本发明公开了一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，主要包括冷凝器、制冷系统、2个吸附塔、2个保温回收罐，S型水封管等。冷凝器中的一级换热器的2个冷凝室由1组制冷压缩机同时供冷，二级换热器的2个冷凝室由另1组制冷压缩机同时供冷，三级换热器的冷凝室由第3组制冷压缩机供冷。初冷凝使混合气中水汽和部分烃先冷凝下来，然后该低温油气再通过吸附塔吸附回收，吸附塔中的高浓度油气真空解吸出来再进入后冷凝回收。冷凝水和冷凝油品分开存放，减少回收油品的二次挥发。本发明设计为初冷凝和后冷凝，而且各换热器耦合在一起，降低设备投资、能耗和占用空间，提高油气回收率和吸附安全性，实现尾气达标排放。
1.一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其特征在于：该系统主要由变频防爆风机(6)，冷凝器(14)，制冷系统(57)，带有隔板A、B(58、59)及其泪孔的冷凝液回收罐(13)，油品回收罐(42)，吸附塔A(30)，吸附塔B(33)，真空泵(36)，压力传感器A、B、C(3、28、
31)，温度传感器A、B(29、32)，液位计A、B(9、40)，三通电磁阀A、B、C(27、34、35)，自吸式浓度取气口A、B(4、26)，截止阀A、B(5、37)，阻火器A、B(1、25)以及管道组成；所述的冷凝器(14)由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成，一级换热器又分为2个独立的冷凝室IA、IB(16、19)，二级换热器也为2个独立的冷凝室IIA、IIB(17、21)，三级换热器即为冷凝室III(24)；所述的制冷系统(57)由制冷压缩机A、B、C(46、51、53)，换热器A、B(49、55)，风冷冷凝器A、B、C(45、48、54)，电液阀A、B、C、D、E(44、47、50、52、56)组成；
所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统中各设备连接的特征在于：现场来气的集气管道，经过阻火器A(1)、流量计(2)、压力传感器A(3)、自吸式浓度取气口A(4)、截止阀A(5)、变频防爆风机(6)，与冷凝器(14)的一级换热器中冷凝室IA(16)进气口连接；
冷凝室IA(16)出气口与二级换热器中冷凝室IIA(17)进气口连接，冷凝室IIA(17)出气口通过三通电磁阀B(34)与吸附塔A(30)、吸附塔B(33)底部进气口连接；吸附塔A(30)、吸附塔B(33)顶部出气口通过三通电磁阀A(27)与尾气排放管道连接，并经过阻火器B(25)，达标排入大气；吸附塔A(30)、吸附塔B(33)底部管线通过三通电磁阀C(35)与真空泵(36)进气口连接，真空泵(36)出气口与冷凝器(14)的一级换热器中冷凝室IB(19)进气口连接；冷凝室IB(19)出气口与二级换热器中冷凝室IIB(21)进气口连接，冷凝室IIB(21)出气口与三级换热器中冷凝室III(24)进气口连接，冷凝室III(24)出气口经过单向阀(15)与现场来气集气管线汇合后，与冷凝器(14)的一级换热器中的冷凝室IA(16)进气口连接；冷凝室IA(16)通过其下部的1个带有阀门的S型水封管IA(7)与冷凝液回收罐(13)连接；冷凝室IB、IIA、IIB、III(19、17、21、24)也通过其各自下部的1个带有阀门的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、
22、23)与油品回收罐(42)连接；制冷系统(57)中的制冷压缩机A(46)的制冷剂I管线出口，经过风冷冷凝器A(45)、电液阀A(44)，同时与一级换热器中的2个独立的冷凝室IA、IB(16、
19)的制冷剂I管线入口相连接，冷凝室IA、IB(16、19)的制冷剂I管线出口直接与制冷压缩机A(46)的制冷剂I管线入口相连接；制冷压缩机A(46)还有部分制冷剂I，通过另一支分路，经过电液阀B(47)，与换热器A(49)的制冷剂I管线入口相连接，换热器A(49)的制冷剂I管线出口又汇合到制冷压缩机A(46)的制冷剂I管线入口；制冷压缩机B(51)的制冷剂II管线出口，经过风冷冷凝器B(48)，与换热器A(49)的制冷剂II管线入口连接；换热器A(49)的制冷剂II管线出口，经过电液阀C(50)，同时与二级换热器中的2个独立的冷凝室IIA、IIB(17、
21)的制冷剂II管线入口相连接，冷凝室IIA、IIB(17、21)的制冷剂II管线出口直接与制冷压缩机B(51)的制冷剂II管线入口相连接；制冷压缩机B(51)还有部分制冷剂II，通过另一支分路，经过电液阀D(52)，与换热器B(55)的制冷剂II管线入口相连接，换热器B(55)的制冷剂II管线出口又汇合到制冷压缩机B(51)的制冷剂II管线入口；制冷压缩机C(53)的制冷剂III管线出口，经过风冷冷凝器C(54)，与换热器B(55)、的制冷剂III管线入口连接；换热器B(55)的制冷剂III管线出口，经过电液阀E(56)，与三级换热器中的冷凝室III(24)的制冷剂III管线入口相连接，冷凝室III(24)的制冷剂III管线出口直接与制冷压缩机C(53)的制冷剂III管线入口相连接。
2.如权利要求1所述一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其冷凝器(14)的特征在于：冷凝器(14)的一级换热器、二级换热器和三级换热器的冷凝温度分别设计为2～
4℃、-25～-35℃和-65～-75℃；一级换热器冷凝室IA、IB(16、19)的气体通道面积比为(3～
5)：1，换热面积比为(0.6～1)：1；二级换热器冷凝室IIA、IIB(17、21)的气体通道面积比为(5～7)：1，换热面积比为(1.5～2)：1；冷凝室IA(16)下部设有1个带有阀门的S型水封管IA(7)，S型水封管IA(7)控制冷凝室IA(16)中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到冷凝液回收罐(13)，S型水封管IA(7)直径为25mm，S型水封管IA(7)的出口段插到冷凝液回收罐(13)中，其出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm；冷凝室IB、IIA、IIB、III(19、17、
21、24)下部也各设有1个带有阀门的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)，S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)控制相对应的冷凝室IB、IIA、IIB、III(19、17、21、24)中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到油品回收罐(42)，S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)直径也为25mm，S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)的出口段汇合后再插到油品回收罐(42)中，其出口离油品回收罐(42)底部高15～20mm。
3.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其制冷系统(57)的特征在于：制冷系统(57)中的制冷压缩机A(46)同时提供制冷剂I给一级换热器中的
2个独立的冷凝室IA、IB(16、19)，另有一部分制冷剂I通过换热器A(49)以复叠形式提供给制冷压缩机B(51)；制冷压缩机B(51)同时提供制冷剂II给二级换热器中的2个独立的冷凝室IIA、IIB(17、21)，另有一部分制冷剂II通过换热器B(55)以复叠形式提供给制冷压缩机C(53)；制冷压缩机C(53)仅仅提供制冷剂III给三级换热器中的冷凝室III(24)。
4.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其冷凝液回收罐(13)的特征在于：冷凝液回收罐(13)只回收一级换热器的冷凝室IA(16)中的冷凝液；冷凝液回收罐(13)为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1000～1500mm，长度为2000～
2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计A(9)；冷凝液回收罐(13)整体设有保温层，保温层厚度为50～100mm；冷凝液回收罐(13)内部设有2个高度为700～800mm的隔板A、B(58、59)，隔板A、B(58、59)之间的距离为1000～1500mm，隔板A、B(58、59)将冷凝液回收罐(13)隔成左侧的水区、中间的缓冲区和右边的油区；隔板A(58)的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液回收罐(13)底部高25～30mm；隔板B(59)的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离隔板B(59)上边缘低25～30mm；在冷凝液回收罐(13)的水区中设有回收水排出管(11)，回收水排出管(11)出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～
20mm，回收水排出管(11)直径为25mm；在冷凝液回收罐(13)的油区中也设有回收油排出管(12)，回收油排出管(12)出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm，回收油排出管(12)直径为25mm。
5.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其油品回收罐(42)的特征在于：油品回收罐(42)回收一级换热器的冷凝室IB(19)、二级换热器的冷凝室IIA、IIB(17、21)及三级换热器的冷凝室III(24)中的冷凝液；油品回收罐(42)为卧式罐，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计B(40)；油品回收罐(42)整体设有保温层，保温层厚度为150～300mm；在油品回收罐(42)的上部设有气相平衡管(38)，其另一端连接一级换热器的冷凝室IB(19)的进气口，气相平衡管(38)直径为25mm；在油品回收罐(42)的下部设有回收油排出管(43)，回收油排出管(43)出口离油品回收罐(42)底部高15～20mm，回收油排出管(43)直径为25mm。
6.如权利要求1所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，其回收方法的特征在于：制冷系统(57)开启，现场油气混合气在变频防爆风机(6)作用下进入集气管，经过阻火器A(1)、流量计(2)、压力传感器A(3)、自吸式浓度取气口A(4)、截止阀A(5)进入冷凝器(14)中，油气混合物在一级换热器的冷凝室IA(16)中预冷，预冷过程会有水和少量油品冷凝下来；预冷后的混合气进入二级换热器的冷凝室IIA(17)中进一步冷凝，冷凝过程中油气混合物中的大部分重烃组分会冷凝下来；冷凝室IIA(17)出口中含有油气组分的未冷凝气体通过三通电磁阀B(34)，进入吸附塔A(30)底部进气口，混合气体中的油气在吸附塔A(30)内被吸附截留，尾气从吸附塔A(30)顶部经过三通电磁阀A(27)、自吸式浓度取气口B(26)、阻火器B(25)进入放空管后达标排入大气中；当吸附塔A(30)吸附穿透后，切换吸附塔A(30)进气口和出气口的三通电磁阀B、A(34、27)，打开吸附塔B(33)与冷凝室IIA(17)的连接，关闭吸附塔A(30)与冷凝室IIA(17)的连接，打开吸附塔B(33)与放空管线的连接，关闭吸附塔A(30)与放空管线的连接，从而把吸附塔B(33)切换到吸附状态；同时，打开吸附塔A(30)与真空泵(36)的连接，启动真空泵(36)，从而把吸附塔A(30)切换到解吸状态；解吸出来的高浓度油气先进入一级换热器中的冷凝室IB(19)预冷，预冷过程会有大量油品冷凝下来，预冷后的混合气进入二级换热器中的冷凝室IIB(21)中进一步冷凝，冷凝过程中油气混合物中的部分油气组分会冷凝下来，经冷凝室IIB(21)冷凝后的含有少量油气组分的混合气体再进入三级换热器中的冷凝室III(24)进行深度冷凝处理，深冷过程中大量的轻烃组分达到饱和，由气态变成液态，从三级换热器中的冷凝室III(24)出来的几乎不含油气的不凝气与集气管线中的现场来气汇合后，再次进入一级换热器中的冷凝室IA(16)中循环预冷处理；一级换热器中的冷凝室IA(16)的冷凝产物经过其下部的S型水封管IA(7)单独流入冷凝液回收罐(13)中间的缓冲区，缓冲区的冷凝产物在重力作用下分成水层和油层，下层水通过隔板A(58)上的泪孔进入冷凝液回收罐(13)的水区，并通过回收水排出管(11)排出冷凝液回收罐(13)；上层油品通过隔板B(59)上的泪孔进入冷凝液回收罐(13)的油区，并通过回收油排出管(12)排出冷凝液回收罐(13)；一级换热器中的冷凝室IB(19)、二级换热器的2个冷凝室IIA、IIB(17、21)以及三级换热器的冷凝室III(24)的冷凝产物经过各自下部的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)后汇合流入油品回收罐(42)中，由于油品回收罐(42)回收的油品含水量较少，因此可直接通过回收油排出管(43)排出油品回收罐(42)；一级换热器的2个冷凝室IA、IB(16、19)的冷量由制冷压缩机A(46)通过制冷剂I同时提供，并且制冷压缩机A(46)还提供一部分冷量给制冷压缩机B(51)，从而起到复叠制冷作用；二级换热器的2个冷凝室IIA、IIB(17、21)的冷量由制冷压缩机B(51)通过制冷剂II同时提供，并且制冷压缩机B(51)还提供一部分冷量给制冷压缩机C(53)，从而起到复叠制冷作用；三级换热器的冷凝室III(24)的冷量由制冷压缩机C(53)通过制冷剂III提供。
一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统
技术领域
[0001] 本发明属于油气回收技术领域，具体地涉及一种油气回收系统，特别涉及到一种“双冷凝—吸附”集成、高效、低排放浓度的油气回收方法及其装置。
背景技术
[0002] 目前，常见的油气回收方法主要有吸附法、吸收法、膜分离法和冷凝法4种，由于单一冷凝或吸附回收不能达到我国《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015规定的非甲烷烃不大于120mg/m3的排放指标要求，为了达到指标的要求，工业常采用冷凝和吸附集成的方法，先将油气冷凝到一定程度，将油气中的大部分碳氢化合物液化，再使用活性炭或者硅胶进行深度吸附。但是，常规的“冷凝和吸附”集成油气回收工艺也较难实现严格的尾气达标排放。
[0003] 冷凝和吸附集成油气回收技术使用过程中，由于待处理的油气混合物中存在大量的空气和水汽，因此在冷凝过程中，冷凝空气和水汽所需的能耗占冷凝总能耗的大部分，传统冷凝法油气回收系统只有一个回收罐来储存冷凝产物，当预冷阶段冷凝下来的水与深冷阶段冷凝的轻烃混合时，由于水和轻烃的温差较大，会造成轻烃的二次挥发；而且常规的“冷凝和吸附”集成油气回收工艺中，吸附塔解吸的高浓度油气是直接与入口油气管线汇合后浓度会降低，此时再利用冷凝法回收油气，其整体回收率会降低、能耗也增加，更重要的是系统尾气很难实现达标排放。
[0004] 根据本发明技术特点检索了国内外数据库，发现有关油气回收系统的报道和专利比较多。中国专利CN102527073A描述了一种吸附-冷凝式复合式油气回收装置来回收油气，主要方法是先通过吸附罐对油气进行吸附，再用冷凝法处理吸附罐再生的气体。中国专利CN203750203U提供了一种双通道冷凝法油气回收装置来回收油气，从而解决了单通道冷凝装置的制冷室发生结霜时不能继续工作的难题。中国专利CN104096452A提供了一种冷却油预吸收吸附法回收工艺，主要是利用吸收塔吸收油气中的碳氢化合物，吸收剂的挥发气和未被吸收的油气输送至含活性炭吸收塔中进一步处理。经检索，目前仍未有“双冷凝—吸附”集成的油气回收工艺。
发明内容
[0005] 本发明为解决背景技术中存在的问题，开发出一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统，该系统实现“初冷凝+吸附+后冷凝”于一体的集成、高效、低排放浓度回收系统，而且初冷凝和后冷凝中的部分冷凝换热器耦合在一起，进一步降低整体设备投资、能耗和占地空间。初冷凝可降低混合气进气温度，使混合气中水蒸气和烃类组分达到饱和状态后液化。经冷凝器初冷凝后未液化的油气通过吸附塔吸附后达标排放，吸附浓缩后的高浓度油气进行后冷凝回收。如此循环，连续地将液态水和液态油品分别收集到相应的储罐中，液态油品可直接装桶，完成对石油产品储存或输转过程中产生油气的治理和回收利用。
[0006] (1)本发明的技术方案如下：
[0007] 一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统主要包括：变频防爆风机，流量计，冷凝器，制冷系统，冷凝液回收罐，油品回收罐，吸附塔A，吸附塔B，真空泵，压力传感器，温度传感器，球阀，液位计，三通电磁阀，自吸式浓度取气口，截止阀，阻火器以及管道组成。
[0008] ①所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的冷凝器由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成，通过大量的模拟计算及实验研究，冷凝器的3个换热器各自的冷凝温度宜设计为2～4℃、-25～-35℃和-65～-75℃；一级换热器又分为2个独立的冷凝室，这2个冷凝室的气体通道面积比为(3～5)：1，换热面积比为(0.6～1)：1；二级换热器也为2个独立的冷凝室，这2个冷凝室的气体通道面积比为(5～7)：1，换热面积比为(1.5～2)：1。
[0009] 进一步，所述的一级换热器中的大体积冷凝室下部设有1个带有阀门的S型水封管，该S型水封管控制这个冷凝室中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到冷凝液回收罐，S型水封管直径为25mm，其出口段插到冷凝液回收罐中，其出口离冷凝液回收罐底部高15～20mm。
[0010] 进一步，所述的一级换热器中的小体积冷凝室、二级换热器中的2个冷凝室及三级换热器中的冷凝室的下部也各设有1个带有阀门的S型水封管，这些S型水封管控制相对应的冷凝室中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到油品回收罐，S型水封管直径也为25mm，其出口段汇合后再插到油品回收罐中，其出口离油品回收罐底部高15～20mm。
[0011] ②所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的制冷系统由制冷压缩机、风冷冷凝器、换热器、电液阀组成。
[0012] 进一步，所述的制冷系统中共有3组制冷压缩机，其中一级换热器的2个冷凝室由1组制冷压缩机通过制冷剂I同时提供冷量，二级换热器的2个冷凝室也由1组制冷压缩机通过制冷剂II同时提供冷量，三级换热器的1个冷凝室由1组制冷压缩机通过制冷剂III提供冷量。
[0013] ③所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的冷凝液回收罐只回收一级换热器中的大体积冷凝室中的冷凝液。
[0014] 进一步，所述的冷凝液回收罐为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计；冷凝液回收罐整体设有保温层，保温层厚度为50～100mm；冷凝液回收罐内部设有2个高度为700～800mm的隔板，2个隔板之间的距离为1000～1500mm，这2个隔板将冷凝液回收罐隔成左侧的水区、中间的缓冲区和右边的油区；左侧隔板的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液回收罐底部高25～30mm；右边隔板的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离该隔板上边缘低25～30mm；在冷凝液回收罐的水区中设有回收水排出管，回收水排出管出口离冷凝液回收罐底部高15～20mm，回收水排出管直径为25mm；在冷凝液回收罐的油区中也设有回收油排出管，回收油排出管出口离冷凝液回收罐底部高15～20mm，回收油排出管直径为25mm。
[0015] ④所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的油品回收罐同时回收一级换热器中的小体积冷凝室、二级换热器中的2个冷凝室及三级换热器的冷凝室中的冷凝液。
[0016] 进一步，所述的油品回收罐为卧式罐，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计；油品回收罐整体设有保温层，保温层厚度为150～300mm；在油品回收罐的上部设有气相平衡管，气相平衡管的另一端连接一级换热器中的小体积冷凝室的进气口，气相平衡管直径为25mm；在油品回收罐的下部设有回收油排出管，回收油排出管出口离油品回收罐底部高15～20mm，回收油排出管直径为25mm。
[0017] 油气通过上述的核心技术，并加以高效的吸附进一步回收处理，可以实现非甲烷烃类浓度≤120mg/m3达标排放。(2)一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统中各设备连接描述如下：
[0018] ①现场来气(来自油品储存或输转过程中产生的油气—空气混合气，气体流量为100m3/h～2000m3/h，气体温度为常温(环境温度))的集气管道与冷凝器的一级换热器中的大体积冷凝室的进气口连接。
[0019] ②一级换热器中的大体积冷凝室出气口与二级换热器中的大体积冷凝室进气口连接，该冷凝室出气口通过三通电磁阀与吸附塔A、吸附塔B底部进气口连接。
[0020] ③吸附塔A、吸附塔B顶部出气口通过三通电磁阀与尾气排放管道连接，并经过阻火器，达标排入大气。
[0021] ④吸附塔A、吸附塔B底部管线通过三通电磁阀与真空泵进气口连接，真空泵出气口与冷凝器的一级换热器中的小体积冷凝室进气口连接。
[0022] ⑤一级换热器中的小体积冷凝室出气口与二级换热器中的小体积冷凝室进气口连接，该冷凝室出气口与三级换热器中的冷凝室进气口连接，三级换热器中的冷凝室出气口与现场来气集气管线汇合后，与冷凝器的一级换热器中的大体积冷凝室进气口连接。
[0023] ⑥一级换热器中的大体积冷凝室通过其下部的1个带有阀门的S型水封管与冷凝液回收罐连接。
[0024] ⑦一级换热器中的小体积冷凝室、二级换热器中的2个冷凝室及三级换热器的冷凝室也通过其各自下部的1个带有阀门的S型水封管与油品回收罐连接。
[0025] ⑧一级换热器中的2个冷凝室、二级换热器中的2个冷凝室以及三级换热器中的1个冷凝室分别由3组制冷压缩机提供冷量，冷凝室与制冷压缩机之间的连接在实施例(2)中具体介绍。
[0026] (3)一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的回收方法描述如下：
[0027] ①制冷系统开启，现场油气混合气在变频防爆风机作用下进入集气管，经过阻火器、流量计、压力传感器、自吸式浓度取气口、截止阀进入冷凝器中，油气混合物在一级换热器的大体积冷凝室中预冷，预冷过程会有水和少量油品冷凝下来，预冷后的混合气进入二级换热器的大体积冷凝室中进一步冷凝，冷凝过程中油气混合物中的大部分重烃组分会冷凝下来，从该冷凝室出来的含有油气组分的未冷凝气体经过三通电磁阀，进入吸附塔A底部进气口，混合气体中的油气在吸附塔A内被吸附截留，尾气(空气)从吸附塔A顶部经过三通电磁阀、自吸式浓度取气口、阻火器进入放空管后达标排入大气中。
[0028] ②当吸附塔A吸附穿透后，切换吸附塔进气口和出气口的三通电磁阀，打开吸附塔B与二级换热器中的大体积冷凝室的连接，关闭吸附塔A与二级换热器中的大体积冷凝室的连接，打开吸附塔B与放空管线的连接，关闭吸附塔A与放空管线的连接，从而把吸附塔B切换到吸附状态。同时，打开吸附塔A与真空泵的连接，启动真空泵，从而把吸附塔A切换到解吸状态，使吸附塔A解吸到设定时间(10～60min，具体解吸时间根据调试时再调整、确定)，解吸出来的高浓度油气先进入一级换热器中的小体积冷凝室预冷，预冷过程会有大量油品冷凝下来，预冷后的混合气进入二级换热器中的小体积冷凝室中进一步冷凝，冷凝过程中油气混合物中的大部分油气组分会冷凝下来，经二级换热器中的小体积冷凝室冷凝后的含有少量油气组分的混合气体进入三级换热器中的冷凝室进行深度冷凝处理，深冷过程中大量的轻烃组分达到饱和，由气态变成液态，从三级换热器中的冷凝室出来的不凝气与集气管线中的现场来气汇合后，再次进入一级换热器中的大体积冷凝室中预冷。
[0029] ③一级换热器中的大体积冷凝室的冷凝产物经过其下部的S型水封管流入冷凝液回收罐的缓冲区，缓冲区的冷凝产物在重力作用下分成水层和油层，下层水通过左侧隔板上的泪孔进入冷凝液回收罐的水区，并通过回收水排出管排出冷凝液回收罐；上层油品通过右侧隔板上的泪孔进入冷凝液回收罐的油区，并通过回收油排出管排出冷凝液回收罐；一级换热器中的小体积冷凝室、二级换热器的2个冷凝室以及三级换热器的冷凝室的冷凝产物经过各自下部的S型水封管后汇合流入油品回收罐中，由于油品回收罐回收的油品含水量较少，因此可直接通过回收油排出管排出油品回收罐进行利用。
[0030] ④制冷系统中的3组制冷压缩机分别对一级换热器的2个冷凝室、二级换热器的2个冷凝室和三级换热器的1个冷凝室提供冷量；其中一级换热器的2个冷凝室由1组制冷压缩机通过制冷剂I同时提供冷量，二级换热器的2个冷凝室也由另1组制冷压缩机通过制冷剂II同时提供冷量，三级换热器的冷凝室的冷量由第3组制冷压缩机通过制冷剂III提供。本发明实现“初冷凝+吸附+后冷凝”于一体的集成、高效、低排放浓度回收系统，而且初冷凝和后冷凝中的部分冷凝换热器耦合在一起，进一步降低整体设备投资、能耗和占地空间。本发明与现有技术相比，具有以下一些突出的优点及效果：
[0031] ①经济性好：为满足《石油炼制工业污染物排放标准》GB31570-2015规定的非甲烷烃≤120mg/m3指标的要求，本发明深冷温度只要控制在-65～-75℃就可以，而纯冷凝法油气回收工艺则需控制制冷温度在-120℃以下，因此本发明设备制冷能耗将大大降低；本发明中的制冷系统还采用复叠式制冷，制冷系统的COP值较高；冷凝器中一级换热器、二级换热器的各自的冷凝室耦合在一起，又进一步降低了整体设备投资、能耗和占地空间。
[0032] ②安全性高：当油气浓度较大时，传统的纯吸附法油气回收和工艺中活性炭吸附油气混合物会产生大量吸附热，产生不安全因素。本发明降低了待吸附油气的浓度和温度，提高了吸附操作的安全性和吸附剂的吸附容量。
[0033] ③回收效果好：传统的冷凝法油气回收系统只有一个回收罐，冷凝产物如水和烃组分都储存在这个回收罐中，由于不同冷凝级的冷凝产物之间有较大温差，并且深冷后的轻烃产物(如C2，C3)极易挥发，因此常规的冷凝法回收效果不好，本发明依据大量的模拟和实验数据，提出将冷凝水和冷凝烃类产物放入不同的回收罐中储存，并且对回收罐进行保温，大大减少了回收油品的二次挥发量；对冷凝室安装S型水封管以保证冷凝室中有液相存在，提高冷凝段回收率。另外，将冷凝液回收罐设计为具有油水分离功能的卧式罐，可以直接实现油水分离。
附图说明
[0034] 图1是本发明专利的实施例整体结构示意图；
[0035] 图2是本发明专利关键设备——冷凝器的实施例结构示意图。
[0036] 图中：1、25—分别为阻火器A、B，2—流量计，3、28、31—分别为压力传感器A、B、C，4、26—分别为自吸式浓度取气口A、B，5、37—分别为截止阀A、B，6—变频防爆风机，7、18、
20、22、23—分别为S型水封管IA、IB、IIA、IIB、III，8、10、39、41—分别为球阀A、B、C、D，9、
40—分别为液位计A、B，11—回收水排出管，12、43—分别为回收油排出管A、B，13—冷凝液回收罐，14—冷凝器，15—单向阀，16、19、17、21、24—分别为冷凝室IA、IB、IIA、IIB、III，
27、34、35—分别为三通电磁阀A、B、C，29、32—分别为温度传感器A、B，30、32—分别为吸附塔A、B，36—真空泵，38—气相平衡管，42—油品回收罐，44、47、50、52、56—分别为电液阀A、B、C、D、E，45、48、54—分别为风冷冷凝器A、B、C，46、51、53—分别为制冷压缩机A、B、C，49、
55—分别为换热器A、B，57—制冷系统，58、59—分别为隔板A、B。
具体实施方式
[0037] 以下结合附图1、附图2对本发明的实施例做进一步说明，但本发明不受实施例的限制：
[0038] 现场来气(来自铁路罐车或汽车罐车或油罐区储运过程产生的油气和空气的混合气，体积流量为200m3/h，气体温度为常温(环境温度)被回收后，要求尾气中非甲烷烃类浓3
度≤120mg/m，利用本发明技术方案对其进行回收。
[0039] (1)一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统包括：变频防爆风机(6)，冷凝器(14)，制冷系统(57)，冷凝液回收罐(13)，油品回收罐(42)，吸附塔A(30)，吸附塔B(33)，真空泵(36)，压力传感器A、B、C(3、28、31)，温度传感器A、B(29、32)，液位计A、B(9、40)，三通电磁阀A、B、C(27、34、35)，自吸式浓度取气口A、B(4、26)，截止阀A、B(5、37)，阻火器A、B(1、25)以及管道组成。
[0040] ①所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的冷凝器(14)由一级换热器、二级换热器和三级换热器构成，冷凝器(14)的3个换热器各自的冷凝温度宜分别设计为2～4℃、-25～-35℃和-65～-75℃；一级换热器又分为2个独立的冷凝室IA、IB(16、19)，冷凝室IA、IB(16、19)的气体通道面积比为(3～5)：1，换热面积比为(0.6～1)：1；二级换热器也为2个独立的冷凝室IIA、IIB(17、21)，冷凝室IIA、IIB(17、21)的气体通道面积比为(5～7)：1，换热面积比为(1.5～2)：1。
[0041] 进一步，所述的冷凝室IA(16)下部设有1个带有阀门的S型水封管IA(7)(附图1的S型水封管IA(7)的实际具体结构形式参见附图2中所示)，S型水封管IA(7)控制冷凝室IA(16)中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到冷凝液回收罐(13)，S型水封管IA(7)直径为25mm，S型水封管IA(7)的出口段插到冷凝液回收罐(13)中，其出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm。
[0042] 进一步，所述的冷凝室IB、IIA、IIB、III(19、17、21、24)下部也各设有1个带有阀门的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)(附图1的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)的实际具体结构形式参见附图2中所示)，S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)控制相对应的冷凝室IB、IIA、IIB、III(19、17、21、24)中的液位达到30～50mm后再自动将冷凝液排入到油品回收罐(42)，S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)直径也为25mm，S型水封IB、IIA、IIB、III管(18、20、22、23)的出口段汇合后再插到油品回收罐(42)中，其出口离油品回收罐(42)底部高15～20mm。
[0043] ②所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的制冷系统(57)由制冷压缩机A、B、C(46、51、53)，换热器A、B(49、55)，风冷冷凝器A、B、C(45、48、54)，电液阀A、B、C、D、E(44、47、50、52、56)组成。
[0044] 进一步，所述的制冷压缩机A(46)同时提供制冷剂I给一级换热器中的2个独立的冷凝室IA、IB(16、19)，另有一部分制冷剂I通过换热器A(49)以复叠形式提供给制冷压缩机B(51)；制冷压缩机B(51)同时提供制冷剂II给二级换热器中的2个独立的冷凝室IIA、IIB(17、21)，另有一部分制冷剂II通过换热器B(55)以复叠形式提供给制冷压缩机C(53)；制冷压缩机C(53)仅仅提供制冷剂III给三级换热器中的冷凝室III(24)。
[0045] ③所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的冷凝液回收罐(13)只回收一级换热器的冷凝室IA(16)中的冷凝液。
[0046] 进一步，所述的冷凝液回收罐(13)为卧式罐，具有油水分离功能，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在冷凝液回收罐(13)中部设有1个高度为800～1200mm的液位计A(9)(为说明方便，附图1的液位计A(9)放在冷凝液回收罐(13)的左侧，但实际上是放在冷凝液回收罐(13)的中部)；冷凝液回收罐(13)整体设有保温层，保温层厚度为50～
100mm；冷凝液回收罐(13)内部设有2个高度为700～800mm的隔板A、B(58、59)，隔板A、B(58、
59)之间的距离为1000～1500mm，隔板A、B(58、59)将冷凝液回收罐(13)隔成左侧的水区、中间的缓冲区和右边的油区；隔板A(58)的下部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离冷凝液回收罐(13)底部高25～30mm；隔板B(59)的上部设有1个泪孔，泪孔直径为15mm，泪孔圆心离隔板B(59)上边缘低25～30mm；在冷凝液回收罐(13)的水区中设有回收水排出管(11)，回收水排出管(11)出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm，回收水排出管(11)直径为
25mm；在冷凝液回收罐(13)的油区中也设有回收油排出管(12)，回收油排出管(12)出口离冷凝液回收罐(13)底部高15～20mm，回收油排出管(12)直径为25mm。
[0047] ④所述的一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的油品回收罐(42)同时回收一级换热器的冷凝室IB(19)、二级换热器的冷凝室IIA、IIB(17、21)及三级换热器的冷凝室III(24)中的冷凝液。
[0048] 进一步，所述的油品回收罐(42)为卧式罐，其直径为1000～1500mm，长度为2000～2500mm，在中部设有1个高度为800～1200mm的液位计B(40)(为说明方便，附图1的液位计B(40)放在油品回收罐(42)的左侧，但实际上是放在油品回收罐(42)的中部)；油品回收罐(42)整体设有保温层，保温层厚度为150～300mm；在油品回收罐(42)的上部设有气相平衡管(38)，其另一端连接一级换热器的冷凝室IB(19)的进气口，气相平衡管(38)直径为25mm；
在油品回收罐(42)的下部设有回收油排出管(43)，回收油排出管(43)出口离油品回收罐(42)底部高15～20mm，回收油排出管(43)直径为25mm。
[0049] (2)一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统中各设备连接描述如下：
[0050] ①现场来气的集气管道，经过阻火器A(1)、流量计(2)、压力传感器A(3)、自吸式浓度取气口A(4)、截止阀A(5)、变频防爆风机(6)，与冷凝器(14)的一级换热器中冷凝室IA(16)进气口连接。
[0051] ②冷凝室IA(16)出气口与二级换热器中冷凝室IIA(17)进气口连接，冷凝室IIA(17)出气口通过三通电磁阀B(34)与吸附塔A(30)、吸附塔B(33)底部进气口连接。
[0052] ③吸附塔A(30)、吸附塔B(33)顶部出气口通过三通电磁阀A(27)与尾气排放管道连接，并经过阻火器B(25)，达标排入大气。
[0053] ④吸附塔A(30)、吸附塔B(33)底部管线通过三通电磁阀C(35)与真空泵(36)进气口连接，真空泵(36)出气口与冷凝器(14)的一级换热器中冷凝室IB(19)进气口连接。
[0054] ⑤冷凝室IB(19)出气口与二级换热器中冷凝室IIB(21)进气口连接，冷凝室IIB(21)出气口与三级换热器中冷凝室III(24)进气口连接，冷凝室III(24)出气口经过单向阀(15)与现场来气集气管线汇合后，与冷凝器(14)的一级换热器中的冷凝室IA(16)进气口连接。
[0055] ⑥冷凝室IA(16)通过其下部的1个带有阀门的S型水封管IA(7)与冷凝液回收罐(13)连接。
[0056] ⑦冷凝室IB、IIA、IIB、III(19、17、21、24)也通过其各自下部的1个带有阀门的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)与油品回收罐(42)连接。
[0057] ⑧制冷系统(57)中的制冷压缩机A(46)的制冷剂I管线出口，经过风冷冷凝器A(45)、电液阀A(44)，同时与一级换热器中的2个独立的冷凝室IA、IB(16、19)的制冷剂I管线入口相连接，冷凝室IA、IB(16、19)的制冷剂I管线出口直接与制冷压缩机A(46)的制冷剂I管线入口相连接；制冷压缩机A(46)还有部分制冷剂I，通过另一支分路，经过电液阀B(47)，与换热器A(49)的制冷剂I管线入口相连接，换热器A(49)的制冷剂I管线出口又汇合到制冷压缩机A(46)的制冷剂I管线入口。
[0058] ⑨制冷压缩机B(51)的制冷剂II管线出口，经过风冷冷凝器B(48)，与换热器A(49)的制冷剂II管线入口连接；换热器A(49)的制冷剂II管线出口，经过电液阀C(50)，同时与二级换热器中的2个独立的冷凝室IIA、IIB(17、21)的制冷剂II管线入口相连接，冷凝室IIA、IIB(17、21)的制冷剂II管线出口直接与制冷压缩机B(51)的制冷剂II管线入口相连接；制冷压缩机B(51)还有部分制冷剂II，通过另一支分路，经过电液阀D(52)，与换热器B(55)的制冷剂II管线入口相连接，换热器B(55)的制冷剂II管线出口又汇合到制冷压缩机B(51)的制冷剂II管线入口。
[0059] ⑩制冷压缩机C(53)的制冷剂III管线出口，经过风冷冷凝器C(54)，与换热器B(55)的制冷剂III管线入口连接；换热器B(55)的制冷剂III管线出口，经过电液阀E(56)，与三级换热器中的冷凝室III(24)的制冷剂III管线入口相连接，冷凝室III(24)的制冷剂III管线出口直接与制冷压缩机C(53)的制冷剂III管线入口相连接。
[0060] (3)一种“双冷凝—吸附”集成技术的油气回收系统的回收方法描述如下：
[0061] ①制冷系统(57)开启，现场油气混合气在变频防爆风机(6)作用下进入集气管，经过阻火器A(1)、流量计(2)、压力传感器A(3)、自吸式浓度取气口A(4)、截止阀A(5)进入冷凝器(14)中，油气混合物在一级换热器的冷凝室IA(16)中预冷，预冷过程会有水和少量油品冷凝下来；预冷后的混合气进入二级换热器的冷凝室IIA(17)中进一步冷凝，冷凝过程中油气混合物中的大部分重烃组分会冷凝下来；冷凝室IIA(17)出口中含有油气组分的未冷凝气体通过三通电磁阀B(34)，进入吸附塔A(30)底部进气口，混合气体中的油气在吸附塔A(30)内被吸附截留，尾气(空气)从吸附塔A(30)顶部经过三通电磁阀A(27)、自吸式浓度取气口B(26)、阻火器B(25)进入放空管后达标排入大气中。
[0062] ②当吸附塔A(30)吸附穿透后，切换吸附塔A(30)进气口和出气口的三通电磁阀B、A(34、27)，打开吸附塔B(33)与冷凝室IIA(17)的连接，关闭吸附塔A(30)与冷凝室IIA(17)的连接，打开吸附塔B(33)与放空管线的连接，关闭吸附塔A(30)与放空管线的连接，从而把吸附塔B(33)切换到吸附状态；同时，打开吸附塔A(30)与真空泵(36)的连接，启动真空泵(36)，从而把吸附塔A(30)切换到解吸状态；解吸出来的高浓度油气先进入一级换热器中的冷凝室IB(19)预冷，预冷过程会有大量油品冷凝下来，预冷后的混合气进入二级换热器中的冷凝室IIB(21)中进一步冷凝，冷凝过程中油气混合物中的部分油气组分会冷凝下来，经冷凝室IIB(21)冷凝后的含有少量油气组分的混合气体再进入三级换热器中的冷凝室III(24)进行深度冷凝处理，深冷过程中大量的轻烃组分达到饱和，由气态变成液态，从三级换热器中的冷凝室III(24)出来的几乎不含油气的不凝气与集气管线中的现场来气汇合后，再次进入一级换热器中的冷凝室IA(16)中循环预冷处理。
[0063] ③一级换热器中的冷凝室IA(16)的冷凝产物经过其下部的S型水封管IA(7)单独流入冷凝液回收罐(13)中间的缓冲区，缓冲区的冷凝产物在重力作用下分成水层和油层，下层水通过隔板A(58)上的泪孔进入冷凝液回收罐(13)的水区，并通过回收水排出管(11)排出冷凝液回收罐(13)；上层油品通过隔板B(59)上的泪孔进入冷凝液回收罐(13)的油区，并通过回收油排出管(12)排出冷凝液回收罐(13)；一级换热器中的冷凝室IB(19)、二级换热器的2个冷凝室IIA、IIB(17、21)以及三级换热器的冷凝室III(24)的冷凝产物经过各自下部的S型水封管IB、IIA、IIB、III(18、20、22、23)后汇合流入油品回收罐(42)中，由于油品回收罐(42)回收的油品含水量较少，因此可直接通过回收油排出管(43)排出油品回收罐(42)。
[0064] ④一级换热器的2个冷凝室IA、IB(16、19)的冷量由制冷压缩机A(46)通过制冷剂I同时提供，并且制冷压缩机A(46)还提供一部分冷量给制冷压缩机B(51)，从而起到复叠制冷作用；二级换热器的2个冷凝室IIA、IIB(17、21)的冷量由制冷压缩机B(51)通过制冷剂II同时提供，并且制冷压缩机B(51)还提供一部分冷量给制冷压缩机C(53)，从而起到复叠制冷作用；三级换热器的冷凝室III(24)的冷量由制冷压缩机C(53)通过制冷剂III提供。
[0065] 油气通过上述的核心技术，并加以高效的吸附进一步回收处理，可以实现非甲烷烃类浓度≤120mg/m3达标排放。
[0066] 采用本工艺的原理做了油气回收的模拟计算，在20℃时，流量为200m3/h，含空气67.33％、水分1.6％的油气混合物先冷凝至-30℃(回收率40％)后进入吸附装置中吸附，吸附塔解吸的高浓度气体再冷凝至-70℃。本发明的油气回收工艺在-70℃时的油气冷凝段回收率(98.5％)远大于纯冷凝法回收工艺的油气回收率(85.5％)，冷凝能耗也降低8％。
