油气回收系统的制作方法

本申请涉及油气回收领域，具体而言，涉及一种油气回收系统。

背景技术：

目前，一般采用贫油吸收和活性炭吸附技术结合来回收油气，或者采用深度冷凝(需要降温至零下70℃)和活性炭吸附技术结合来回收油气，贫油和深度冷凝都需要较高的成本，活性炭的脱附率低，短时间就需要更换，现有的油气回收方式存在装置的使用周期短、运行费用高的问题。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种油气回收系统，以解决现有技术中的油气回收存在装置的使用周期短、运行费用高的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种油气回收系统，其包括：

冷凝单元，用于冷凝待处理来气，设有第一冷凝器，所述第一冷凝器包括用于输出冷凝油的第一冷凝出口和用于输出不凝气的第二冷凝出口；

膜回收单元，用于处理不凝气，包括第一循环管路、第二冷凝器、真空泵和用于分离油气分子的膜回收装置，所述膜回收装置、所述真空泵和所述第二冷凝器沿气流方向依次设置在所述第一循环管路上，所述第一循环管路连接所述第二冷凝出口；所述真空泵用于推动不凝气沿所述第一循环管路流动，所述膜回收装置设有尾气出口，所述第二冷凝器用于冷凝经过所述膜回收装置后残留在所述第一循环管路上的不凝气，所述第二冷凝器设有用于输出冷凝油的第三冷凝出口；

树脂吸附单元，用于处理尾气，包括树脂吸附装置，所述树脂吸附装置与所述尾气出口相连，所述树脂吸附装置设有达标排放口。

本申请提供一种油气回收系统，该系统设置依次连接的冷凝单元、膜回收单元、树脂吸附单元，待处理来气首先从冷凝单元冷进入，膜回收单元中的真空泵提供动力使气体流动，最后从树脂吸附单元排出达标的排放物。气体在进入油气回收系统后，真空泵的推动其沿系统管路流动，首先在冷凝单元被冷凝，使待处理来气中的一些油气组分成为冷凝油；余下未被冷凝的不凝气的进入膜回收单元，不凝气的油气组分中的一部分被膜回收装置分离，被分离出的尾气进入树脂吸附单元；而经过膜回收装置后，被截留的不凝气的油气组分含量减少，被截留的不凝气被浓缩升温，经过第二冷凝器降温后，其中露点高的部分油气组分再次被冷凝排出，未被冷凝的气体回到膜回收单元再次进行分离处理；前述的进入树脂吸附单元的尾气由树脂吸附装置吸附处理后得到达到排放标准的液体，该液体从达标排放口排出，不会对大气、水体、土体等环境造成污染。

上述技术方案中：

油气回收系统通过冷凝单元、膜回收单元、树脂吸附单元三级分化回收，分化各级装置的处理压力。

并通过膜回收单元的设置，其中的膜回收装置使不凝气分流，被截留的不凝气的油气组分含量改变且被浓缩，该步骤具有这些技术效果：其一，起到减少进入树脂吸附单元的尾气的作用，使得树脂吸附单元的工作压力降低，延长树脂的使用周期；其二，使余下气体能够可以再次以较少的温降条件被冷凝回收，进一步减少油气组分，提高油气回收率；其三，通过膜分离与前后两次冷凝配合，第一冷凝器和第二冷凝器都无须达到深度冷凝，无须降温至－70℃就能实现冷凝油气组分的效果，运行费用大大降低；其四，在第二次冷凝过程中未被冷凝的气体可以经第一循环管路与新进入的不凝气混合，再次进入处理循环，避免排放污染。

因此，本申请提供的油气回收系统具有以下技术效果：冷凝油的回收量大，各级装置处理压力低、不容易损坏，各级装置运行费用低，树脂使用周期长，其维修频率、更换频率低。而且，除了达标排放口排放的达标液体外，整个油气回收系统不排放油分，回收效果好、效率高。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述膜回收单元还包括缓冲罐，所述缓冲罐设置在所述第一循环管路上且位于所述膜回收装置与所述第二冷凝出口之间；所述缓冲罐设有压力控制系统，所述压力控制系统与所述膜回收装置、所述真空泵电连接，当所述缓冲罐内的压力达到预设压力值时，所述压力控制系统控制所述膜回收装置、所述真空泵启动。

在上述技术方案中，通过设置具有压力控制系统的缓冲罐，不凝气首先进入缓冲罐蓄积，当蓄积到一定压力后，整个膜回收单元才开始全面工作，确保第一循环管路上的气体在微正压条件下运行，提高膜分离的效果，还能通过加压改变油气组分的露点，提高第二次冷凝的油量。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述膜回收单元还包括第一集液罐，所述第一冷凝器的第一冷凝出口和所述第二冷凝器的第三冷凝出口分别于所述第一集液罐。

在上述技术方案中，第一次和第二次冷凝得到的冷凝油在第一集液罐统一收集，方便回收处理。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述树脂吸附单元还包括脱附装置，所述脱附装置与所述树脂吸附装置连接。

在上述技术方案中，通过设置脱附装置，使树脂吸附单元具有自清洁功能。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述树脂吸附装置包括能够轮流工作的第一吸附器和第二吸附器，所述第一吸附器和所述第二吸附器分别与所述脱附装置连接。

在上述技术方案中，两个吸附器轮流工作和脱附，整个系统能够不间断的运行，提高整个系统的工作效率。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述脱附装置包括：

蒸汽发生器，所述蒸汽发生器用于向暂停工作的所述树脂吸附装置内通入蒸汽；

第三冷凝器，所述第三冷凝器连接于所述吸附装置，所述第三冷凝器用于冷凝所述吸附装置脱附后排出的混合气；

分层槽，所述分层槽连接于所述第三冷凝器，用于接收所述第三冷凝器输出的冷凝液体和低温气体。

在上述技术方案中，利用蒸汽提高吸附装置的温度，使被吸附的油被蒸汽带出，蒸汽与油的混合气经过第三冷凝器降温形成冷凝水、冷凝油及残余气体的混合物，混合物进入分层槽静置以使三种物质分离，以便于分别处理。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述分层槽设有水体出口、油体出口、气体出口，所述气体出口通过回流管连接所述吸附装置的进口。

在上述技术方案中，静置后，水位于分层槽的下部，油位于分层槽的中部，气位于分层槽的上部，通过在分层槽的不同位置设置水体出口、油体出口和气体出口，方便水、油、气分别回收，且气体回流至吸附装置再次处理，避免气体中未被冷凝的油分污染大气。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述吸附装置还包括第二集液罐，所述油体出口连接于所述第二集液罐。

在本申请的一种实施例中，可选地，所述回流管上还设有第四冷凝器，所述第四冷凝器设有用于输出冷凝油的第四冷凝出口，所述第四冷凝出口连接所述第二集液罐。

在上述技术方案中，分层槽出来的气体再次冷凝，增加冷凝油回收量，降低吸附装置的处理压力。

在本申请的一种实施例中，可选地，每个冷凝器分别连接有制冷单元，所述制冷单元包括循环水箱、水泵和冰机机组，所述循环水箱与所述冷凝器通过第二循环管路连接，所述水泵用于驱动第二循环管路中的换热剂流动，所述冰机机组用于向循环水箱制冷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的油气回收系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的冷凝单元的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的膜回收单元的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的树脂吸附单元的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的制冷单元的结构示意图。

图标：100－冷凝单元；110－第一冷凝器；111－第一冷凝出口；112－第二冷凝出口；200－膜回收单元；210－膜回收装置；211－尾气出口；220－真空泵；230－第二冷凝器；231－第三冷凝出口；240－缓冲罐；250－第一集液罐；300－树脂吸附单元；310－第一吸附器；320－第二吸附器；330－达标排放口；340－蒸汽发生器；350－第三冷凝器；360－分层槽；361－气体出口；362－水体出口；363－油体出口；370－第四冷凝器；371－第四冷凝出口；380－第二集液罐；400－制冷单元；410－循环水箱；420－水泵；430－冰机机组。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

本实施例提供一种油气回收系统，其可以应用于炼油厂内的储罐区、汽油装车装船平台等，该油气回收系统采用冷凝、膜分离和树脂吸附结合，通过配置其结合方式，达到降低能耗成本、运行费用的效果，而且其各装置的使用周期长，维修、更换频率低，整个油气回收系统的排放量小、回收效率高。

油气回收系统的结构如图1所示，包括依次连接的冷凝单元100、膜回收单元200和树脂吸附单元300，待处理来气首先进入冷凝单元100第一次处理，膜回收单元200第二次处理气体，且膜回收单元200中的动力装置提供动力推动气体使其进入树脂吸附单元300，树脂吸附单元300处理后排放出达标的排放物，该排放物一般为油分含量达标的液体。

冷凝单元100如图2所示，包括第一冷凝器110，第一冷凝器110设有第一冷凝出口111和第二冷凝出口112。冷凝单元100通过第一冷凝器110冷凝待处理来气的方式进行第一次处理，待处理来气中的部分油分被冷凝，冷凝油通过第一冷凝出口111排出以收集来作为精制加工的原料，而余下的不凝气从第二冷凝出口112排出至膜回收单元200进行第二次处理。

膜回收单元200如图3所示，包括第一循环管路，该第一循环管路连接第二冷凝出口112。沿第一循环管路的气流方向，依次设置膜回收装置210、真空泵220和第二冷凝器230。第二次处理包括膜分离处理和冷凝处理两道工序，气体在膜回收单元200中循环时不断地，先被膜分离处理，再被冷凝处理。

真空泵220即为前述的动力装置，在真空泵220推动下，不凝气在第一循环管路内不断流动。

膜回收装置210是利用特殊高分子膜对烃类(即油气组分)有优先透过性的特点，让油气和空气混合气在一定压力的推动下，使不凝气中的油气分子优先透过高分子膜(透过高分子膜的组分组成下文所说的尾气)，并通过膜回收装置210上的尾气出口211排出至树脂吸附单元300，而其他组分则被截留并浓缩。

由于油气分子并不能立即全部透过高分子膜，因此被截留的后的不凝气中仍然含有油气组分，但其油气组分的含量相对减少了。被截留后的不凝气可以再次以较少的温降条件将一部分露点高的油气组分转化为冷凝油，以进一步减少残留的不凝气中的油气组分。第二冷凝器230用于提供该次温降，并将该次的冷凝油通过设置在第二冷凝器230上的第三冷凝出口231排出，该次的冷凝油同样可以收集来作为精制加工的原料。而经第二冷凝器230后的残余的不凝气则沿第一循环管路与新来的不凝气混合，继续在膜分离单元中循环。

树脂吸附单元300的结构如图4所示，前述的尾气进入树脂吸附单元300后，由树脂吸附装置通过吸附的方式进行第三次处理，经吸附后得到达标产物(一般为液体)，并通过达标排放口330排出，不会对大气、水体、土体等环境造成污染。

本实施例提供的油气回收系统通过冷凝单元100、膜回收单元200、树脂吸附单元300三级分化回收，分化各级装置的处理压力，各个装置不容易过载损坏，延长装置耐久性。

与现有技术中需要深冷技术降温至－70℃相比，每次处理过程中冷凝所需要的温降较小，以炼油厂为例，一般降温至3℃即可冷凝排出大分子的油气分子，而降温至零下0.5℃以下就能够回收c4－c12油气组分，油气回收率同样达到95％的情况下，能耗仅为深冷技术的十分之一，运行所需能耗成本大大降低。

与现有技术中常用的活性炭吸附相比，树脂吸附装置在吸附率相同、确保排放物中的油气组分含量低于120mg/m³的情况下，树脂材料能耐高湿度，不易燃，脱附率高，运行周期更长，能保证运行寿命为5－8年。由于树脂吸附单元300的处理压力降低，还进一步延长了树脂吸附装置的使用周期。

本申请实施例提供的油气回收系统还包括第一集液罐250，用于收集第一次处理和第二次处理中得到的冷凝油，第一集液罐250分别与第一冷凝器110的第一冷凝出口111和第二冷凝器230的第三冷凝出口231连接。

可选地，在第一循环管路上设置缓冲罐240，缓冲罐240相对膜回收装置210更靠近来气方向，也即位于缓冲罐240被设置在膜回收装置210与第二冷凝出口112之间。缓冲罐240用于蓄积经冷凝单元100第一次处理后的不凝气，缓冲罐240中设置压力控制系统，该压力控制系统分别与膜回收装置210、真空泵220电连接。当缓冲罐240内蓄积一定量的不凝气并达到预设压力值时，压力控制系统控制膜回收装置210、真空泵220启动，此时，第一循环管路上的气体在微正压条件下经过各装置，确保膜分离处理的效果良好，提高第二次冷凝回收的油量。

树脂吸附单元300中还设有脱附装置，脱附装置与树脂吸附装置连接，以使树脂吸附单元300具有自清洁功能。

由于树脂吸附装置中吸附的油量饱和后，需要暂停树脂吸附装置，运行脱附装置来脱附去油，为提高整个系统的工作效率，可选地，树脂吸附装置中配置第一吸附器310和第二吸附器320，两个吸附器分别与脱附装置连接。第一吸附器310和第二吸附器320轮流工作，当第一吸附器310吸附饱和后暂停，第二吸附器320进入工作状态，脱附装置对第一吸附器310进行脱附处理，以备第二吸附器320饱和时第一吸附器310能够投入使用。

脱附装置的结构包括蒸汽发生器340、第三冷凝器350和分层槽360。

蒸汽发生器340用于向暂停工作的树脂吸附装置内通入蒸汽，蒸汽提高树脂吸附装置内的温度，使油气挥发并与蒸汽混合形成混合气。

第三冷凝器350分别与第一吸附器310和第二吸附器320连接，用于接收脱附产生的混合气，并提供温降以冷凝混合气，混合气降温后得到冷凝液体和含有少量油分的低温气体，冷凝液体包括冷凝水和冷凝油。

分层槽360连接于第三冷凝器350，用于接收第三冷凝器350输出的冷凝液体和低温气体。可选地，在分层槽360上设置水体出口362、油体出口363、气体出口361，并将气体出口361通过回流管连接吸附装置的进口。

前述的冷凝液体和低温气体进入分层槽360中静置后，冷凝水位于分层槽360的下部，冷凝油位于分层槽360的中部，低温气体位于分层槽360的上部，水体出口362、油体出口363和气体出口361对应设置在分层槽360的不同位置，方便冷凝水、冷凝油分别回收，且低温气体回流至吸附装置再次吸附处理，避免气体中未被冷凝的油分污染大气。

可选地，树脂吸附装置还设有冷却风机和换热器，在第一吸附器310、第二吸附器320在脱附后，冷却风机和换热器快速对其进行内循环冷却，以使脱附完成后的吸附器能够快速降温进入备用状态。

由于脱附出的混合气温度较高，为确保低温气体中的油分被充分冷凝，可选地，在回油管上设置第四冷凝器370，第四冷凝器370设有用于排出冷凝油的第四冷凝出口371。

树脂吸附单元300中设置第二集液罐380，第二集液罐380分别连接第四冷凝出口371和油体出口363，以集中收集冷凝油，树脂吸附单元300中收集的冷凝油也能够被精制加工回收利用。

本申请实施例中的第一冷凝器110、第二冷凝器230、第三冷凝器350、第四冷凝器370都分别连接有制冷单元400。制冷单元400的结构如图5所示，包括循环水箱410、水泵420和冰机机组430，循环水箱410与冷凝器通过第二循环管路连接，水泵420用于驱动第二循环管路中的换热剂流动，冰机机组430用于向循环水箱410制冷。由于本实施例中每个冷凝器所需提供的温降较小，所要达到的最低温度可以为3℃至零下0.5℃，因此，换热剂可以采用水，采用水作为换热剂具有环保、成本低的优点。视具体换热需求，在其他实施例中还可以采用其他换热剂。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。