阅读说明：本技术 油气排放深度治理系统 (Oil gas emission depth treatment system ) 是由 郭文泰 徐徜徉 于 2020-05-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种油气排放深度治理系统,充分利用浅冷技术对C3+的冷凝回收、膜分离技术对C2+组分的提浓作用和膨胀机无动力深冷对C2的冷凝作用,通过组合技术的应用提高油气中有机物的回收能力。与现有技术相比,膜分离用在深冷不凝气的有机物提浓,此组合方式较用于浅冷不凝气提浓,更能降低排放尾气中有机物含量。采用低温膜分离组件,膜分离器的尾气仍保持低温不凝气原有的部分低温,避免了对膨胀机制冷温度的影响,保障了深冷温度。采用对烃类有机组分低吸附性能的脱水吸附剂作为干燥剂,满足C2组分不会在吸附剂再生环节造成环境排放要求。采用深冷技术根本上解决现有吸附技术存在的C2累积问题,保障了达标排放。(The invention discloses an oil gas emission deep treatment system which fully utilizes the condensation recovery of a shallow cooling technology to C3+, the concentration of a C2+ component by a membrane separation technology and the condensation of an expander unpowered deep cooling to C2, and improves the recovery capacity of organic matters in oil gas by the application of a combination technology. Compared with the prior art, the membrane separation is used for concentrating organic matters in the deep cooling non-condensable gas, and compared with the combination mode for concentrating the shallow cooling non-condensable gas, the combined mode can reduce the content of the organic matters in the discharged tail gas. By adopting the low-temperature membrane separation component, the tail gas of the membrane separator still keeps the original part of the low-temperature non-condensable gas at low temperature, thereby avoiding the influence on the refrigeration temperature of the expander and ensuring the cryogenic temperature. The dehydration adsorbent with low adsorption performance on the hydrocarbon organic components is used as the desiccant, so that the requirement that the C2 component cannot cause environmental emission in the regeneration link of the adsorbent is met. The cryogenic technology is adopted to fundamentally solve the problem of C2 accumulation in the prior adsorption technology, and the discharge up to the standard is ensured.)

油气排放深度治理系统

技术领域

本发明涉及油气回收技术领，具体是一种油气排放深度治理系统。

背景技术

采用压缩冷凝传统工艺与膜分离无动力深冷新工艺相结合，经深度治理的排放气有机物含量完全符合国家标准（NMOC：120mg/m³，苯：4mg/m³）或地方标准（NMOC：60mg/m³，苯：2mg/m³）特别适用于油品装车线的油气回收治理。

目前，油气回收领域常见的治理工艺有冷凝+吸附组合技术，吸收+膜分离+吸附组合技术，冷凝+催化燃烧组合技术。

前两种组合技术由于将吸附作为末端环保技术，运行初期效果较好，但长时间运行后会出现超标排放问题，这是因为吸附技术不能解决油气中C2累积的难题，故而不能根本上解决环保达标排放问题。而冷凝技术通常会采用三级冷凝，设备故障率高、维护复杂。而吸收技术还存在运行功耗大、需要定期更换大量吸收剂的缺点。催化燃烧技术虽然能够解决排放达标问题，但是其安全性难以根本保障，给用户带来长期顾虑。膨胀制冷虽然在油气回收上有所应用，但报道上看主要是作为制冷外循环工艺，与膜分离技术的结合还主要是把膜分离用在浅冷不凝气的提浓，且主要应用在油田井口天然气轻烃回收领域。吸收+膜分离组合技术能实现符合库区环保标准（NMOC：25g/m³）排放，在国内有着比较成功应用，但是面对工业排放新标准高要求则无能为力，因此急需一种新技术来解决油气治理难题。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种油气排放深度治理系统，充分利用浅冷技术对C3+的冷凝回收、膜分离技术对C2+组分的提浓作用和膨胀机无动力深冷对C2的冷凝作用，通过组合技术的应用提高油气中有机物的回收能力。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：油气原料气与膜分离渗透气、净化气循环气在缓冲罐中混合，经压缩机组压缩后经脱水设备送入一级多路换热器降温后，进入浅冷冰机蒸发器冷却，然后送入低温一级分离器，低温一级分离器气相送入二级多路换热器，进一步冷却后再送入低温二级分离器；低温一级分离器的液相经一级多路换热器回收冷量后进入常温分离器，常温分离器气相返回前置缓冲罐，常温分离器的液相和低温二分离器的液相作为回收的产品液，低温二级分离器的气相出口经二级多路换热器后接通低温膜分离器组的进气口；膜分离的渗透气作为烃类富集气，经与一级多路换热器前原料气换热升温后，经由真空泵送至压缩机入口缓冲罐循环，与原料气混合；膜分离器的渗余气作为驱动压力送至膨胀机膨胀端，膨胀后低温气先后经二级多路换热器和一级多路换热器，回收冷量后作为膨胀机的制动气被压缩，成为净化气排放，净化气排放前先后分出两路，一路作为脱水设备吸附剂的再生气，另一路返回压缩机入口缓冲罐作为净化气循环气。其中吸附剂为对烃类有机组分低吸附性能的脱水吸附剂，如3A分子筛。

浅冷的冰机蒸发器可是以氟利昂或丙烷等制冷剂的冷源，作为一级浅冷设备；膨胀机是利用气体绝热膨胀获得低温冷量的设备，包括膨胀端和制动端，膨胀机作为二级深冷设备，通过工艺气体的绝热膨胀获得低温，成为二级制冷冷源。

进一步地，所述脱水设备是吸附再生式干燥系统，包括两个装有脱水吸附剂的吸附罐，一个用于吸附时另一个用于吸附剂的解吸再生，两个吸附罐交替工作通过控制阀组的切换实现控制。

进一步地，压缩机排气的冷却形式可以是水冷或风冷，水冷却器通常是列管式换热器，风冷通常是管翅式换热器，但不限于此。

进一步地，所述一级多路换热器和二级多路换热器是立式或卧式绕管式换热器。

进一步地，所述二级多路换热器可以采用双通道形式，两个通道定期交替工作，一个通道工作时另一个通道除霜待用。

进一步地，所述一级低温分离器和二级低温分离器是立式或卧式气液分离器。

进一步地，所述膜分离器是卷式或叠式，膜是有机橡胶态分离膜，最低工作温度达-60℃。

进一步地，真空泵通常是螺杆式真空泵或液环真空泵，但不限于此。

与现有和传统工艺相比，本发明的有益效果为：

①膜分离用在深冷不凝气的有机物提浓，此组合方式较用于浅冷不凝气提浓，更能降低排放尾气中有机物含量。

②采用低温膜分离组件，膜分离器的尾气仍保持低温不凝气原有的部分低温，避免了对膨胀机制冷温度的影响，保障了深冷温度。

③采用对烃类有机组分低吸附性能的脱水吸附剂（如3A分子筛）作为干燥剂，满足C2组分不会在吸附剂再生环节造成环境排放要求。

④采用深冷技术根本上解决现有吸附技术存在的C2累积问题，保障了达标排放。

附图说明

图1是系统结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释说明。

如图1所示，油气原料气与膜分离渗透气、净化气循环气在缓冲罐4中混合，经压缩机5压缩后经脱水设备6送入一级多路换热器10降温后，进入浅冷冰机蒸发器13冷却，然后送入低温一级分离器7，低温一级分离器7气相送入二级多路换热器8，进一步冷却后再送入低温二级分离器9；低温一级分离器7的液相经一级多路换热器10回收冷量后进入常温分离器15，常温分离器15气相返回缓冲罐4，常温分离器15的液相和低温二分离器9的液相作为回收的产品液。低温二级分离器9的气相出口经二级多路换热器8后接通低温膜分离器组14的进气口；膜分离渗透气作为烃类富集气，经与一级多路换热器10前原料气换热升温后，经由真空泵12送至缓冲罐4循环，与油气原料气混合，膜分离器渗余气作为驱动压力送至膨胀机11，膨胀后低温气先后经二级多路换热器8和一级多路换热器10，回收冷量后作为膨胀机11的制动气被压缩，成为净化气排放，净化气排放前先后分出两路，一路送回脱水设备6作为吸附剂再生气，另一路返回缓冲罐4作为净化气循环气。所述脱水设备6是吸附再生式干燥系统，包括两个装有脱水吸附剂的吸附罐，一个用于吸附时另一个用于吸附剂的解吸再生，两个吸附罐交替工作通过控制阀组控制。

实例：某成品油装车产生油气1000m³/h，经压缩至0.8MPa后，作为原料气经脱水设备干燥，露点-80℃，送一级绕管多路换热器降温后，进入浅冷蒸发器冷却（可冷却到-25℃），然后送入低温一级分离器，低温一冷分离器气相送入二级绕管多路换热器，进一步冷却后再送入低温二级分离器（温度可冷却到约-120℃）；低温二冷分离器气相经二级绕管多路换热器升温后，进入低温膜分离器，渗透气经真空泵送回压缩机前缓冲罐，渗余气进入膨胀机膨胀获得约-125℃以下低温，先后为二级、一级绕管多路换热器提供冷量，再进膨胀机制动端压缩至70Kpa净化气，净化气一路作为脱水设备的解吸气，一路经调压阀至30KPa返回压缩机入口成为膨胀机流量调节的循环气，剩余净化气再经调压阀后排放环境大气，NMOC：<60mg/m³。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。