储罐管线气液分离装置及其方法与流程

本发明涉及气液分离装置及气液分离方法。

具体地说，是涉及储罐管线气液分离装置及其方法。

背景技术：

槽船的液体石油化工品接卸后经过输送管线进入后方罐区的储罐，输送管线的长度一般为几百米到几公里，卸船作业时，管线中封存的气体从储罐下部的进入储罐，从储罐上部排出，这一过程加大了储罐的液体挥发，储罐注液过程称为储罐大呼吸。卸船作业结束后，需要对管线中的液体介质进行吹扫，吹扫介质一般为水或压缩气体，采用压缩气体作为吹扫介质的情况居多，压缩气体的压力为0.4~0.7mpa，吹扫气体进入储罐，由于储罐处于高液位，这时产生的挥发量更大，更为严重的是，易挥发液体储罐内安装内浮顶，压缩的扫线气体进入储罐后迅速膨胀并向上运动，破坏内浮顶，国内每年因吹扫导致内浮顶损坏的事件多达数十起。

目前还没有相应的技术来解决上述问题：如管线内封存的气体及扫线的气体在生产作业时进入储罐，造成存储液体大量挥发，造成资源浪费，污染环境，以及容易导致罐内防挥发设备内浮顶的损坏等。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述传统技术的不足之处，提供一种减少存储液体挥发的储罐管线气液分离装置；本发明的另一目的在于解决上述问题的方法。

本发明的目的是通过以下技术措施来达到的：

储罐管线用气液分离装置，其特征在于：包括缓冲罐、进液管、出液管和出气管，进液管一端与缓冲罐下部连通，进液管另外一端使用时与输油管线连通，出液管一端与缓冲罐下部连通，出液管另外一端使用时与储罐连通，出气管下端与缓冲罐上部连通，缓冲罐内设有可上下往复移动的浮子，浮子上移时可密封出气管，浮子下移时可密封出液管。

一种具体优化方案，缓冲罐内固定设有导向件，导向件为导向杆，导向杆的数量为一个，浮子中心设有与导向杆相配合的通孔，浮子上部和/或下部与导向杆之间设有导向密封件，浮子下移时与出液管接触密封。

一种具体优化方案，缓冲罐内固定设有导向件，导向件为导向杆，导向杆的数量为多个，多个导向杆沿浮子周向分布，浮子与导向杆滑动连接，出液管伸入缓冲罐内，浮子下移时与出液管接触密封。

一种具体优化方案，缓冲罐内固定设有导向件，导向件为导向套，导向套的数量为一个，导向套内周与浮子外周套接，导向套与出液管固定连接，导向套上设有与进液管相连通的进液口，导向套上设有与出液管相连通的出液口，导向套上还设有多个与缓冲罐连通的进液孔，出液管伸入缓冲罐内，浮子下移时与出液管接触密封。

一种具体优化方案，浮子为中空结构或浮子的材料密度小于500kg/m³，浮子的横截面为圆形或矩形或多边形，浮子端部远离中部的周长逐渐减小。

一种具体优化方案，还包括排残液装置，排残液装置包括连接管和管道泵，连接管一端与缓冲罐底部连通，连接管另外一端与出液管或储罐连通，连接管上设有单向阀；

排残液装置还包括第一液位传感器、第二液位传感器和控制器，第一液位传感器设置于缓冲罐上部，第二液位传感器设置于缓冲罐下部，控制器分别与第一液位传感器、第二液位传感器和管道泵电连接。

一种具体优化方案，缓冲罐内设有与进液管相配合的挡液板和/或出液管上设有止回阀和/或缓冲罐上设有人孔。

一种具体优化方案，出气管上设有除雾器和/或阻火器，浮子上部或出气管下部设有出气密封件，出气密封件为非金属密封件，出气密封件的形状为圆环形或圆锥形，出气管出气端与储罐的废气收集管网连通或出气管与废气收集管网连通。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：

可在码头罐区生产作业时自动分离管线中的液体介质和气体介质，液体介质从输液管线进入储罐，气体介质从出气管上部排出，有效减少了液体的挥发，同时避免了浮顶的损坏，节约资源，减少环境污染，同时结构简单，无需人工操作。

储罐管线用气液分离装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：排气：开始卸船时，输油管线中封存的气体在输送液体的推送下进入缓冲罐，此时，浮子位于缓冲罐下部并将出液管密封，出气管处于开启状态，气体从出气管排出；

步骤二：排液：当输油管线中的液体进入缓冲罐后，浮子在浮力作用下逐渐上移，出液管逐渐打开，液体从出液管进入储罐，当液体充满缓冲罐并且使浮子上移至顶部后，浮子将出气管密封，继续输送液体，直至卸船结束。

步骤三：气体吹扫：当对输油管线进行气体吹扫时，吹扫气体到达缓冲罐后，吹扫气体在缓冲罐内从上之下逐渐充满缓冲罐，浮子随着缓冲罐内的液体减少而逐渐下移，出气管打开，吹扫气体从出气管排出，浮子下移至最底部后，浮子将出液管密封，使吹扫气体无法进入出液管，实现气液分离。

步骤四：排残液，打开排残液装置，管道泵将缓冲罐内参与液体送入储罐，排尽残液后，关闭排残液装置。

一种具体优化方案，步骤四包括以下分步骤：

分步骤一：第一液位传感器、第二液位传感器分别监测缓冲罐内的液位信息并将信号传递至控制器；

分步骤二：控制器接收信号进行比对，当判定第一液位传感器未检测到液体同时第二液位传感器检测到液体的状态大于一分钟后，将信号传递至管道泵，控制管道泵开始工作，直至管道泵空转后停止。

由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明的优点是：

在输送管线将物料送入储罐之前实现气液分离，有效减少了储罐呼吸因素，减少液体挥发，避免资源浪费和环境污染，同时全程自动操作，节省了人力物力的损耗。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

附图1是本发明储罐管线气液分离装置的结构示意图。

附图2是本发明浮子与导向件的结构示意图。

附图3是本发明另一实施例浮子与导向件的结构示意图。

附图4是本发明另一实施例浮子与导向件的结构示意图。

图中：1进液管，2挡液板，3缓冲罐，4浮子，5导向杆，6出气密封件，7出气管，8除雾器，9阻火器，10人孔，11出液管，12止回阀，13管道泵，14单向阀，15储罐，16输油管线，17导向密封件，18通孔，19导向座；20导向套。

具体实施方式

实施例1：如附图1-2所示，储罐15管线用气液分离装置，包括缓冲罐3、进液管1、出液管11和出气管7，进液管1一端与缓冲罐3下部连通，进液管1另外一端使用时与输油管线16连通，进液管1与输油管线16可通过法兰连接也可以将两者外周相互焊接，出液管11一端与缓冲罐3下部连通，出液管11另外一端使用时与储罐15连通，出气管7下端与缓冲罐3上部连通，缓冲罐3内设有可上下往复移动的浮子4，浮子4上移时可密封出气管7，浮子4下移时可密封出液管11。

进液管1与缓冲罐3焊接，出液管11与缓冲罐3焊接。此外，也可以选用一体铸造等其他固定连接方式。

使用时，储罐15管线用气液分离装置位于输液管线靠近储罐15的一端，当储罐15管线用气液分离装置与储罐15的距离越短，越容易防止液体挥发成气体，造成资源浪费和环境污染。

缓冲罐3为圆柱型罐，缓冲罐3为上部用封头封闭，缓冲罐3下部用封头封闭。

缓冲罐3内固定设有导向件，导向件为导向杆5，导向杆5的数量为一个，浮子4轴心设有与导向杆5相配合的通孔18，浮子4本身为密闭结构，浮子4上部和下部分别与导向杆5之间设有导向密封件17，浮子4下移时与出液管11接触密封。

浮子4为中空结构。此外，当浮子4的材料密度小于500kg/m³时，浮子4也可以为实心结构。浮子4的横截面为圆形或矩形或多边形，当本实施例中，浮子4中部为圆柱形结构，两端为圆锥形结构，浮子4端部远离中部的周长逐渐减小。浮子4靠近进液管1处的形状与进液管1相配合，以便于实现接触密封。例如，本实施例中，进液管1靠近浮子4的一端外侧面应设置成弧形；或者，当浮子4为矩形体时，进液管1靠近浮子4的一端外侧面应设置成平面，从而当浮子4下落后，其外周能够将进液管1的进液端口完全封堵。

使用时，浮子4沿着导向杆5上下运动，浮子4在重力的作用下向下运动，在液体浮力作用下向上运动，当浮子4位于下部位置时，浮子4封闭出液管11，上部出气口处于打开状态；当浮子4位于上部位置时，浮子4封闭出气口，出液管11处于打开状态。

还包括排残液装置，排残液装置包括连接管和管道泵13，连接管一端与缓冲罐3底部连通，连接管另外一端与出液管11或储罐15连通，连接管上设有单向阀14。

排残液装置还包括第一液位传感器、第二液位传感器和控制器，第一液位传感器设置于缓冲罐3上部，第二液位传感器设置于缓冲罐3下部，控制器分别与第一液位传感器、第二液位传感器和管道泵13电连接。控制器为可编程控制器或者cpu或者工控机等常用控制器，由于控制器接收传感器信号、比对并控制泵启停为公知技术，在此不赘述。

缓冲罐3内设有与进液管1相配合的挡液板2。挡液板2设置在缓冲罐3内，位于进液管1口的上方。挡液板2倾斜设置。

液管上设有止回阀12。止回阀12的作用是阻止储罐15中的液体回流到缓冲罐3中。

缓冲罐3上设有人孔10。

出气管7上设有除雾器8。出气管7排出的气体中含有的少量的液体雾滴被除雾器8阻挡，流回缓冲罐3。

出气管7上设有阻火器9，且阻火器9位于除雾器8远离浮子4的一端。

浮子4上部设有出气密封件6，出气密封件6可以固定在浮子4的上部，与浮子4一起运动。此外，出气密封件6也可以设置在出气管7下部。出气密封件6为非金属密封件，出气密封件6的形状为圆环形或圆锥形。

出气管7出气端与储罐15的废气收集管网连通。此外，也可以直接将出气管7接入废气收集管网处理废气。

实施例2：如附图3所示，储罐15管线用气液分离装置，包括缓冲罐3、进液管1、出液管11和出气管7，进液管1一端与缓冲罐3下部连通，进液管1另外一端使用时与输油管线16连通，出液管11一端与缓冲罐3下部连通，出液管11另外一端使用时与储罐15连通，出气管7下端与缓冲罐3上部连通，缓冲罐3内设有可上下往复移动的浮子4，浮子4上移时可密封出气管7，浮子4下移时可密封出液管11。

缓冲罐3内固定设有导向件，导向件为导向杆5，导向杆5的数量为多个，多个导向杆5沿浮子4周向分布，浮子4与导向杆5滑动连接，浮子4周向设有与导向杆5相配合的导向座19，导向座19内设有与导向杆5间隙配合的导向孔，出液管11伸入缓冲罐3内，浮子4下移时与出液管11接触密封。

其余内容同实施例1。

实施例3：如附图4所示，储罐15管线用气液分离装置，包括缓冲罐3、进液管1、出液管11和出气管7，进液管1一端与缓冲罐3下部连通，进液管1另外一端使用时与输油管线16连通，出液管11一端与缓冲罐3下部连通，出液管11另外一端使用时与储罐15连通，出气管7下端与缓冲罐3上部连通，缓冲罐3内设有可上下往复移动的浮子4，浮子4上移时可密封出气管7，浮子4下移时可密封出液管11。

缓冲罐3内固定设有导向件，导向件为导向套20，导向套20的数量为一个，导向套20内周与浮子4外周套接，导向套20与出液管11焊接或一体铸造等方式固定连接，导向套20上设有与进液管1相连通的进液口，导向套20上设有与出液管11相连通的出液口，导向套20上还设有多个与缓冲罐3连通的进液孔，出液管11伸入缓冲罐3内，浮子4下移时与出液管11接触密封。

其余内容同实施例1。

实施例4：储罐15管线用气液分离装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：排气：开始卸船时，输油管线16中封存的气体在输送液体的推送下进入缓冲罐3，此时，浮子4位于缓冲罐3下部并将出液管11密封，出气管7处于开启状态，气体从出气管7排出，不能进入储罐15；

步骤二：排液：当输油管线16中的液体进入缓冲罐3后，浮子4在浮力作用下逐渐上移，浮子4离开出液管11，出液管11逐渐打开，液体从出液管11进入储罐15，当液体充满缓冲罐3并且使浮子4上移至顶部后，在浮力的作用下压紧浮子4与出气口之间的出气密封件6，浮子4将出气管7完全封闭，继续输送液体，直至卸船结束。

步骤三：气体吹扫：当对输油管线16进行气体吹扫时，吹扫气体到达缓冲罐3后，吹扫气体在缓冲罐3内向上运动，并且吹扫气体在缓冲罐3内从上之下逐渐充满缓冲罐3，浮子4随着缓冲罐3内的液体减少所造成的液面下降而逐渐下移，出气管7打开，吹扫气体从出气管7排出，缓冲罐3中液面降至接近出液管11口时，浮子4下移至最底部后，浮子4将出液管11完全密封，使吹扫气体无法进入出液管11，实现气液分离。

步骤四：排残液，打开排残液装置，管道泵13将缓冲罐3内参与液体送入储罐15，排尽残液后，关闭排残液装置。该步骤可采用手动方式或者自动方式。

自动方式包括以下分步骤：

分步骤一：第一液位传感器、第二液位传感器分别监测缓冲罐3内的液位信息并将信号传递至控制器；

分步骤二：控制器接收信号进行比对，当判定第一液位传感器未检测到液体同时第二液位传感器检测到液体的状态大于一分钟后，将信号传递至管道泵13，控制管道泵13开始工作，直至管道泵13空转后停止。

其余状态时管道泵13处于停机状态。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围之内。