用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法与流程

本发明属于环保，具体涉及一种用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法。

背景技术：

1、目前国内现有油气回收工艺(包括冷凝和吸附)，大多数都为单路线工艺，即为先冷凝后吸附工艺或先吸附后冷凝工艺，流程固定且单一，灵活性不高，无法兼容到工况或者使用条件的变化。化工及油品储罐国内现在大多数改造后使用内浮顶加氮封的工艺，使得罐顶气挥发浓度相对较低。单一工艺冷凝加吸附，虽然相对容易达标，但针对相对较低浓度的罐顶气，特别是大气量的时候，能耗很高，大多数冷量都用于不凝气的显热降低，很不经济节能，在市场上缺乏竞争优势。

2、单一吸附加冷凝工艺，虽然冷凝系统可以相对配小节约成本，但长时间直接靠吸附达标，冷凝只作为吸附系统再生的处理设备，长时间达标压力较大，特别是随着时间的积累罐顶的内浮顶密封老化，油气浓度升高的情况，不先进入冷凝再进入吸附系统的话达标压力较大，吸附剂使用寿命减小。以上问题均亟待逐渐改善或解决。

技术实现思路

1、发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供了一种用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法。

2、技术方案：本发明提供了一种用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法，其包括如下工况运行模式：

3、(1)当现场进气浓度低于预设阈值时，关闭第一切换阀、开启第二切换阀启动低进气浓度工况运行模式：此时低温冷凝系统的制冷机组处于待机状态；低浓度混合油气在第二风机的作用下通过第二气液分离罐直接进入吸附系统通过吸附罐进行吸附后，依序通过第二风机和排空筒达标排放；

4、其中吸附系统中两个吸附罐一罐吸附一罐解析再生交替进行：当当前吸附罐运行吸附至预设周期时，切换至另一吸附罐继续吸附，此时低温冷凝系统的制冷机组启动，将蒸发器温度降至预设温度后，打开真空泵启动该当前吸附罐的解析再生，解析再生出的富集油气经真空泵通过第一气液分离罐和第一风机进入低温冷凝系统冷凝液化，然后通过第二气液分离罐进入吸附系统的另一吸附罐吸附后排入大气；

5、该当前吸附罐的解析再生完成后，低温冷凝系统的制冷机组进入待机状态，直至另一吸附罐运行吸附至预设周期进入解析再生，此时低温冷凝系统的制冷机组再次启动；

6、(2)当现场进气浓度不低于预设阈值时，开启第一切换阀、关闭第二切换阀启动高进气浓度工况运行模式：

7、高浓度混合油气在第一风机和第二风机的双重作用下首先通过第一气液分离罐和第一风机进入低温冷凝系统，将高浓度混合油气先冷凝液化，然后再通过第二气液分离罐进入吸附系统通过吸附罐完成吸附后排入大气；

8、其中吸附系统中两个吸附罐一罐吸附一罐解析再生交替进行：当当前吸附罐运行吸附至预设周期时，切换至另一吸附罐继续吸附，同时打开真空泵启动该当前吸附罐的解析再生，解析再生气体经真空泵进入第一气液分离罐，与总的进气混合后，再通过第一风机进入低温冷凝系统进行冷凝液化，进而再共同通过第二气液分离罐进入吸附系统的另一吸附罐吸附后排入大气。

9、优选的，其中吸附罐解析再生的间隔不少于12小时。

10、优选的，其中吸附罐解析再生的工作时长不大于1小时。

11、优选的，所述进气浓度的预设阈值为2g/m3。

12、作为优选的，所述高进气浓度工况运行模式中，

13、混合油气在第一风机和第二风机的双重作用下依序通过第一气液分离罐和第一风机进入低温冷凝系统后，依次通过能量回收器、预冷器、一级冷箱、二级冷箱将高浓度混合油气先逐级降温冷凝液化，然后依次经过一级冷箱、能量回收器做完冷量回收后常温出冷场，再通过第二气液分离罐进入吸附系统通过吸附罐进行吸附后，依序通过第二风机和排空筒达标排放。

14、作为优选的，所述低温冷凝系统包括第一冷凝器、第一压缩机、第二冷凝器、第二压缩机、换热器、能量回收器，和由预冷器、一级冷箱以及二级冷箱构成的三级冷场；

15、所述低温冷凝系统中设有r404a制冷循环和r23制冷循环：

16、其中r404a制冷循环为预冷器、一级冷箱和换热器提供冷量，r404a制冷剂依次通过第一压缩机和第一冷凝器后，分三个支路分别各经一膨胀阀输入预冷器、一级冷箱和换热器，从预冷器、一级冷箱和换热器输出的三个支路再汇合进入第一压缩机形成r404a制冷循环；其中r404a制冷循环通过第一压缩机将低温低压的制冷剂r404a压缩成高温高压状态，进而通过第一冷凝器制冷剂气态被冷凝为常温高压的制冷剂液态；然后常温高压的制冷剂液体通过热力膨胀阀节流，在换热器、预冷器和一级冷箱中蒸发吸热提供冷量；

17、其中r23制冷循环为二级冷箱提供冷量，r23制冷剂依次通过第二压缩机、第二冷凝器和换热器后，经一膨胀阀输入二级冷箱，从二级冷箱输出后再进入第二压缩机形成r23制冷循环；其中r404a制冷循环中作为分蒸发器的换热器，同时作为r23制冷循环中的另一个冷凝器，从而实现r404a制冷循环和r23制冷循环的两级复叠制冷。

18、优选的，所述低温冷凝系统的制冷机组包括低温冷凝系统里的第一冷凝器、第一压缩机、第二冷凝器、第二压缩机、换热器、能量回收器、预冷器、一级冷箱和二级冷箱。

19、作为优选的，所述蒸发器包括低温冷凝系统里的预冷器、一级冷箱和二级冷箱。

20、进一步优选的，上述方法用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺切换系统，该系统包括气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统；

21、所述气体切换系统包括第一切换阀、第二切换阀、第一气液分离罐、第二气液分离罐和第一风机；

22、其中第一切换阀的一端和第二切换阀的一端，均与混合油气进口相连，第一切换阀的另一端与第一气液分离罐的其中一个进气口连通，第一气液分离罐的出气口与第一风机的进口连通，第一风机的出口与低温冷凝系统连通；第一气液分离罐的其中另一个进气口与吸附系统连通；

23、第二切换阀的另一端与第二气液分离罐的其中一个进气口连通，第二气液分离罐的其中另一个进气口与低温冷凝系统连通，第二气液分离罐的出气口与吸附系统连通。

24、作为优选的，所述低温冷凝系统包括能量回收器、预冷器、一级冷箱、二级冷箱；

25、其中能量回收器的第一气路进口与第一风机的出口连通，能量回收器的第一气路出口与预冷器的气路进口连通，预冷器的气路出口与一级冷箱的第一气路进口连通，一级冷箱的第一气路出口与二级冷箱的气路进口连通，二级冷箱的气路出口与一级冷箱的第二气路进口连通，一级冷箱的第二气路出口与能量回收器的第二气路进口，能量回收器的第二气路出口与第二气液分离罐的其中另一个进气口连通；

26、所述低温冷凝系统还包括第一冷凝器、第一压缩机、第二冷凝器、第二压缩机、换热器、集油罐和输油泵；

27、所述一级冷箱的出液口、二级冷箱的出液口和能量回收器的出液口，均与集油罐的进液口连通；所述集油罐的出液口经输油泵与回收罐连通。

28、作为优选的，所述吸附系统包括第二风机、排空筒、真空泵、以及并联设置的第一吸附罐和第二吸附罐；

29、其中第一吸附罐和第二吸附罐一罐吸附一罐解析；

30、所述第一吸附罐和第二吸附罐分别通过与之对应的阀门与第二气液分离罐的出气口连通；

31、所述第一吸附罐和第二吸附罐分别通过与之对应的阀门与第二风机的一端连通，第二风机的另一端与排空筒连通；

32、所述第一吸附罐和第二吸附罐分别通过与之对应的阀门与真空泵的一端连通，真空泵的另一端与第一气液分离罐的其中另一个进气口连通。

33、本发明同时提供了一种用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法，其包括低进气浓度工况运行模式和高进气浓度工况运行模式：

34、其中低进气浓度工况运行模式，为：

35、当现场进气浓度低于预设阈值时，关闭第一切换阀、开启第二切换阀启动低进气浓度工况运行模式：低浓度混合油气在风机作用下通过第二气液分离罐直接进入吸附系统通过吸附罐完成吸附后排入大气；

36、其中吸附系统中两个吸附罐一罐吸附一罐解析再生交替进行；解析再生出的富集油气经真空泵通过第一气液分离罐进入低温冷凝系统冷凝液化，然后通过第二气液分离罐进入吸附系统吸附后排入大气；

37、其中高进气浓度工况运行模式，为：

38、当现场进气浓度不低于预设阈值时，开启第一切换阀、关闭第二切换阀启动高进气浓度工况运行模式：高浓度混合油气在两个风机的双重作用下首先通过第一气液分离罐进入低温冷凝系统，将高浓度混合油气先冷凝液化，然后再通过第二气液分离罐进入吸附系统通过吸附罐完成吸附后排入大气；

39、其中吸附系统中两个吸附罐一罐吸附一罐解析再生交替进行；解析再生气体经真空泵进入第一气液分离罐，与总的进气混合后，再通过第一风机进入低温冷凝系统进行冷凝液化，进而再共同通过第二气液分离罐进入吸附系统吸附后排入大气。

40、有益效果：本发明提供的用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法，相对现有技术，其具有如下优点：

41、1、本发明提供的用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法，可实现先冷凝后吸附工艺或先吸附后冷凝(再生富集油气进入冷场)工艺流程的切换，可根据用户实际使用的需求进行灵活调整，在稳定达标的同时，节省了能耗，有效降低了运行成本，节能环保。

42、2、本发明有效解决了目前现有油气回收工艺(冷凝加吸附)大多为先冷凝后吸附工艺或先吸附后冷凝的单路线工艺，工艺流程固定且单一、灵活性不高、无法兼容到工况或者使用条件变化的问题，提供了一种用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法，有效结合了气体切换系统、低温冷凝系统和吸附系统的技术优点，灵活性高，可广为推广应用。

43、3、本发明提供的方法中，结合位于前端的气体切换系统的第一风机和位于末端的吸附系统的第二风机，通过采用双风机有效地保证了无论是在低进气浓度还是高进气浓度两种不同工况下都可以实现稳定作业。

44、4、本发明提供的用于储油库罐区油气吸附冷凝组合工艺的切换方法中，高进气浓度工况运行模式以及两个运行模式中的解析再生时，混合油气通过能量回收器和三级冷场逐级降低温度，油气在低温状态下被冷凝液化，在回收液态油品的同时，冷凝后的油气在两级冷场及能量回收器中做自身的冷回收，从而实现了油气常温进入冷场也常温出冷场，所有冷量均用来克服油气由气态到液态的潜热，从而使得整个装置更加节能环保。