專利名稱：用于油氣回收的雙級(jí)復(fù)疊制冷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油氣回收的復(fù)疊式制冷方法，用于汽油等揮發(fā)性物質(zhì)蒸汽的 冷凝回收。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，我國(guó)成品油消耗量劇增，油庫(kù)、加油站數(shù)量及規(guī)模也相應(yīng)增 加。汽油等油品含有大量的輕烴組分，沸點(diǎn)低，揮發(fā)性強(qiáng)，在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，有一部分輕烴組分 汽化而逸入大氣，與空氣混合形成油氣。輕烴揮發(fā)造成嚴(yán)重的油品蒸發(fā)損耗，大量油氣直接 排放到大氣，帶來(lái)了嚴(yán)重的安全隱患、環(huán)境污染，因此對(duì)油氣中的輕烴組分進(jìn)行回收有重要
眉、o越來(lái)越多的國(guó)家制定了法律規(guī)范強(qiáng)制要求實(shí)施油氣處理，我國(guó)新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 定油品儲(chǔ)運(yùn)場(chǎng)所必須安裝油氣處理系統(tǒng)，且規(guī)定油氣排放濃度即尾氣的非甲烷總烴含量 ^ 25g/m3。冷凝法油氣回收技術(shù)就是利用復(fù)疊制冷循環(huán)制取低溫，分階段地降低油氣溫度， 將其中的輕烴組分冷凝為液體加以回收的技術(shù)工藝。在已有的冷凝法油氣回收設(shè)備的制冷方法中，由于需要多個(gè)溫度不同的油氣冷凝 器，一般為每個(gè)油氣冷凝器單獨(dú)設(shè)置一套制冷系統(tǒng)，那么油氣回收系統(tǒng)就需要設(shè)置多套制 冷系統(tǒng)供冷，系統(tǒng)較為龐大，制造和運(yùn)行成本高。而且要達(dá)到國(guó)家規(guī)定的油氣排放濃度，最 后一級(jí)油氣冷凝器需要達(dá)到-110°c的低溫，一般采用三復(fù)疊制冷系統(tǒng)為其提供冷量，三復(fù) 疊制冷系統(tǒng)較復(fù)雜，耗能也高。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種用于油氣回收的雙級(jí) 壓縮式循環(huán)復(fù)疊制冷方法，該方法有助于簡(jiǎn)化制冷系統(tǒng)，使處理油氣逐級(jí)降溫冷凝，降低制 造和運(yùn)行成本。技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的用于油氣冷凝回收的制冷方法，采用兩級(jí)壓縮復(fù)疊制冷系統(tǒng) 為油氣冷凝器提供冷量，復(fù)疊制冷系統(tǒng)由高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)和低溫部分雙級(jí)壓縮 制冷循環(huán)兩個(gè)制冷循環(huán)復(fù)疊組成，并分別在高溫和低溫雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力下， 設(shè)置高一級(jí)蒸發(fā)溫度的油氣冷凝器，油氣組分通過(guò)復(fù)疊制冷系統(tǒng)中的不同蒸發(fā)溫度的油氣 冷凝器而被逐級(jí)冷凝為液體并被回收。該制冷方法至少包括兩個(gè)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)構(gòu)成的復(fù)疊制冷系統(tǒng)，復(fù)疊制冷系統(tǒng) 由高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)和低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)構(gòu)成；在復(fù)疊制冷系統(tǒng)高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，從制冷劑冷凝器出來(lái)的制冷劑分 為兩路，其中一路經(jīng)過(guò)第一膨脹閥節(jié)流后，進(jìn)入一級(jí)油氣冷凝器，制冷劑的蒸發(fā)壓力為低壓 級(jí)壓縮機(jī)的排氣壓力(也就是高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力)，在其中對(duì)處理油 氣進(jìn)行初級(jí)降溫冷凝；另一路經(jīng)第二膨脹閥節(jié)流后分別進(jìn)入二級(jí)油氣冷凝器和蒸發(fā)冷凝 器，在二級(jí)油氣冷凝器中對(duì)處理油氣進(jìn)行二級(jí)降溫冷凝，在蒸發(fā)冷凝器中吸收低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的排熱量而構(gòu)成兩個(gè)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)構(gòu)成的復(fù)疊制冷系統(tǒng)，完成上述兩 作用后的制冷劑氣體由低壓級(jí)壓縮機(jī)吸入，其制冷劑的蒸發(fā)壓力為低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣壓 力；在復(fù)疊制冷系統(tǒng)低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，從蒸發(fā)冷凝器出來(lái)的制冷劑分為 兩路，一路經(jīng)過(guò)第三膨脹閥節(jié)流后，進(jìn)入三級(jí)油氣冷凝器，其制冷劑的蒸發(fā)壓力為低壓級(jí)壓 縮機(jī)的排氣壓力(也就是低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力)，在其中對(duì)處理油氣進(jìn) 行三級(jí)降溫冷凝；另一路經(jīng)第四溫膨脹閥節(jié)流后進(jìn)入四級(jí)油氣冷凝器，在四級(jí)油氣冷凝器 中對(duì)處理油氣進(jìn)行四級(jí)降溫冷凝，其制冷劑的蒸發(fā)壓力為低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)低壓 級(jí)壓縮機(jī)的吸氣氣壓力。有益效果本發(fā)明采用由兩個(gè)雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)復(fù)疊組成多級(jí)蒸發(fā)溫度的制冷 系統(tǒng)對(duì)油氣逐級(jí)冷凝回收，兩級(jí)復(fù)疊制冷系統(tǒng)比以往采用的三級(jí)復(fù)疊制冷系統(tǒng)更為簡(jiǎn)便節(jié) 能；而且在高溫與低溫雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力下，設(shè)置蒸發(fā)器作為一級(jí)油氣冷凝器， 簡(jiǎn)化了油氣冷凝回收系統(tǒng)，降低了設(shè)備制造成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是用于油氣回收的制冷方法的示意圖。其中有1、一級(jí)油氣冷凝器，2、二級(jí)油氣冷凝器，3、三級(jí)油氣冷凝器，4、四級(jí)油氣 冷凝器，5、制冷劑冷凝器，6、蒸發(fā)冷凝器，7、第一膨脹閥，8、第二膨脹閥，9、第三膨脹閥，10、 第四膨脹閥，11、第一高壓級(jí)壓縮機(jī)，12、第一低壓級(jí)壓縮機(jī)，13、第二高壓級(jí)壓縮機(jī)，14、第 二低壓級(jí)壓縮機(jī)，15、第一氣氣換熱器，16、第二氣氣換熱器，17、回收液總管。
具體實(shí)施例方式如圖1中所示，該復(fù)疊制冷系統(tǒng)由高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)與低溫部分雙級(jí)壓 縮制冷系循環(huán)通過(guò)蒸發(fā)冷凝器6復(fù)疊組成，油氣組分在依次通過(guò)復(fù)疊制冷系統(tǒng)中一級(jí)油氣 冷凝器1、二級(jí)油氣冷凝器2、三級(jí)油氣冷凝器3、四級(jí)油氣冷凝器4后被逐級(jí)冷凝為液體并 被回收，在四級(jí)油氣冷凝器末端達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的油氣與不凝氣體混合物依次通過(guò)氣氣換熱 器16、氣氣換熱器15回收排放氣體的冷量后而排出。復(fù)疊制冷系統(tǒng)的高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)至少包括制冷劑冷凝器5、膨脹閥7、 一級(jí)油氣冷凝器1、膨脹閥8、二級(jí)油氣冷凝器2、蒸發(fā)冷凝器6的蒸發(fā)側(cè)、低壓級(jí)壓縮機(jī)12、 高壓級(jí)壓縮機(jī)11。制冷劑冷凝器5液體輸出端通過(guò)管道分為兩路。一路通過(guò)管道與膨脹閥 7的輸入端相連，膨脹閥7的輸出端通過(guò)管道與一級(jí)油氣冷凝器1的制冷劑輸入端相連接， 一級(jí)油氣冷凝器1的制冷劑輸出端通過(guò)管道與低壓級(jí)壓縮機(jī)11的排氣口管路相并聯(lián)后，再 由管路與高壓級(jí)壓縮機(jī)11的入口相連；另一路通過(guò)管道與膨脹閥8的輸入端相連，膨脹閥 8的輸出端再通過(guò)管道分為兩路，一路通過(guò)管道與二級(jí)油氣冷凝器2的制冷劑輸入端相連， 另一路與冷凝蒸發(fā)器6的蒸發(fā)側(cè)輸入端相連，二級(jí)油氣冷凝器2的制冷劑輸出端通過(guò)管道 與蒸發(fā)冷凝器蒸發(fā)側(cè)輸出端相并聯(lián)后，再由管道與低壓級(jí)壓縮機(jī)12的制冷劑輸入端相連； 高壓級(jí)壓縮機(jī)11的制冷劑輸出端通過(guò)管道與制冷劑冷凝器5的輸入端相連，構(gòu)成高溫部分 雙級(jí)制冷循環(huán)。
復(fù)疊制冷系統(tǒng)的低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)至少包括蒸發(fā)冷凝6、膨脹閥9、三級(jí) 油氣冷凝器3、膨脹閥19、四級(jí)油氣冷凝器4、蒸發(fā)冷凝器6的冷凝側(cè)、低壓級(jí)壓縮機(jī)14、高 壓級(jí)壓縮機(jī)13。蒸發(fā)冷凝器6液體輸出端通過(guò)管道分為兩路。一路通過(guò)管道與膨脹閥9的 輸入端相連，膨脹閥9的輸出端通過(guò)管道與三級(jí)油氣冷凝器3的制冷劑輸入端相連接，三級(jí) 油氣冷凝器3的制冷劑輸出端通過(guò)管道與低壓級(jí)壓縮機(jī)14的排氣口管道相并聯(lián)后，再由管 道與高壓級(jí)壓縮機(jī)13的入口相連；另一路通過(guò)管道與膨脹閥10的輸入端相連，膨脹閥10 的輸出端再通過(guò)管道與四級(jí)油氣冷凝器4的制冷劑輸入端相連，四級(jí)油氣冷凝器4的制冷 劑輸出端通過(guò)管道與低壓級(jí)壓縮機(jī)14的制冷劑輸入端相連；高壓級(jí)壓縮機(jī)13的制冷劑輸 出端通過(guò)管道與蒸發(fā)冷凝器6的輸入端相連，構(gòu)成低溫部分雙級(jí)制冷循環(huán)。油氣通過(guò)管道進(jìn)入一級(jí)油氣冷凝器1的油氣側(cè)輸入端，在一級(jí)油氣冷凝器1的油 氣側(cè)設(shè)有冷凝液排出管道，部分油氣和水蒸汽在一級(jí)油氣冷凝器1中冷凝，冷凝的液體排 入回收液總管17 ；—級(jí)油氣冷凝器1的油氣側(cè)輸出端通過(guò)管道與氣氣換熱器15的高溫油 氣側(cè)輸入端連接，氣氣換熱器15的油氣側(cè)輸出端通過(guò)管道與二級(jí)油氣冷凝器2的油氣側(cè)輸 入端連接，二級(jí)油氣冷凝器2的油氣側(cè)設(shè)有冷凝液排出管道，部分油氣在二級(jí)油氣冷凝器2 中冷凝，冷凝的液體排入回收液總管17 ；二級(jí)油氣冷凝器2的油氣側(cè)輸出端通過(guò)管道與氣 氣換熱器16的高溫油氣側(cè)輸入端連接，氣氣換熱器16的油氣側(cè)輸出端通過(guò)管道與三級(jí)油 氣冷凝器3的油氣側(cè)輸入端連接，三級(jí)油氣冷凝器3的油氣側(cè)設(shè)有冷凝液排出管道，部分油 氣在三級(jí)油氣冷凝器3中冷凝，冷凝的液體排入回收液總管17 ；三級(jí)油氣冷凝器3的油氣 側(cè)輸出端通過(guò)管道與四級(jí)油氣冷凝器4的油氣側(cè)輸入端連接，四級(jí)油氣冷凝器4的油氣側(cè) 設(shè)有冷凝液排出管道，部分油氣在四級(jí)油氣冷凝器4中冷凝，冷凝的液體排入回收液總管 17 ；四級(jí)油氣冷凝器4排出的氣體稱為尾氣。四級(jí)油氣冷凝器4的尾氣側(cè)輸出端通過(guò)管道 與氣氣換熱器16的尾氣側(cè)輸入端連接，氣氣換熱器16的尾氣側(cè)輸出端通過(guò)管道與氣氣換 熱器15的尾氣側(cè)輸入端連接，氣氣換熱器15排出的尾氣通過(guò)管道排入大氣。
權(quán)利要求
一種用于油氣回收的雙級(jí)復(fù)疊制冷方法，其特征在于該制冷方法至少包括兩個(gè)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)構(gòu)成的復(fù)疊制冷系統(tǒng)，復(fù)疊制冷系統(tǒng)由高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)和低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)構(gòu)成；在復(fù)疊制冷系統(tǒng)高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，從制冷劑冷凝器(5)出來(lái)的制冷劑分為兩路，其中一路經(jīng)過(guò)第一膨脹閥(7)節(jié)流后，進(jìn)入一級(jí)油氣冷凝器(1)，制冷劑的蒸發(fā)壓力為低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣壓力，即高溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力，在其中對(duì)處理油氣進(jìn)行初級(jí)降溫冷凝；另一路經(jīng)第二膨脹閥(8)節(jié)流后分別進(jìn)入二級(jí)油氣冷凝器(2)和蒸發(fā)冷凝器(6)，在二級(jí)油氣冷凝器(2)中對(duì)處理油氣進(jìn)行二級(jí)降溫冷凝，在蒸發(fā)冷凝器(6)中吸收低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的排熱量而構(gòu)成兩個(gè)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)構(gòu)成的復(fù)疊制冷系統(tǒng)，完成上述兩作用后的制冷劑氣體由低壓級(jí)壓縮機(jī)吸入，其制冷劑的蒸發(fā)壓力為低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣壓力；在復(fù)疊制冷系統(tǒng)低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)中，從蒸發(fā)冷凝器(6)出來(lái)的制冷劑分為兩路，一路經(jīng)過(guò)第三膨脹閥(9)節(jié)流后，進(jìn)入三級(jí)油氣冷凝器(3)，其制冷劑的蒸發(fā)壓力為低壓級(jí)壓縮機(jī)的排氣壓力，即低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力，在其中對(duì)處理油氣進(jìn)行三級(jí)降溫冷凝；另一路經(jīng)第四溫膨脹閥(10)節(jié)流后進(jìn)入四級(jí)油氣冷凝器(4)，在四級(jí)油氣冷凝器(4)中對(duì)處理油氣進(jìn)行四級(jí)降溫冷凝，其制冷劑的蒸發(fā)壓力為低溫部分雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)低壓級(jí)壓縮機(jī)的吸氣氣壓力。
全文摘要
用于油氣回收的雙級(jí)復(fù)疊制冷方法，采用兩級(jí)復(fù)疊制冷系統(tǒng)為油氣冷凝器逐級(jí)提供冷量，復(fù)疊制冷系統(tǒng)由兩個(gè)雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)組成，并在雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)的中間壓力下，設(shè)置高一級(jí)蒸發(fā)溫度的油氣冷凝器，使油氣冷凝按溫度的高低逐級(jí)展開(kāi)，不僅有助于降低設(shè)備制造成本和系統(tǒng)能耗，而且可根據(jù)油氣成分分布的不同，方便調(diào)節(jié)在各溫度段的冷凝負(fù)荷。
文檔編號(hào)F25B7/00GK101852504SQ20101017322
公開(kāi)日2010年10月6日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者李彥軍, 李舒宏, 杜塏, 趙志偉 申請(qǐng)人:東南大學(xué)