基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，主要解决现有技术中油气分离效果较差、排放尾气浓度高的问题。本发明通过采用一种基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其中油气入口管线与引风机入口相连，引风机出口与凝液罐入口管线相连，凝液罐的气相出口与玻璃态膜组件的入口侧相连，玻璃态膜组件的渗透侧与真空泵入口相连，玻璃态膜组件的渗余侧与吸收塔相连，吸收塔顶部出口与凝液罐入口管线相连，吸收塔底部出口管线与换热器的管程入口相连，换热器的壳程入口与贫油入口管线相连，换热器的壳程出口与冷凝机组入口相连，冷凝机组出口管线与吸收塔相连的技术方案较好地解决了上述问题，可用于烃类蒸汽回收中。
【专利说明】基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着我国汽车保有量的不断升高，成品油的消耗量迅速攀升，汽油在储 存、运输及销售过程中向大气排放的有机气体污染物逐步引起了人们的重视。2007年，国家 环保总局出台了 GB20950《储油库大气污染物排放标准》，要求所有的储油库在规定时间之 前完成油气回收改造。
[0003] -般来说，储油库在正常生产过程中主要的油气排放过程有：
[0004] (1)收油阶段。收油指的是储油库的油罐从成品油输送管线、火车、轮船等外部接 收油品，此时，随着罐内油位的不断上升，罐内的油气压力将不断升高，当达到安全阀的泄 放压力后，将会不断排出到罐外，这个过程通常被称为大呼吸。
[0005] (2)发油阶段。油库在向油罐车发油时，油罐车内储存的油气将会被排放到外部。
[0006] (3)储油阶段。该阶段的油气挥发一般称为静止储存损耗或小呼吸，主要指油品因 受外界环境如风速、温度以及浓度的变化而引起的呼吸损耗。
[0007] 而所谓油库油气回收，指的是将储油库在储油、发油、收油等阶段中排放的油气进 行密闭收集、处理和回收的过程。
[0008] 传统的油气回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分离法、冷凝法四种，单独采用某 种工艺往往无法达到较好的回收效果，因此，目前使用较为广泛的工艺均为复合工艺，如： 吸附-吸收法、膜分离-吸收法、冷凝-膜分离法等等。其中，吸附-吸收法以其简单成熟 的工艺、可靠的性能获得了市场的广泛认可，是目前应用最为广泛的一种油气回收工艺。但 是，随着近年来我国的大气污染日益严重，各地的环保法规也日趋严苛，虽然吸附-吸收法 能够满足现有的国标要求，但却无法满足更高的排放指标，达到更高的油气回收率。
[0009] 此外，虽然目前也有一些装置是基于膜分离-吸收工艺的，CN201309827Y涉及一 种带净化器的膜式冷凝油气排放处理装置，其特征在于有一压缩机，它的入口与油罐连通， 出口通过散热器与凝液罐的入口连通；凝液罐的气相出口与膜组件的入口连通，液相出口 与油罐连通；膜组件的一个出口通过针型阀与净化器的入口连通，净化器的出口与透气帽 连通，膜组件的另一出口与真空泵的入口连通，真空泵的出口与油罐连通；净化器的入口与 真空泵的入口连通；油罐与压缩机的管路间、压缩机的出口及真空泵的入口之间分别装有 压力传感器。但其采用的膜多为橡胶态油气分离膜。橡胶态油气分离膜的特点为油气之于 空气具有优先透过性，而玻璃态膜则恰恰相反，空气对于油气具有优先透过性。与橡胶态 膜相比，玻璃态膜具有更高的选择性，能够达到更好的油气分离性能，同时寿命也更长，但 由于过去的技术所限，其通量往往较小，因此应用较少。而在实际应用过程中，单纯基于橡 胶态膜分离-吸收工艺的装置往往无法有效保证排放浓度达到国标要求，为了保证排放达 标，往往还需要在后端增加小型的活性炭吸附装置，大大增加了工艺的复杂度，降低了设备 的可靠性和易用性。
[0010] 本发明有针对性的解决了该问题。
【发明内容】
[0011] 本发明所要解决的技术问题是现有技术中油气分离效果较差、排放浓度高的问 题，提供一种新的基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置。该装置用于油气回收中， 具有膜组件寿命长，分离能力强，油气排放浓度低油气分离效果较好的优点。
[0012] 为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种基于玻璃态膜分离-吸收工 艺的油气回收装置，其特征在于油气入口管线与引风机入口相连，引风机出口与凝液罐入 口管线相连，凝液罐的气相出口与玻璃态膜组件的入口侧相连，玻璃态膜组件的渗透侧与 真空泵入口相连，玻璃态膜组件的渗余侧出口与吸收塔相连，吸收塔顶部出口与凝液罐入 口管线相连，吸收塔底部出口管线与换热器的管程入口相连，换热器的壳程入口与贫油入 口管线相连，换热器的壳程出口与冷凝机组入口相连，冷凝机组出口管线与吸收塔相连。
[0013] 上述技术方案中，优选地，所述油气入口管线上设有微压变送器。
[0014] 上述技术方案中，优选地，所述吸收塔底部出口管线上设有富油泵，贫油入口管线 上设有贫油泵，在贫油泵与换热器之间的管线上设有温度变送器。
[0015] 上述技术方案中，优选地，所述玻璃态膜组件的渗透侧与真空泵之间的管线上设 有吹扫空气入口和压力变送器。
[0016] 上述技术方案中，优选地，所述真空泵出口与放空管线相连，放空管线出口设有阻 火透气帽。
[0017] 上述技术方案中，优选地，所述油气回收装置的控制系统采用可编程逻辑控制器 (PLC)或分布式控制系统（DCS)。
[0018] 上述技术方案中，优选地，所述玻璃态膜组件的渗余侧出口与吸收塔中部相连。
[0019] 上述技术方案中，优选地，所述冷凝机组出口管线与吸收塔顶部相连。
[0020] 上述技术方案中，优选地，所述吸收塔下部设有液位计。
[0021] 本发明采用玻璃态膜组件代替橡胶态膜组件，提升了膜组件的选择性，从而使油 气和空气分离更加彻底，能够达到更低的排放指标。此外，由于玻璃态膜组件对油气具有低 溶解度，导致其与橡胶态膜组件相比，具有更强的抵抗塑化能力，从而使其的寿命变长，与 其它的油气回收工艺相比，基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置的工艺流程更加 简单，所需的占地面积也更小，且能够达到更低的排放指标，取得了较好的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 图1为本发明所述装置的流程示意图。
[0023] 1为油气入口；2为贫油入口；3为微压变送器；4为引风机；5为凝液罐；6为玻璃 态膜组件的渗余侧；7为玻璃态膜组件的渗透侧；8为压力变送器；9、10、16、19、22为阀门； 11为真空泵；12为放空管线；13为阻火透气帽；14为吸收塔；15为液位计；17为冷凝机组； 18为换热器；20为富油出口；21为温度变送器；23为贫油泵；24为富油泵；25为空气入口。
[0024] 下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
【具体实施方式】
[0025] 【实施例1】
[0026] 图1所示的油气回收流程中，油气入口连接罐区油气密闭收集系统、发油台油气 密闭收集系统或其它油气密闭收集系统。油气入口管线与引风机入口相连，引风机出口与 凝液罐入口管线相连，凝液罐的气相出口与玻璃态膜组件的入口相连，玻璃态膜组件的渗 透侧与真空泵入口相连，玻璃态膜组件的渗余侧出口与吸收塔相连，吸收塔顶部出口与凝 液罐入口管线相连，吸收塔底部出口管线与换热器的管程入口相连，换热器的壳程入口与 贫油入口管线相连，换热器的壳程出口与冷凝机组入口相连，冷凝机组出口管线与吸收塔 相连。
[0027] 油气入口管线上安装有一台微压传感器，当入口压力高于装置启动设定值时，装 置将自动开启；油气通过自压进入装置，经过引风机送入玻璃态膜组件。同时，为了防止有 液体进入玻璃态膜组件而对其性能造成影响，在进入玻璃态膜组件之前，要首先经过一个 凝液罐进行气液分离。
[0028] 凝液罐的气相出口接入玻璃态膜组件的入口，在膜组件的渗透侧，使用一台真空 泵进行抽气，旨在为气体透过膜组件提供动力，由于空气对于油气能够优先透过膜组件，因 此渗透侧的气体中主要为空气，此时阀9闭合，阀10开启，渗透侧的气体直接通过放空管排 空，为安全起见，放空管的顶端设有阻火透气帽。玻璃态膜组件的渗余侧则为高浓度的油 气，这些油气将会进入吸收塔进行喷淋吸收。
[0029] 吸收工艺的主要流程为，装置启动后，打开阀19、阀22,富油泵先开启，然后再开 启贫油泵，富油泵采用变频控制，从而使吸收塔的油位控制在设定值附近；吸收工艺采用贫 油作为吸收液，贫油可为汽油、柴油或其它能够溶解油气的液体。在进入吸收塔前，贫油首 先经过一台换热器和冷凝机组，由于贫油温度高于一定值后，吸收塔的吸收效率将会受到 影响；因此当检测到贫油温度高于设定值时，系统将会启动冷凝机组对贫油进行冷却，从而 保障后续的吸收效果；在吸收塔内部，贫油从塔顶自上向下喷淋，高浓度的油气从吸收塔中 段进入，自下向上流动，二者的流动方向相反，可进行充分的吸收；吸收了油气的富油从塔 底流出，未被完全吸收的油气将从吸收塔顶部排出，重新进入装置入口处，再次进行处理， 阀16用于控制返回到装置入口处的气体流量；为了降低冷凝机组的负荷和能耗，贫油在进 入冷凝装置前会首先与从吸收塔流出的温度较低的富油进行换热。
[0030] 为了防止玻璃态膜组件在长时间接触高浓度油气后分离性能变差，在膜组件的渗 透侧设置了吹扫阀9。在吹扫时，阀10关闭，阀9短暂开启，空气将从阀9进入膜组件，对膜 组件进行吹扫，待压力上升到一定值后，关闭阀9,重新缓慢开启阀10。吹扫的时间间隔和 逻辑可在控制系统中进行设置。
[0031] 油气回收装置的控制系统采用PLC或DCS进行实现，系统在运行时，完全为自动运 行，无需人工进行干预。
[0032] 该装置用于油气回收中，玻璃态膜组件寿命长达10年，油气回收效率可达99 %以 上，与传统的橡胶态膜相比，具有更强的分离能力，以C3H8为例，传统的橡胶态膜的C 3H8/N2 的分离系数通常为30,玻璃态膜的C3H8/N2的分离系数则为50,油气排放浓度低于15g/m 3。
【权利要求】
1. 一种基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于油气入口管线与引 风机入口相连，引风机出口与凝液罐入口管线相连，凝液罐的气相出口与玻璃态膜组件的 入口侧相连，玻璃态膜组件的渗透侧与真空泵入口相连，玻璃态膜组件的渗余侧与吸收塔 相连，吸收塔顶部出口与凝液罐入口管线相连，吸收塔底部出口管线与换热器的管程入口 相连，换热器的壳程入口与贫油入口管线相连，换热器的壳程出口与冷凝机组入口相连，冷 凝机组出口管线与吸收塔相连。
2. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述油气入口管线上设有微压变送器。
3. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述吸收塔底部出口管线上设有富油泵，贫油入口管线上设有贫油泵，在贫油泵与换热器之 间的管线上设有温度变送器。
4. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述玻璃态膜组件的渗透侧与真空泵之间的管线上设有吹扫空气入口和压力变送器。
5. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述真空泵出口与放空管线相连，放空管线出口设有阻火透气帽。
6. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述油气回收装置的控制系统采用PLC或DCS。
7. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述玻璃态膜组件的渗余侧出口与吸收塔中部相连。
8. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述冷凝机组出口管线与吸收塔顶部相连。
9. 根据权利要求1所述基于玻璃态膜分离-吸收工艺的油气回收装置，其特征在于所 述吸收塔下部设有液位计。
【文档编号】B01D53/00GK104083992SQ201410342676
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月17日 优先权日:2014年7月17日
【发明者】吴锋棒, 王振中, 王洁, 王林, 佟晓慧, 张卫华 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院