[发明专利]一种带冷量回收的精馏型自复叠低温冷凝油气分离系统

说明书

本发明公开了一种带冷量回收的精馏型自复叠低温冷凝油气分离系统，包括压缩机、冷凝器、精馏装置以及油气冷凝分离及冷量回收回路；油气冷凝分离及冷量回收回路包括第一换热器单元、第二换热器单元、第三换热器单元、第一节流元件以及分离器单元；本发明利用精馏装置替代传统混合工质自复叠油气分离系统中的多级分离过程，同时从精馏装置底部和顶部分别引出不同成分的高压液体制冷剂，被冷凝油预冷后分别减压进入第一换热器单元中优化匹配不同成分油气的降温过程中水当量变化，具有结构简单、运行可靠和节能等优点，特别适合油库、加油站、石化加工等场所的挥发性油气的处理。

技术领域

本发明涉及油气分离技术领域，尤其涉及一种带冷量回收的精馏型自复叠低温冷凝油气分离系统。

背景技术

油库、加油站、石化加工等场所中储存的一些油品中含有大量易挥发的轻烃组分，易在储运过程中挥发并且混合在空气中，造成油品损耗、环境污染和安全隐患。所以有必要对这些场所中的含油空气进行处理。国标GB20950-2007《储油库大气污染物排放标准》和GB20952-2007《加油站大气污染物排放标准》等规范中，均明确规定了排放的油气中非甲烷总烃含量应不大于25g/cm³。

在油气分离领域中，冷凝法由于其可分离出较纯净的产品，适合于较高浓度烃蒸汽的分离回收，受到人们的关注。最初人们普遍采用复叠制冷循环来逐级降温冷凝空气中的油气，即采用不同制冷剂运行在多个制冷循环中获得不同的温度位以冷凝不同沸点的烃组分。但是复叠制冷系统所需设备较多，逐渐被混合制冷剂制冷循环而替代。通常，混合制冷剂油气分离系统中采用了自复叠制冷循环的思想，制冷剂的循环中有多级气液分离过程，以便高低沸点的制冷剂分离更加完全；同时一般的中小型系统因成本考虑会使用普通的油润滑压缩机，多级分离可将制冷剂带出的润滑油冷凝下来，避免其进入低温段堵塞节流装置。但是分离级的增多会导致系统的结构复杂化，变工况性能变差。特别是对于小型、微型规模的油气分离系统，结构简单非常重要。

目前的油气分离装置专利中，较少涉及对已冷凝的油的进一步处理，一般是将冷凝油直接收集起来，浪费了不同温度位冷凝油中的冷量。

公告号为CN102141317A的中国专利文献公开了一种精馏型自复叠气体液化系统，包括压缩机、冷凝器、精馏装置以及原料气液化回路；压缩机出料口与冷凝器进料口相连，冷凝器的出料口与精馏装置釜中进料口相连，精馏装置包括精馏塔以及与精馏塔精馏段顶部连通的塔顶换热器，塔顶换热器顶部的出料口与原料气液化回路相连，原料气穿过原料气液化回路得到最终液化产品。

该发明利用精馏装置代替传统混合工质气体液化系统的多级分离过程，并利用从精馏装置底部和顶部引出的不同成分的高压液体分别减压进入原料气液化回路中，优化匹配原料气降温液化过程中的水当量变化，来逐段冷却原料气，具有结构简单、运行可靠和系统液化效率高等优点，特别适用于各种小型和微型气体液化系统。然而，该装置适用范围有限，只适用于需要将原料气全部液化的场合。而在处理含油空气的场合中，只需要将油尽可能冷凝液化下来，而空气是不被液化的，所以该装置不适用于油气分离领域。同时，经冷凝的不同低温位的油以及除去油的低温空气中均含大量冷量，值得充分利用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种带冷量回收的精馏型自复叠低温冷凝油气分离系统，该系统将制冷剂循环中的多级分离过程合并为一个精馏过程，运行可靠，用一套普通的油润滑压缩机就能完成分离尾气中的烃组分，使排放物浓度满足国标要求，特别适合油库、加油站等场所的挥发性油气的处理。

本发明的技术方案如下：