專利名稱：基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣體污染物排放技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收方法及裝置。
背景技術(shù)：
汽油等輕質(zhì)油品在生產(chǎn)、儲存、裝卸、運輸、銷售和使用過程中，由于呼吸作用及其它因素的影響，會有一部分輕烴組分揮發(fā)而逸入大氣中，這一方面浪費了油品資源，造成經(jīng)濟損失，另一方面也污染了環(huán)境，會影響人及動植物的健康，也會加劇酸雨的形成。此外，揮發(fā)到大氣中的油氣和空氣很易形成爆炸性混合物(爆炸下限一般為1-6% )，容易發(fā)生爆炸事故，給企業(yè)和消費者帶來了極大的安全隱患。因此，我國制定了嚴格的國家標準 (GB20950-2007)《儲油庫大氣污染物排放標準》，在儲油庫(含煉油廠發(fā)油站臺)強制推行安裝油氣回收裝置，并確定了區(qū)域和時限以及排放限制值，要求對油氣回收裝置非甲烷總烴回收率彡95%，非甲烷總烴排放濃度< 25g/m3。目前，常用的油氣回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分離法及冷凝法等。其中，吸收法通過油氣/空氣混合物與吸收劑接觸，根據(jù)不同組分在吸收劑中的溶解度不同來分離回收油氣，吸收法方法簡單，但分離效率低，很難達到回收排放標準；吸附法采用固體吸附劑如活性炭吸附油氣，然后解吸回收油氣。吸附法適合于回收低濃度、小流量的油氣，但其存在吸附熱較大、解吸較難、達到吸附平衡時間較長、吸附劑壽命短等問題；膜分離法是利用油氣與空氣在膜內(nèi)的滲透速率不同來實現(xiàn)分離的，但也存在膜使用壽命短，成本高、投資及運行費用較大，對運行過程的現(xiàn)場監(jiān)控不夠及時等缺點；冷凝法是利用各種烴類在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸氣壓的原理來分離回收油氣。只要制冷溫度低于-90°C，就能達到油氣排放濃度不超過25g/m3，油氣回收效率不低于95%的國家標準；前三種方法由于要頻繁更換吸收劑、吸附劑或分離膜，都存在二次污染，而冷凝法除了制冷劑的泄露外不存在二次污染。傳統(tǒng)的冷凝法采用蒸發(fā)制冷循環(huán)來獲得油氣回收需要的低溫環(huán)境，一方面，蒸發(fā)制冷循環(huán)采用的制冷工質(zhì)如發(fā)生泄露會降低循環(huán)效率并造成二次污染，另一方面，為了達到所需的較低的制冷溫度，往往需要采用多級壓縮或復(fù)疊式制冷系統(tǒng)。因此，系統(tǒng)就比較復(fù)雜、部件多、體積大，運行效率低，使得運行、維護困難、可靠性降低，并造成回收裝置的初投資大、運行費用高。此外，傳統(tǒng)的冷凝油氣回收法往往忽略了油氣混合氣中的水分及CO2的去除，通常只是在3°C溫度級左右去除水分，這樣剩余的水分及CO2在后續(xù)的更低溫度級的冷箱中很容易堵塞換熱器通道，從而使系統(tǒng)失效。最后，傳統(tǒng)的冷凝油氣回收法如不采用環(huán)保的制冷工質(zhì)，往往會因泄露而引起新的環(huán)境污染。
基于上述問題，目前采用透平膨脹機來提供制冷環(huán)境的方式在逐步受到大家的關(guān)注，透平膨脹機制冷的原理是工質(zhì)氣體在透平膨脹機中進行膨脹做功，輸出軸功，從而獲得制冷量。透平膨脹機在空氣分離領(lǐng)域以及天然氣液化領(lǐng)域都已得到成功應(yīng)用，因此從原理上講也完全可以利用在油氣回收領(lǐng)域。采用透平膨脹機制冷循環(huán)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒸發(fā)制冷循環(huán)進行油氣回收具有以下優(yōu)點(1)由于制冷工質(zhì)在透平膨脹機中的膨脹過程比較接近等熵膨脹，因此用透平膨脹機代替?zhèn)鹘y(tǒng)的蒸發(fā)制冷循環(huán)中的節(jié)流或膨脹元件，可以提高膨脹效率；( 由于膨脹效率高， 利用透平膨脹機膨脹制冷可以得到較大的制冷量和獲得較低溫度，因此采用單級壓縮膨脹制冷循環(huán)即可滿足油氣回收要求，從而大大簡化了制冷流程；C3)制冷工質(zhì)可采用環(huán)保的空氣或氮氣等，成本低，無二次污染。盡管應(yīng)用透平膨脹機技術(shù)會帶來上述各項有益效果，但由于透平膨脹機技術(shù)相對于多級壓縮或復(fù)疊式制冷技術(shù)而言目前尚具有研制難度大、入門難的問題，因此還處于油氣回收技術(shù)的高端，在油氣回收領(lǐng)域尚未廣泛應(yīng)用。針對透平膨脹機技術(shù)，實用新型專利“一種渦輪膨脹制冷式油氣回收裝置”(ZL200620139301. 3)中提出用膨脹機制冷來進行油氣分離，但其分離原理是直接將油氣混合氣壓縮，經(jīng)過換熱器預(yù)冷后進入膨脹機膨脹制冷，得到兩相的油氣混合物，分離出液體后的尾氣返流經(jīng)過換熱器回收冷量。該技術(shù)方案存在如下缺點(1)油氣在膨脹機中進行兩相膨脹，必須采用兩相膨脹機。目前我國尚無兩相膨脹機的成熟技術(shù)，需要依靠進口， 大大提高了膨脹機的難度及成本；( 由于是油氣直接膨脹制冷，因此油氣必須壓縮至某一較高壓力例如0. 4Mpa,由于油氣的易燃易爆性，必須采用防爆性能高的等溫型壓縮機，目前這類壓縮機還依賴進口，購買成本高；C3)油氣回收過程中只設(shè)置一個換熱器，大大增加了換熱溫差，使得循環(huán)的溫差損失增大，循環(huán)效率低，能耗大，運行成本高，經(jīng)濟性差。如上所述，傳統(tǒng)的蒸發(fā)制冷式冷凝回收油氣系統(tǒng)存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大、運行費用高以及低溫換熱器易堵塞等問題；而現(xiàn)有的膨脹機制冷油氣回收技術(shù)也存在循環(huán)效率低、 能耗大、投資大以及經(jīng)濟性差等尚待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何降低制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜度及運行復(fù)雜度，如何提高油氣回收工程中的制冷環(huán)境的獲取效率，如何節(jié)省設(shè)備投資以及運行費用。同時設(shè)計一個合理、簡單、高效的流程，并建立一套高效、可靠、經(jīng)濟性好的裝置。(二)技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收方法，所述方法包括步驟1 將制冷工質(zhì)氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機壓縮至高壓，然后將高壓工質(zhì)氣體導(dǎo)入一級換熱器；步驟2 所述高壓工質(zhì)氣體在一級換熱器中進行熱交換后被冷卻，然后將所述高壓工質(zhì)氣體導(dǎo)入透平膨脹機；步驟3 將所述高壓工質(zhì)氣體在透平膨脹機中進行絕熱膨脹制冷，變?yōu)榈蜏?、低壓工質(zhì)氣體后導(dǎo)入二級換熱器；步驟4 將所述低溫、低壓工質(zhì)氣體依次在二級換熱器、一級換熱器中與待回收的干燥油氣進行熱交換，同時在一級換熱器中與所述步驟2中的高壓工質(zhì)氣體進行熱交換， 之后導(dǎo)入循環(huán)壓縮機進入下一輪循環(huán)；同時對冷凝后的油氣進行回收。優(yōu)選地，所述制冷工質(zhì)氣體為干燥空氣或氮氣。優(yōu)選地，在所述步驟4中將所述低溫、低壓工質(zhì)氣體依次在二級換熱器、一級換熱器中與待回收的干燥油氣進行熱交換之前，還包括如下步驟步驟4. 1 將待回收油氣在油氣壓縮泵中壓縮，然后導(dǎo)入油氣純化器；步驟4. 2 將待回收油氣在油氣純化器進行除水、除二氧化碳處理，變?yōu)楦稍锏挠蜌夂笠来螌?dǎo)入一級換熱器及二級換熱器。優(yōu)選地，在所述步驟4中將所述低溫、低壓工質(zhì)氣體依次在二級換熱器、一級換熱器中與待回收的干燥油氣進行熱交換，同時對冷凝后的油氣進行回收的過程中，包括如下步驟步驟4. 3 所述待回收的干燥油氣中的烴類成分在所述一級換熱器及二級換熱器被冷凝后導(dǎo)入氣液分離罐，冷凝后的液態(tài)油回收導(dǎo)入油庫，未冷凝的尾氣再依次返流經(jīng)過二級換熱器及一級換熱器回收冷量后排入大氣。此外，本發(fā)明還提供一種基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收裝置，所述回收裝置包括工質(zhì)氣體回路以及對待回收油氣進行冷凝回收操作的油氣回路；所述工質(zhì)氣體回路包括循環(huán)壓縮機，用于將工質(zhì)氣體壓縮至所需高壓；一級換熱器，連接所述循環(huán)壓縮機以及所述油氣回路；二級換熱器，連接所述一級換熱器；透平膨脹機，連接所述二級換熱器；所述油氣回路包括油氣進氣管路，將待回收的油氣導(dǎo)入油氣回收裝置；尾氣排放管路，連接所述一級換熱器，用于排放經(jīng)所述二級換熱器以及一級換熱器冷凝分離后的達標尾氣。油氣壓縮泵，連接所述油氣進氣管路以及所述一級換熱器，用于將待回收油氣壓縮至一定壓力的氣體；油氣氣液分離罐，連接所述一級換熱器以及所述二級換熱器，用于將回收油氣中被冷凝為液態(tài)的成分與未冷凝的氣態(tài)成分分開。優(yōu)選地，所述一級換熱器具有四個換熱通道，所述四個換熱通道分別為工質(zhì)氣體下行通道、一級工質(zhì)氣體上行通道、一級油氣下行通道以及一級油氣上行通道；所述二級換熱器具有三個換熱通道，所述三個換熱通道分別為二級工質(zhì)氣體上行通道、二級油氣下行通道以及二級油氣上行通道；所述透平膨脹機以及所述循環(huán)壓縮機內(nèi)均設(shè)有進口及出口 ；所述循環(huán)壓縮機的出口通過所述工質(zhì)氣體下行通道連接所述透平膨脹機的進 Π ；所述透平膨脹機的出口依次通過所述二級工質(zhì)氣體上行通道及一級工質(zhì)氣體上行通道連接所述循環(huán)壓縮機的進口。優(yōu)選地，所述油氣氣液分離罐包括一級油氣氣液分離罐以及二級油氣氣液分離罐；所述一級油氣氣液分離罐以及二級油氣氣液分離罐均設(shè)有一個油氣進口、一個液態(tài)油出口及一個氣態(tài)出口；所述油氣回路依次通過所述一級油氣下行通道及所述二級油氣下行通道連接所述一級油氣氣液分離罐的油氣進口；所述油氣回路通過所述二級油氣下行通道連接所述二級油氣氣液分離罐的油氣進口 ；所述二級油氣上行通道通過所述一級油氣上行通道連接所述尾氣排放管路。優(yōu)選地，所述工質(zhì)氣體回路還包括設(shè)置在所述循環(huán)壓縮機與一級換熱器之間的油分離器，用于對工質(zhì)氣體進行除油處理。優(yōu)選地，所述工質(zhì)氣體回路還包括氣體管理單元，所述氣體管理單元與工質(zhì)氣體回路內(nèi)的循環(huán)壓縮機的進、排氣管路相連；所述氣體管理單元包括緩沖罐及工質(zhì)氣體回路壓力控制閥組，所述緩沖罐用于吸收所述工質(zhì)氣體回路中多余的氣體或向所述工質(zhì)氣體回路補充氣體，所述工質(zhì)氣體回路壓力控制閥組用于調(diào)節(jié)回路壓力。優(yōu)選地，所述油氣回路還包括設(shè)置在所述油氣進氣管路及所述一級換熱器之間的油氣純化器，所述油氣純化器內(nèi)填有分子篩吸附劑，用于去除待回收油氣中的水分及二氧化碳。(三)有益效果本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比較，可以帶來如下幾點有益效果(1)通過采用透平膨脹機制冷可獲取符合要求的制冷低溫環(huán)境，相對于現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的多級壓縮制冷的方案，可大大降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度，提高運行效率，降低了投資成本；(2)通過采用空氣或氮氣等工質(zhì)作為制冷工質(zhì)氣體，成本低、環(huán)保；C3)通過設(shè)置油氣純化器，混合油氣中含有的水分及少量CO2在油氣純化器中被有效去除，通過油氣純化器干燥后的露點< _40°C的，避免了在低溫換熱器中的凍結(jié)危險；提高了系統(tǒng)可靠性；(4)通過設(shè)置單獨的制冷循環(huán)和油氣冷凝循環(huán)，兩循環(huán)之間沒有物質(zhì)交換，只有熱量交換，避免了采用高成本兩相透平膨脹機，同時油氣冷凝循環(huán)可以在低壓甚至負壓下運行，避免了采用防爆性能高的高成本等溫型壓縮機；減少了投資成本并提高了可靠性；(5)通過設(shè)置兩級換熱器，合理分配換熱量，減小了換熱溫差，從而減小了循環(huán)溫差損失，增大了循環(huán)效率，降低了運行，提高了經(jīng)濟性。


圖1為本發(fā)明實施例所提供的油氣冷凝回收方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實施例所提供的采用油氣壓縮泵的油氣冷凝回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例所提供的采用油氣抽氣泵的油氣冷凝回收裝置的結(jié)構(gòu)示意
7圖；其中，1-循環(huán)壓縮機；2-油分離器；3-工質(zhì)氣體回路進氣控制閥；4-一級換熱器； 5-透平膨脹機；6- 二級換熱器；7-工質(zhì)氣體回路回氣隔斷閥；8-緩沖罐；9、10、11_工質(zhì)氣體回路壓力控制閥；21-吸氣阻火器；22-油氣進氣隔斷閥；23-油氣進氣單向閥；24-油氣冷凝回收進氣控制閥；25-1-冷凝回收油氣壓縮泵；25-2-冷凝回收油氣抽氣泵；26-油氣純化器；27-油氣進冷箱隔斷閥；28- —級油氣氣液分離器；29- 二級油氣氣液分離器； 30-—級油氣氣液分離器排液控制閥；31-二級油氣氣液分離器排液控制閥；32-達標尾氣出冷箱隔斷閥；33-排氣阻火器。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、內(nèi)容、和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案的具體實施方式
作進一步詳細描述。如圖1所述，本發(fā)明所涉及的回收方法應(yīng)用于本發(fā)明所提供的回收裝置上，如圖2 所示，該回收裝置可按功能劃分為用于提供冷凝回收所需低溫環(huán)境的工質(zhì)氣體回路以及對待回收油氣進行冷凝回收操作的油氣回路。首先，關(guān)于工質(zhì)氣體回路，結(jié)合圖1及圖2所示，本發(fā)明所涉及的回收方法的步驟 1 由干燥空氣或氮氣組成的工質(zhì)氣體先經(jīng)循環(huán)壓縮機1壓縮至高壓，然后經(jīng)循環(huán)壓縮機1 的出口進入油分離器2中去除油，然后高壓工質(zhì)氣體經(jīng)過工質(zhì)氣體回路進氣控制閥3進入冷箱中的一級換熱器4中的工質(zhì)氣體下行通道；其中，如果循環(huán)壓縮機1是無油壓縮機，則無須經(jīng)過油分離器2。步驟2 由于工質(zhì)氣體回路為循環(huán)回路，則在一級換熱器4中還設(shè)有一級工質(zhì)氣體上行通道，該一級工質(zhì)氣體上行通道用于傳送已經(jīng)經(jīng)過降壓降溫處理的低溫氣體，所以在一級換熱器4中的上下行工質(zhì)氣體通道中的兩路工質(zhì)氣體之間存在一定程度的換熱溫差， 因此，此時下行的工質(zhì)氣體在經(jīng)過一級換熱器4的過程中會被上行的較低溫度氣體冷卻而降溫到一定程度；冷卻至一定低溫后的工質(zhì)氣體經(jīng)一級換熱器4中的工質(zhì)氣體下行通道繼續(xù)下行，由透平膨脹機入口進入透平膨脹機5中。步驟3 工質(zhì)氣體在透平膨脹機中被絕熱膨脹后變?yōu)榉弦蟮牡蜏?、低壓氣體， 然后由透平膨脹機出口進入二級換熱器6中的二級工質(zhì)氣體上行通道；所述一級換熱器4 及二級換熱器6可分別制造成兩個分開的換熱器，也可結(jié)合成一個整體。步驟4 在二級換熱器6中，低溫、低壓的工質(zhì)氣體與待回收的干燥混合油氣進行熱交換，工質(zhì)氣體溫度回升，繼續(xù)上行至一級換熱器4中的一級工質(zhì)氣體上行通道；在一級換熱器4中，上行的低溫、低壓工質(zhì)氣體再次與待回收的干燥混合油氣進行熱交換，同時結(jié)合前述內(nèi)容，還會與后續(xù)通入下行的高壓、較熱的工質(zhì)氣體進行熱交換；之后，回收冷量后的工質(zhì)氣體出一級換熱器4，經(jīng)過工質(zhì)氣體回路回氣隔斷閥7返回至循環(huán)壓縮機1的進氣口，進行下一輪循環(huán)；同時對冷凝后的油氣進行回收。此外，如圖2所示，工質(zhì)氣體回路中還設(shè)有氣體管理單元，所述氣體管理單元與工質(zhì)氣體回路內(nèi)的循環(huán)壓縮機的進、排氣管路相連；所述氣體管理單元包括緩沖罐8及工質(zhì)氣體回路壓力控制閥9、10、11，緩沖罐8用于吸收所述工質(zhì)氣體回路中多余的氣體或向所述工質(zhì)氣體回路補充氣體，工質(zhì)氣體回路壓力控制閥9、10、11用于調(diào)節(jié)回路壓力，起到循環(huán)系統(tǒng)氣源的管理作用。以上為工質(zhì)氣體回路的結(jié)構(gòu)以及運行步驟的相關(guān)說明，下面對油氣回路作下一步解釋。如圖2所示，首先，混合的待回收油氣經(jīng)過吸氣阻火器21、油氣進氣隔斷閥22、油氣進氣單向閥23及油氣冷凝回收進氣控制閥M后在冷凝回收油氣壓縮泵25-1中被壓縮至一定壓力，然后在油氣純化器26中去除水和二氧化碳，再經(jīng)過油氣進冷箱隔斷閥27后進入冷箱中的一級換熱器4中的一級油氣下行通道；如圖3所示，油氣在經(jīng)過油氣冷凝回收進氣控制閥M后也可以在冷凝回收油氣抽氣泵25-2的抽吸作用下直接進入油氣純化器沈； 所述油氣純化器26內(nèi)充填分子篩吸附劑，用于利用分子篩的選擇吸附性來去除待回收油氣中的水分及二氧化碳。經(jīng)過吸附操作后的待回收油氣變成干燥油氣通入一級換熱器4內(nèi)的一級油氣下行通道。結(jié)合前述內(nèi)容，由于此處的工質(zhì)氣體的溫度已并非從透平膨脹機5出來的溫度， 油氣在一級換熱器4中通過熱交換只能被冷卻至一定的中間低溫，則此時油氣混合氣中的重烴成分首先將被冷凝成液體，通過一級油氣氣液分離器觀及一級油氣氣液分離器排液控制閥30回收到油罐中。經(jīng)過一級次冷卻而尚未液化的油氣混合氣將繼續(xù)經(jīng)過二級換熱器6中的二級油氣下行通道被上行的低溫、低壓工質(zhì)氣體進一步冷卻，由于在二級換熱器6中的工質(zhì)氣體的溫度將更低，則混合油氣將被冷卻到更低溫度后，其中絕大多數(shù)烴類氣體可被冷凝成液體，通過二級油氣氣液分離器四及二級油氣氣液分離器排液控制閥31回收到油罐中。其中，上述油氣混合氣與工質(zhì)氣體在一級換熱器4及二級換熱器6中進行熱交換的過程與被冷凝的過程是同時進行的，即在熱交換的過程中，所述待回收的干燥油氣中的烴類成分在一級換熱器4及二級換熱器6被冷凝，然后導(dǎo)入氣液分離罐，冷凝后的液態(tài)油回收導(dǎo)入油庫。所述一級油氣氣液分離器觀以及二級油氣氣液分離器四，利用重力作用，也可輔助濾網(wǎng)或纖維的凝聚作用，將回收油氣中冷凝為液態(tài)的成分與未冷凝的氣態(tài)成分分開；根據(jù)油氣的實際組成成分，可以設(shè)置兩級油氣氣液分離器，也可以只設(shè)置一級油氣氣液分離器，比如若在一級換熱器處無液態(tài)油凝析出來，則可以不設(shè)置一級油氣氣液分離器觀而僅設(shè)置二級油氣氣液分離器四。剩下的達標空氣將依次通過二級換熱器6中的二級油氣上行通道以及一級換熱器4中的一級油氣上行通道進一步回收冷量，被復(fù)溫至常溫，然后經(jīng)達標尾氣出冷箱隔斷閥32以及排氣阻火器33排放到大氣中，此時排氣中的烴類含量< 25g/m3，可以達到排放標。其中，如圖3所示，用冷凝回收油氣抽氣泵25-2代替冷凝回收油氣壓縮泵25-1，并放置于達標尾氣出冷箱隔斷閥32與排氣阻火器33之間，也可達到回收油氣的目的。 下面通過具體實施數(shù)據(jù)進一步說明本具體實施方式
技術(shù)方案的效果。在溫度35°C，冷凝溫度_98°C的條件下，應(yīng)用本發(fā)明技術(shù)方案處理廢氣為21. 4% (體積)的混合油氣(其組成見表1)，之后，出口油氣濃度為19.5g/m3，回收率為97% (質(zhì)量)O表 權(quán)利要求
1.一種基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收方法，其特征在于，所述方法包括步驟1 將制冷工質(zhì)氣體經(jīng)循環(huán)壓縮機壓縮至高壓，然后將高壓工質(zhì)氣體導(dǎo)入一級換熱器；步驟2 所述高壓工質(zhì)氣體在一級換熱器中進行熱交換后被冷卻，然后將所述高壓工質(zhì)氣體導(dǎo)入透平膨脹機；步驟3 將所述高壓工質(zhì)氣體在透平膨脹機中進行絕熱膨脹制冷，變?yōu)榈蜏?、低壓工質(zhì)氣體后導(dǎo)入二級換熱器；步驟4 將所述低溫、低壓工質(zhì)氣體依次在二級換熱器、一級換熱器中與待回收的干燥油氣進行熱交換，同時在一級換熱器中與所述步驟2中的高壓工質(zhì)氣體進行熱交換，之后導(dǎo)入循環(huán)壓縮機進入下一輪循環(huán)；同時對冷凝后的油氣進行回收。
2.如權(quán)利要求1所述的油氣冷凝回收方法，其特征在于，所述制冷工質(zhì)氣體為干燥空氣或氮氣。
3.如權(quán)利要求1所述的油氣冷凝回收方法，其特征在于，在所述步驟4中將所述低溫、 低壓工質(zhì)氣體依次在二級換熱器、一級換熱器中與待回收的干燥油氣進行熱交換之前，還包括如下步驟步驟4. 1 將待回收油氣在油氣壓縮泵中壓縮，然后導(dǎo)入油氣純化器； 步驟4. 2:將待回收油氣在油氣純化器進行除水、除二氧化碳處理，變?yōu)楦稍锏挠蜌夂笠来螌?dǎo)入一級換熱器及二級換熱器。
4.如權(quán)利要求1所述的油氣冷凝回收方法，其特征在于，在所述步驟4中將所述低溫、 低壓工質(zhì)氣體依次在二級換熱器、一級換熱器中與待回收的干燥油氣進行熱交換，同時對冷凝后的油氣進行回收的過程中，包括如下步驟步驟4. 3 所述待回收的干燥油氣中的烴類成分在所述一級換熱器及二級換熱器被冷凝后導(dǎo)入氣液分離罐，冷凝后的液態(tài)油回收導(dǎo)入油庫，未冷凝的尾氣再依次返流經(jīng)過二級換熱器及一級換熱器回收冷量后排入大氣。
5.一種基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收裝置，其特征在于，所述回收裝置包括工質(zhì)氣體回路以及對待回收油氣進行冷凝回收操作的油氣回路；所述工質(zhì)氣體回路包括循環(huán)壓縮機，用于將工質(zhì)氣體壓縮至所需高壓；一級換熱器，連接所述循環(huán)壓縮機以及所述油氣回路；二級換熱器，連接所述一級換熱器；透平膨脹機，連接所述二級換熱器；所述油氣回路包括油氣進氣管路，將待回收的油氣導(dǎo)入油氣回收裝置；尾氣排放管路，連接所述一級換熱器，用于排放經(jīng)所述二級換熱器以及一級換熱器冷凝分離后的達標尾氣。油氣壓縮泵，連接所述油氣進氣管路以及所述一級換熱器，用于將待回收油氣壓縮至一定壓力的氣體；油氣氣液分離罐，連接所述一級換熱器以及所述二級換熱器，用于將回收油氣中被冷凝為液態(tài)的成分與未冷凝的氣態(tài)成分分開。
6.如權(quán)利要求5所述的油氣冷凝回收裝置，其特征在于，所述一級換熱器具有四個換熱通道，所述四個換熱通道分別為工質(zhì)氣體下行通道、一級工質(zhì)氣體上行通道、一級油氣下行通道以及一級油氣上行通道；所述二級換熱器具有三個換熱通道，所述三個換熱通道分別為二級工質(zhì)氣體上行通道、二級油氣下行通道以及二級油氣上行通道；所述透平膨脹機以及所述循環(huán)壓縮機內(nèi)均設(shè)有進口及出口；所述循環(huán)壓縮機的出口通過所述工質(zhì)氣體下行通道連接所述透平膨脹機的進口 ；所述透平膨脹機的出口依次通過所述二級工質(zhì)氣體上行通道及一級工質(zhì)氣體上行通道連接所述循環(huán)壓縮機的進口。
7.如權(quán)利要求6所述的油氣冷凝回收裝置，其特征在于，所述油氣氣液分離罐包括一級油氣氣液分離罐以及二級油氣氣液分離罐；所述一級油氣氣液分離罐以及二級油氣氣液分離罐均設(shè)有一個油氣進口、一個液態(tài)油出口及一個氣態(tài)出口 ；所述油氣回路依次通過所述一級油氣下行通道及所述二級油氣下行通道連接所述一級油氣氣液分離罐的油氣進口；所述油氣回路通過所述二級油氣下行通道連接所述二級油氣氣液分離罐的油氣進Π ；所述二級油氣上行通道通過所述一級油氣上行通道連接所述尾氣排放管路。
8.如權(quán)利要求5所述的油氣冷凝回收裝置，其特征在于，所述工質(zhì)氣體回路還包括設(shè)置在所述循環(huán)壓縮機與一級換熱器之間的油分離器，用于對工質(zhì)氣體進行除油處理。
9.如權(quán)利要求5所述的油氣冷凝回收裝置，其特征在于，所述工質(zhì)氣體回路還包括氣體管理單元，所述氣體管理單元與工質(zhì)氣體回路內(nèi)的循環(huán)壓縮機的進、排氣管路相連；所述氣體管理單元包括緩沖罐及工質(zhì)氣體回路壓力控制閥組，所述緩沖罐用于吸收所述工質(zhì)氣體回路中多余的氣體或向所述工質(zhì)氣體回路補充氣體，所述工質(zhì)氣體回路壓力控制閥組用于調(diào)節(jié)回路壓力。
10.如權(quán)利要求5所述的油氣冷凝回收裝置，其特征在于，所述油氣回路還包括設(shè)置在所述油氣進氣管路及所述一級換熱器之間的油氣純化器，所述油氣純化器內(nèi)填有分子篩吸附劑，用于去除待回收油氣中的水分及二氧化碳。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于透平膨脹機制冷的油氣冷凝回收方法及裝置，屬于氣體污染物排放技術(shù)領(lǐng)域。為提高油氣回收工程中的制冷環(huán)境的獲取效率，降低制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及運行復(fù)雜度，本發(fā)明所提供的回收方法通過采用透平膨脹機膨脹制冷結(jié)合兩級換熱器來獲取符合要求的低溫環(huán)境，并設(shè)置油氣純化器以使油氣干燥，該技術(shù)方案所涉及的工質(zhì)氣體可采用環(huán)境空氣或氮氣等環(huán)保工質(zhì)，對環(huán)境沒有二次污染，具有油氣回收效率高，系統(tǒng)運行效率高、系統(tǒng)簡單易操作，可靠性及安全性能高，運行維護方便、節(jié)省系統(tǒng)投資成本以及運行成本等優(yōu)點。
文檔編號B01D5/00GK102441290SQ20101051161
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者劉立強, 彭楠, 熊聯(lián)友, 陸文海 申請人:中國科學院理化技術(shù)研究所