本發(fā)明屬于天然氣水合物應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，這里特指一種將油罐揮發(fā)氣轉(zhuǎn)變成固態(tài)氣體水合物的油氣回收裝置。

背景技術(shù)：

由于石油產(chǎn)品是碳?xì)浠衔锏幕旌衔铮渲休p烴類具有很強(qiáng)的揮發(fā)性。從石油到成品油的儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，油品的損耗是不可估量的，汽油儲(chǔ)罐揮發(fā)的主要組分是c3—c5，其余原油等儲(chǔ)罐則含有重?zé)N。這些烴類一旦散失在大氣中不僅會(huì)造成環(huán)境的污染，還會(huì)對(duì)儲(chǔ)存庫(kù)周圍的安全造成很大的隱患。特別是油氣與空氣混合后可以形成爆炸混合物，受通風(fēng)、地勢(shì)和局部氣象條件的影響，當(dāng)混合蒸汽積聚達(dá)到爆炸濃度極限時(shí)，遇火星會(huì)立刻發(fā)生爆炸事故。近年國(guó)內(nèi)也多次發(fā)生因違規(guī)操作和管理不當(dāng)導(dǎo)致的閃爆事故，造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。針對(duì)大氣環(huán)保方面我國(guó)也出臺(tái)了很多政策，近期國(guó)務(wù)院印發(fā)的《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃》(簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)對(duì)“十三五”期間vocs排放作出的嚴(yán)格要求，其中明確規(guī)定了對(duì)于全面推進(jìn)煉油、石化等行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物的綜合整治工作。

針對(duì)油氣回收的方法通常有以下幾類：1、冷凝法，通常在回收氣體的機(jī)械制冷基礎(chǔ)上連接液氮制冷裝置，可使油氣(有機(jī)物)的回收率達(dá)到99％。但是深冷裝置的投資偏大，裝置在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下的運(yùn)行成本也偏高。2、吸收法，通常包括常壓和常溫吸收，但是由于吸收劑的長(zhǎng)期有效性較差，目前已經(jīng)暫用。3、吸附法，已經(jīng)被應(yīng)用到油氣回收領(lǐng)域，但高效率、解析能力強(qiáng)的吸附劑還處于研究階段。4、膜分離，由于在制備的過程中，表面容易出現(xiàn)嚴(yán)重的缺陷，難以大規(guī)模生產(chǎn)。總的來(lái)說(shuō)，當(dāng)前的油氣回收方法對(duì)于揮發(fā)出來(lái)的油氣還未能實(shí)現(xiàn)分離、提純后再利用，實(shí)現(xiàn)氣體到固體的儲(chǔ)存和循環(huán)利用，因此一整套高效回收再利用的油氣回收裝置對(duì)于完成存儲(chǔ)一體化和環(huán)境保護(hù)具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)油庫(kù)中油品呼吸損耗所排出來(lái)的混合氣，使用一種將油氣變成固態(tài)水合物的油氣回收裝置，將油氣進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)油氣的固態(tài)回收與存儲(chǔ)，保護(hù)環(huán)境和資源再利用。

本發(fā)明提供了一種將油氣變成固態(tài)水合物的油氣回收裝置，其特征在于：所述的裝置包括油罐，單向閥，壓力表，真空表，流量計(jì)，氣體緩沖罐，壓縮機(jī)，截止閥，水合物反應(yīng)單元，水合物反應(yīng)液罐，螺桿泵，漿液泵，水合物儲(chǔ)罐，氣液分離器，換熱螺旋槽管(水合物分解單元)，油水分離器，液體霧化噴嘴，氣體霧化噴嘴。

油罐的呼氣閥門出口經(jīng)第一單向閥與第一氣體緩沖罐入口連接；第一氣體緩沖罐的出口經(jīng)過第一截止閥與第一壓縮機(jī)入口端連接；第一壓縮機(jī)出口端與第一壓力表入口端鏈接；第一壓力表出口端與水合反應(yīng)單元底部的氣體霧化噴嘴連接；水合物反應(yīng)液罐出口與第二螺桿泵的入口端連接；第二螺桿泵的出口端通過第二截止閥與流量計(jì)入口端連接；流量計(jì)的出口端與水合物反應(yīng)單元頂部進(jìn)液口的液體霧化噴嘴連接；水合物反應(yīng)單元中的漿液出口通過第三截止閥與水合物漿液儲(chǔ)罐連接；水合物漿液罐通過第六截止閥與漿液泵的入口端連接；漿液泵的出口端與水合物反應(yīng)單元內(nèi)的換熱螺旋管槽的入口連接；換熱管槽的出口端與氣液分離器的入口端連接；氣液分離器的排氣口通過第三單向閥與氣體回收管線連接；氣液分離器的排液口通過第四截止閥與第一螺桿泵的入口端連接；第一螺桿泵的出口與水合物反應(yīng)液罐入口端連接；水合物反應(yīng)單元排氣口通過第二單向閥與回收管線連接；水合物反應(yīng)單元底部排液口通過第五截止閥與油氣分離器入口端連接；油水分離器底部的排污口通過第八截止閥與污水處理系統(tǒng)連接；油水分離器的另一個(gè)出口通過第七截止閥與重?zé)N回收系統(tǒng)連接；氣體回收管線通過第四單向閥門和第二壓力表與第二壓縮機(jī)的入口端連接；第二壓縮機(jī)的出口端與第二緩沖罐的入口連接；第二氣體緩沖罐上面安裝放空閥門；第二氣體緩沖罐出口通過真空表和第五單向閥與油罐的吸氣閥連接。

3、有益效果

本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)在以下幾個(gè)方面：

(1)能夠使用生成水合物的方法回收油罐作業(yè)過程中揮發(fā)出來(lái)的油氣，操作安全，實(shí)現(xiàn)氣態(tài)到固態(tài)晶粒的儲(chǔ)存。

(2)固化后的油氣經(jīng)過換熱螺旋槽管，吸收水合物生成過程中的熱量，釋放出來(lái)的氣體進(jìn)入緩沖罐，實(shí)現(xiàn)能量和物料的循環(huán)再利用。

(3)油罐在吸氣時(shí)可以重新吸入未反應(yīng)的氣體和水合物分解所產(chǎn)生的氣體，呼氣和吸氣實(shí)現(xiàn)一體化，減少對(duì)空氣的吸入。

(4)本發(fā)明同時(shí)使用水合物生成與分解一體單元，液態(tài)烴回收分級(jí)處理，使揮發(fā)出來(lái)的油氣能夠盡可能的完全利用，提高油氣的回收和利用效率，節(jié)省投資。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

按照附圖所示，本回收方法是：本發(fā)明裝置包含油罐33；第一單向閥1；第二單向閥10；第三單向閥13；第四單向閥24；第五單向閥31；第一壓力表5；第二壓力表23；真空表32；流量計(jì)7；第一氣體緩沖罐2；第二氣體緩沖罐30；、第一壓縮機(jī)4；第二壓縮機(jī)25；第一截止閥3；第二截止閥6；第三截止閥11；第四截止閥14；第五截止閥16；第六截止閥18；第七截止閥21；第八截止閥22；水合物反應(yīng)單元8；水合物反應(yīng)液罐26；第一螺桿泵15；第二螺桿泵27；漿液泵19；水合物儲(chǔ)罐17；氣液分離器12；換熱螺旋槽管(水合物分解單元)9；油水分離器20；液體霧化噴嘴28；氣體霧化噴嘴29；

本發(fā)明中，當(dāng)油罐33中溫度升高或者進(jìn)行收油作業(yè)時(shí)，油罐中會(huì)有油氣從呼氣閥門揮發(fā)出來(lái)，通過第一單向閥1，進(jìn)入氣體緩沖罐2中。當(dāng)氣體緩沖罐2壓力足夠大也就是氣體足夠多時(shí)，打開第一截止閥3，使氣體進(jìn)入第一壓縮機(jī)4，開啟第一壓縮機(jī)4，給氣體增壓。使用氣體霧化噴嘴29將氣體通入反應(yīng)單元8底部的進(jìn)氣口，通過壓力表5檢測(cè)出所供給水合物反應(yīng)單元的壓力(10mpa)，開啟第一壓縮機(jī)4的同時(shí)(即進(jìn)氣的時(shí)候)使用第二螺桿泵27將水合物反應(yīng)液罐26內(nèi)的反應(yīng)液注入水合物反應(yīng)單元8進(jìn)液口。通過液體霧化噴嘴28將反應(yīng)液(含納米石墨顆粒+tbab+thf)以均勻的顆粒霧化進(jìn)入水合物反應(yīng)單元8，同時(shí)使用流量計(jì)7控制進(jìn)入反應(yīng)單元的液體的量；當(dāng)壓力達(dá)到10mpa后，由于反應(yīng)液中添加納米石墨顆粒+tbab+thf型表面活性劑，其誘導(dǎo)時(shí)間很短，即認(rèn)為水合物反應(yīng)的誘導(dǎo)時(shí)間已經(jīng)達(dá)到，水合物開始生成。同時(shí)打開第六截止閥18，開啟漿液泵19向換熱螺旋槽管9注入水合物漿液，維持換熱螺旋槽管9內(nèi)的壓力在0.5mpa。此時(shí)反應(yīng)單元8正是水合物生成的過程，即放出熱量，換熱螺旋槽管9中漿液同時(shí)吸收熱量，釋放出氣體，水合物生成過程中釋放的熱量通過換熱螺旋槽管9被水合物分解單元所吸收利用，以便促進(jìn)分解和生成。分解后的氣體通過氣液分離器12和第三單向閥13進(jìn)入氣體回收管線，氣液分離器12液體通過第四截止閥14和螺桿泵15進(jìn)入水合物反應(yīng)液罐26，以實(shí)現(xiàn)水循環(huán)；等生成和分解徹底后，即第一壓力表5趨于平穩(wěn)，打開第二單向閥10回收未反應(yīng)的氣體進(jìn)入回收管線，通過第四單向閥24和第二壓縮機(jī)25將回收管線中的氣體注入氣體緩沖罐30；生成的水合物漿液通過第三截止閥11進(jìn)入水合物漿液儲(chǔ)存罐17；由于在此過程中對(duì)重組分烴有可能冷凝，水合物反應(yīng)單元8排液口通過第五截止閥16將混合液排入油水分離器20，分離后重?zé)N回收，污水送往處理廠進(jìn)行處理，并且回收剩余表活性劑。當(dāng)油罐發(fā)油或者溫度降低時(shí)，油罐內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，若真空表32負(fù)壓超過0.5mpa時(shí)，打開第五單向閥31，同時(shí)將回收的氣體重新注入油罐33，實(shí)現(xiàn)氣體提濃回收再利用。

水合物反應(yīng)單元壓力維持在10mpa，使得壓力遠(yuǎn)高于相平衡曲線以上，讓氣體盡可能完全生成水合物。

水合物分解單元采用換熱螺旋槽管，在漿液流動(dòng)過程中，螺旋槽管的內(nèi)壁面會(huì)對(duì)晶粒產(chǎn)生剪切力，從而加速水合物漿液的分解；

水合物生成過程放出的熱量通過換熱螺旋槽管被水合物分解單元吸收，減少系統(tǒng)耗能。

水合物反應(yīng)液采用納米石墨顆粒+tbab+thf，能夠加速水合物的生成，采用液體霧化噴嘴能夠使水合物反應(yīng)液以均勻微小的顆粒霧化進(jìn)入反應(yīng)單元；

氣體緩沖罐能夠及時(shí)彌補(bǔ)油罐內(nèi)部的負(fù)壓，實(shí)現(xiàn)氣體再回收利用；

采用材料為6061型鋁合金的換熱螺旋槽管,其傳熱系數(shù)為155w/m.k，換熱能力較好。

水合物生成單元采用霧化的方式，同時(shí)氣流由底部噴入，液流由上部霧化噴入，氣液逆流，提高氣液間的接觸面積和接觸時(shí)間，增強(qiáng)其傳質(zhì)速率。