基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中油氣分離效果較差、排放尾氣濃度高的問題。本發(fā)明通過采用一種基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其中油氣入口管線與引風(fēng)機(jī)入口相連，引風(fēng)機(jī)出口與凝液罐入口管線相連，凝液罐的氣相出口與玻璃態(tài)膜組件的入口側(cè)相連，玻璃態(tài)膜組件的滲透側(cè)與真空泵入口相連，玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)與吸收塔相連，吸收塔頂部出口與凝液罐入口管線相連，吸收塔底部出口管線與換熱器的管程入口相連，換熱器的殼程入口與貧油入口管線相連，換熱器的殼程出口與冷凝機(jī)組入口相連，冷凝機(jī)組出口管線與吸收塔相連的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于烴類蒸汽回收中。
【專利說明】基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著我國汽車保有量的不斷升高，成品油的消耗量迅速攀升，汽油在儲 存、運輸及銷售過程中向大氣排放的有機(jī)氣體污染物逐步引起了人們的重視。2007年，國家 環(huán)保總局出臺了 GB20950《儲油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，要求所有的儲油庫在規(guī)定時間之 前完成油氣回收改造。
[0003] -般來說，儲油庫在正常生產(chǎn)過程中主要的油氣排放過程有：
[0004] (1)收油階段。收油指的是儲油庫的油罐從成品油輸送管線、火車、輪船等外部接 收油品，此時，隨著罐內(nèi)油位的不斷上升，罐內(nèi)的油氣壓力將不斷升高，當(dāng)達(dá)到安全閥的泄 放壓力后，將會不斷排出到罐外，這個過程通常被稱為大呼吸。
[0005] (2)發(fā)油階段。油庫在向油罐車發(fā)油時，油罐車內(nèi)儲存的油氣將會被排放到外部。
[0006] (3)儲油階段。該階段的油氣揮發(fā)一般稱為靜止儲存損耗或小呼吸，主要指油品因 受外界環(huán)境如風(fēng)速、溫度以及濃度的變化而引起的呼吸損耗。
[0007] 而所謂油庫油氣回收，指的是將儲油庫在儲油、發(fā)油、收油等階段中排放的油氣進(jìn) 行密閉收集、處理和回收的過程。
[0008] 傳統(tǒng)的油氣回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分離法、冷凝法四種，單獨采用某 種工藝往往無法達(dá)到較好的回收效果，因此，目前使用較為廣泛的工藝均為復(fù)合工藝，如： 吸附-吸收法、膜分離-吸收法、冷凝-膜分離法等等。其中，吸附-吸收法以其簡單成熟 的工藝、可靠的性能獲得了市場的廣泛認(rèn)可，是目前應(yīng)用最為廣泛的一種油氣回收工藝。但 是，隨著近年來我國的大氣污染日益嚴(yán)重，各地的環(huán)保法規(guī)也日趨嚴(yán)苛，雖然吸附-吸收法 能夠滿足現(xiàn)有的國標(biāo)要求，但卻無法滿足更高的排放指標(biāo)，達(dá)到更高的油氣回收率。
[0009] 此外，雖然目前也有一些裝置是基于膜分離-吸收工藝的，CN201309827Y涉及一 種帶凈化器的膜式冷凝油氣排放處理裝置，其特征在于有一壓縮機(jī)，它的入口與油罐連通， 出口通過散熱器與凝液罐的入口連通；凝液罐的氣相出口與膜組件的入口連通，液相出口 與油罐連通；膜組件的一個出口通過針型閥與凈化器的入口連通，凈化器的出口與透氣帽 連通，膜組件的另一出口與真空泵的入口連通，真空泵的出口與油罐連通；凈化器的入口與 真空泵的入口連通；油罐與壓縮機(jī)的管路間、壓縮機(jī)的出口及真空泵的入口之間分別裝有 壓力傳感器。但其采用的膜多為橡膠態(tài)油氣分離膜。橡膠態(tài)油氣分離膜的特點為油氣之于 空氣具有優(yōu)先透過性，而玻璃態(tài)膜則恰恰相反，空氣對于油氣具有優(yōu)先透過性。與橡膠態(tài) 膜相比，玻璃態(tài)膜具有更高的選擇性，能夠達(dá)到更好的油氣分離性能，同時壽命也更長，但 由于過去的技術(shù)所限，其通量往往較小，因此應(yīng)用較少。而在實際應(yīng)用過程中，單純基于橡 膠態(tài)膜分離-吸收工藝的裝置往往無法有效保證排放濃度達(dá)到國標(biāo)要求，為了保證排放達(dá) 標(biāo)，往往還需要在后端增加小型的活性炭吸附裝置，大大增加了工藝的復(fù)雜度，降低了設(shè)備 的可靠性和易用性。
[0010] 本發(fā)明有針對性的解決了該問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中油氣分離效果較差、排放濃度高的問 題，提供一種新的基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置。該裝置用于油氣回收中， 具有膜組件壽命長，分離能力強，油氣排放濃度低油氣分離效果較好的優(yōu)點。
[0012] 為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工 藝的油氣回收裝置，其特征在于油氣入口管線與引風(fēng)機(jī)入口相連，引風(fēng)機(jī)出口與凝液罐入 口管線相連，凝液罐的氣相出口與玻璃態(tài)膜組件的入口側(cè)相連，玻璃態(tài)膜組件的滲透側(cè)與 真空泵入口相連，玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)出口與吸收塔相連，吸收塔頂部出口與凝液罐入 口管線相連，吸收塔底部出口管線與換熱器的管程入口相連，換熱器的殼程入口與貧油入 口管線相連，換熱器的殼程出口與冷凝機(jī)組入口相連，冷凝機(jī)組出口管線與吸收塔相連。
[0013] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述油氣入口管線上設(shè)有微壓變送器。
[0014] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述吸收塔底部出口管線上設(shè)有富油泵，貧油入口管線 上設(shè)有貧油泵，在貧油泵與換熱器之間的管線上設(shè)有溫度變送器。
[0015] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述玻璃態(tài)膜組件的滲透側(cè)與真空泵之間的管線上設(shè) 有吹掃空氣入口和壓力變送器。
[0016] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述真空泵出口與放空管線相連，放空管線出口設(shè)有阻 火透氣帽。
[0017] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述油氣回收裝置的控制系統(tǒng)采用可編程邏輯控制器 (PLC)或分布式控制系統(tǒng)（DCS)。
[0018] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)出口與吸收塔中部相連。
[0019] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述冷凝機(jī)組出口管線與吸收塔頂部相連。
[0020] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述吸收塔下部設(shè)有液位計。
[0021] 本發(fā)明采用玻璃態(tài)膜組件代替橡膠態(tài)膜組件，提升了膜組件的選擇性，從而使油 氣和空氣分離更加徹底，能夠達(dá)到更低的排放指標(biāo)。此外，由于玻璃態(tài)膜組件對油氣具有低 溶解度，導(dǎo)致其與橡膠態(tài)膜組件相比，具有更強的抵抗塑化能力，從而使其的壽命變長，與 其它的油氣回收工藝相比，基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置的工藝流程更加 簡單，所需的占地面積也更小，且能夠達(dá)到更低的排放指標(biāo)，取得了較好的技術(shù)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明所述裝置的流程示意圖。
[0023] 1為油氣入口；2為貧油入口；3為微壓變送器；4為引風(fēng)機(jī)；5為凝液罐；6為玻璃 態(tài)膜組件的滲余側(cè)；7為玻璃態(tài)膜組件的滲透側(cè)；8為壓力變送器；9、10、16、19、22為閥門； 11為真空泵；12為放空管線；13為阻火透氣帽；14為吸收塔；15為液位計；17為冷凝機(jī)組； 18為換熱器；20為富油出口；21為溫度變送器；23為貧油泵；24為富油泵；25為空氣入口。
[0024] 下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實施例。

【具體實施方式】
[0025] 【實施例1】
[0026] 圖1所示的油氣回收流程中，油氣入口連接罐區(qū)油氣密閉收集系統(tǒng)、發(fā)油臺油氣 密閉收集系統(tǒng)或其它油氣密閉收集系統(tǒng)。油氣入口管線與引風(fēng)機(jī)入口相連，引風(fēng)機(jī)出口與 凝液罐入口管線相連，凝液罐的氣相出口與玻璃態(tài)膜組件的入口相連，玻璃態(tài)膜組件的滲 透側(cè)與真空泵入口相連，玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)出口與吸收塔相連，吸收塔頂部出口與凝 液罐入口管線相連，吸收塔底部出口管線與換熱器的管程入口相連，換熱器的殼程入口與 貧油入口管線相連，換熱器的殼程出口與冷凝機(jī)組入口相連，冷凝機(jī)組出口管線與吸收塔 相連。
[0027] 油氣入口管線上安裝有一臺微壓傳感器，當(dāng)入口壓力高于裝置啟動設(shè)定值時，裝 置將自動開啟；油氣通過自壓進(jìn)入裝置，經(jīng)過引風(fēng)機(jī)送入玻璃態(tài)膜組件。同時，為了防止有 液體進(jìn)入玻璃態(tài)膜組件而對其性能造成影響，在進(jìn)入玻璃態(tài)膜組件之前，要首先經(jīng)過一個 凝液罐進(jìn)行氣液分離。
[0028] 凝液罐的氣相出口接入玻璃態(tài)膜組件的入口，在膜組件的滲透側(cè)，使用一臺真空 泵進(jìn)行抽氣，旨在為氣體透過膜組件提供動力，由于空氣對于油氣能夠優(yōu)先透過膜組件，因 此滲透側(cè)的氣體中主要為空氣，此時閥9閉合，閥10開啟，滲透側(cè)的氣體直接通過放空管排 空，為安全起見，放空管的頂端設(shè)有阻火透氣帽。玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)則為高濃度的油 氣，這些油氣將會進(jìn)入吸收塔進(jìn)行噴淋吸收。
[0029] 吸收工藝的主要流程為，裝置啟動后，打開閥19、閥22,富油泵先開啟，然后再開 啟貧油泵，富油泵采用變頻控制，從而使吸收塔的油位控制在設(shè)定值附近；吸收工藝采用貧 油作為吸收液，貧油可為汽油、柴油或其它能夠溶解油氣的液體。在進(jìn)入吸收塔前，貧油首 先經(jīng)過一臺換熱器和冷凝機(jī)組，由于貧油溫度高于一定值后，吸收塔的吸收效率將會受到 影響；因此當(dāng)檢測到貧油溫度高于設(shè)定值時，系統(tǒng)將會啟動冷凝機(jī)組對貧油進(jìn)行冷卻，從而 保障后續(xù)的吸收效果；在吸收塔內(nèi)部，貧油從塔頂自上向下噴淋，高濃度的油氣從吸收塔中 段進(jìn)入，自下向上流動，二者的流動方向相反，可進(jìn)行充分的吸收；吸收了油氣的富油從塔 底流出，未被完全吸收的油氣將從吸收塔頂部排出，重新進(jìn)入裝置入口處，再次進(jìn)行處理， 閥16用于控制返回到裝置入口處的氣體流量；為了降低冷凝機(jī)組的負(fù)荷和能耗，貧油在進(jìn) 入冷凝裝置前會首先與從吸收塔流出的溫度較低的富油進(jìn)行換熱。
[0030] 為了防止玻璃態(tài)膜組件在長時間接觸高濃度油氣后分離性能變差，在膜組件的滲 透側(cè)設(shè)置了吹掃閥9。在吹掃時，閥10關(guān)閉，閥9短暫開啟，空氣將從閥9進(jìn)入膜組件，對膜 組件進(jìn)行吹掃，待壓力上升到一定值后，關(guān)閉閥9,重新緩慢開啟閥10。吹掃的時間間隔和 邏輯可在控制系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)置。
[0031] 油氣回收裝置的控制系統(tǒng)采用PLC或DCS進(jìn)行實現(xiàn)，系統(tǒng)在運行時，完全為自動運 行，無需人工進(jìn)行干預(yù)。
[0032] 該裝置用于油氣回收中，玻璃態(tài)膜組件壽命長達(dá)10年，油氣回收效率可達(dá)99 %以 上，與傳統(tǒng)的橡膠態(tài)膜相比，具有更強的分離能力，以C3H8為例，傳統(tǒng)的橡膠態(tài)膜的C 3H8/N2 的分離系數(shù)通常為30,玻璃態(tài)膜的C3H8/N2的分離系數(shù)則為50,油氣排放濃度低于15g/m 3。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于油氣入口管線與引 風(fēng)機(jī)入口相連，引風(fēng)機(jī)出口與凝液罐入口管線相連，凝液罐的氣相出口與玻璃態(tài)膜組件的 入口側(cè)相連，玻璃態(tài)膜組件的滲透側(cè)與真空泵入口相連，玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)與吸收塔 相連，吸收塔頂部出口與凝液罐入口管線相連，吸收塔底部出口管線與換熱器的管程入口 相連，換熱器的殼程入口與貧油入口管線相連，換熱器的殼程出口與冷凝機(jī)組入口相連，冷 凝機(jī)組出口管線與吸收塔相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述油氣入口管線上設(shè)有微壓變送器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述吸收塔底部出口管線上設(shè)有富油泵，貧油入口管線上設(shè)有貧油泵，在貧油泵與換熱器之 間的管線上設(shè)有溫度變送器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述玻璃態(tài)膜組件的滲透側(cè)與真空泵之間的管線上設(shè)有吹掃空氣入口和壓力變送器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述真空泵出口與放空管線相連，放空管線出口設(shè)有阻火透氣帽。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述油氣回收裝置的控制系統(tǒng)采用PLC或DCS。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述玻璃態(tài)膜組件的滲余側(cè)出口與吸收塔中部相連。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述冷凝機(jī)組出口管線與吸收塔頂部相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于玻璃態(tài)膜分離-吸收工藝的油氣回收裝置，其特征在于所 述吸收塔下部設(shè)有液位計。
【文檔編號】B01D53/00GK104083992SQ201410342676
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】吳鋒棒, 王振中, 王潔, 王林, 佟曉慧, 張衛(wèi)華 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院