排出的净化低温油气通入第三级冷箱3的油气冷量回收通道b内进行一级冷量回收。

根据工况的不同，新鲜含vocs油气的温度为10~60℃，进入第一级冷箱1，经一级冷凝后的含vocs油气的温度降为-30~10℃。

一级冷凝后的含vocs油气经第一级气液分离罐4析出液态油品后进入第二级冷箱2，经二级冷凝后含vocs油气的温度降为-30~-80℃。

二级冷凝后的含vocs油气经第二级气液分离罐5析出液态油品后进入第三级冷箱3，经三级冷凝后含vocs油气的温度降为-50~-120℃。

三级冷凝后的含vocs油气经第三级气液分离罐6析出液态油品后进入第三级冷箱3的油气冷量回收通道b内进行一级冷量回收，然后进入第二级冷箱2的油气冷量回收通道b内进行二级冷量回收，最后进入第一级冷箱1的油气冷量回收通道b内进行三级冷量回收，此时经三级冷量回收后的净化低温油气的温度升为-10~10℃。

-176℃液氮从第三级冷箱3的液氮通道a补入，为整个系统补入冷量，气化后进入第二级冷箱2的液氮通道a内进行冷量回收，最后进入第一级冷箱1的液氮通道a内进行冷量回收，此时经多级冷量回收后的氮气温度升为-20~0℃。

经第一级气液分离罐4析出的液态油品、第二级气液分离罐5析出的液态油品和第三级气液分离罐6析出的液态油品进入油品回收罐7，储存到一定量后经油品回收泵8输送至产品端；

本实施例1提供的具有高冷量回收利用液氮冷凝油气回收处理系统，工作过程如下：

（1）新鲜含vocs油气经三级冷凝至-120~-50℃，回收大量液态油品；

（2）三级冷凝后的含vocs油气即为净化低温油气，净化低温油气经三级回收冷量至-10~10℃后排放或进入后续系统；

（3）-176℃液氮进入第三级冷箱的液氮通道内进行冷量输入后，依次进入第二、第一级冷箱的液氮通道内充分回收冷量至-20~0℃后排放。

经第一、第二、第三级气液分离罐分离出来的液态油品储存至油品回收罐，达到一定量后经油品回收泵输送至产品端。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。