油罐蒸发气回收装置工艺

《油库设计与管理》课程设计油罐蒸发气回收装置工艺方案设计油库设计说明书一、 概述油罐挥发气一般指常压油罐在中转与储存原油及其产品的过程中，以气态选出储罐的轻烃组分。在油田开采中，除原油伴生气造成了轻烃资源的损耗外，原油储罐中挥发气的产生，也是轻烃资源损耗的主要原因。随着油气集输工艺技术的发展，油气分离条件的改善，原油稳定程度的提高，以及采用浮顶油罐储存等常温密闭工艺的推广应用，油罐挥发气的损耗可以得到有效控制。目前油罐挥发气的回收处理和利用仍然是减少原油损耗工作的重点。一油罐挥发气的回收工艺油罐挥发气的回收可采用压缩机抽气或喷射器抽气两种工艺流程，适用于附近有气体处理厂的情况。油罐气回收技术，就是利用压缩机把油罐上部空间的原油伴生气汇集、抽出并处理。油罐气回收能降低油气损耗，回收轻烃，保护生态环境，提高经济效益。二、 设计说明1、设计题目装置回收能力：（1口10）103祖3/d，有关控制压力为：250^350Pa表1.典型蒸发气的组成组分CCicncicnc含量mol%26.65332.87422.55426.37 5 7.23 5 4.33技术要求：（1） 油罐蒸发气回收装置工艺方案设计（2） 工艺设备及控制仪表选型（3）绘制回收装置工艺流程图2、设计原则在达到课程设计的要求条件下，尽量做到经济合理，设备安全，方便管理，防止污染环境，确保天然气的质量，节约能源。通过使用该装置，回收被浪费的能源，减少挥发气对大气的污染，改善大气质量，消除不安全的生产因素，取得明显的经济效益和社会效益。3、设计内容（1） 天然气压缩机：根据抽气量可选用3WZ-3.5/0.3型号的压缩机两台。（2） 流量计。根据气体流量可选用TRZ2系列G型气体涡轮流量计。应用场合：*低压输配管网*高压燃气输配符合标准：DINENISO9001;2000（DINENISO14001）标准，同时满足欧洲标准和相关国际标准（如EN12261，OIML等）。技术参数：流量范围：8〜1600m/h公称通径：80〜150mm量程比：（常压下）1:20口径：DN80〜DN150压力等级：PN10,PN16,ANSI150#精度：1%短时过载：1.6Qmax仪表无损伤上游直管段：〉2DN可选配高，低频脉冲发生器（3） 水封罐400mmX1.5m的立式分离器气液分离器：600mmX2m的卧式分离器仪表控制柜：SLAQC-022X型控制柜控制仪表的选择是确保油罐安全运行的核心，应根据油罐的压力来确定。一般油罐的设计压力是正压为2500Pa,负压为1800Pa,考虑油罐的使用时间较长，强度较低，且负压难以控制，所以确定油罐的控制压力最低为100Pa，正常操作压力为250〜350Pa，最高压力为500Pa。允许油罐的压力波动范围为150Pa，该条件要求必须选用高精度的仪表。经过精心筛选，选用一次仪表为微差压变送器，其量程范围为0〜600Pa，误差小，计量精度高该仪表机芯从英国引进，质量可靠。变频器选用日本产品。性能优越。此外，根据油罐挥发气和排出气两个变量的关系，编制出科学的控制程序。设计出多功能控制柜SLACQO22型。4、 工艺流程原理工艺流程原理图：见附图工艺流程：油罐气沿抽气管道进入卧式气液分离器，分出凝析油和水，天然气进石油气压缩机增压至0。3MPa，经计量后进站内伴生气管网。回收装置的工艺原理：装置采用微差压变送器，把储油罐中O〜600Pa的压力变化信号转换为4〜20mA的电流信号，直接传输给仪表控制柜，经变频器全自动闭环控制压缩机电机转速，气多多抽，气少少抽，确保油罐压力始终维持在设定的安全要求范围内。5、 装置控制方法和安全保护措施(1).随着储油罐内气量的脉冲变化，全自动闭环控制压缩机电机转速，保持罐内压力等于设定值(250--350Pa)。当油罐气量不断增加，1台压缩机满负荷运行还不能满足生产要求时，控制系统自动切除第1台压缩机并转为工频运行，软启动第2台压缩机变频运行。当油罐气量下降，控制系统自动切除工频运行的压缩机，保留变频运行的压缩机。2台压缩机可以互相切换，始终保持罐内压力等于设定值。.自动报警、放空、停机。在压缩机满负荷运行，油罐压力还持续上升至450Pa时，控制系统将自动报警，提醒操作人员注意，直至压力升至500Pa时，水封罐放散(或储油罐顶微压安全阀放空)。当压力降到120Pa时，低压报警，直至压力降至100Pa时，自动停机。.当压力降至60Pa时，电磁阀打开自动补气，补气至压力升至150Pa时，电磁阀关闭。当油罐内压力回升至250Pa时，装置自动启动抽气。.在装置运行中万一误操作，控制系统将自动联锁，只执行正确命令，保护设备不被损坏。控制系统使用一段时间后，可按下模拟检查键，检查保护系统是否保持完好。控制系统设有独立的试机环节，可在投运前或检修后，单独手动启停压缩机，以验证压缩机是否完好。并可随时令任意一台压缩机退出自动工作，进行断电检修，也可方便地重新投入。.装置运行中，变频器万一出现故障，控制系统可自动转入“应急状态”，按照“二位式”控制，保证储油罐压力只能在100t500Pa之间运行。.压缩机冷却水及润滑油压力低于0.15MPa、排气压力高于0.3MPa时，控制系统自动报警、停机，保护压缩机不被损坏。.在压缩机橇和仪表控制橇上，安装有U型管差压计，直观指示油罐压力，方便现场观测，进行手动放空或补气操作，确保油罐安全。6、遵循的主要标准规范:石油库设计规范GB50074—2002三、参考文献[1]万世清油罐气回收技术在油田的应用 油气储运1997(2)16,44-45王全社翟峰等油罐气回收装置简介 华北石油设计2003年第3期(总第73期)轩慎文李德选油罐气回收技术在中原油田的应用油气田地面工程(OGSE)第15卷第3期(1996.5)王怀孝活动式抽气装置在油罐气回收中的应用 石油规划设计1998年第1期何广湘杨春育等油品蒸发损耗及油气回收技术现代化工2001年第01期郭光臣董文兰等油库设计与管理 中国石油大学出版社设计计算书.蒸发气分子量:M=(6.65x30+32.87x44+22.55x58+26.37x58+7.23x72+4.33x726.65)/100=53.1542二・蒸发气相对密度:△=对1542=1.83528.97三.蒸发气最大流量:Q—10x103m3/d= m/^^in~7m^^111卧式分离器设计计算取最大挥发气流量10x103m3/d，相△=1.835,操作压力P=0.1Mp，操作温T=303K(1)查图(2)(1)查图(2)计算K时，0.1x1.835

T得到K=0.14气体负荷约束由公式=0.0016303dL=1.41x10-3TZQgPd:分离器的内径，mmL门:分离器内产生分离作用的有效长度，mT:分离器的操作温度，KP：分离器的操作压力，KPaq:气体流量(101.325KPa,0°C),m3/dZ:气体压缩系数K:常数，取决于气体和液体的性质和从气体中分离出来的颗粒大小令从天然气中分离Dm=100Rm液滴的分离器[7|r[ TZQ则：dL=1.41xlO4 uKTOC\o"1-5"\h\zeff p一（ \ ~|0.5式中K=——CP-P。TZQdL=1.41xlO4 +Keff p303x0.14xlxlCH~1.41x10~4[]0.1=592.2①筒体长度dL=L+沛 硝1000•②令10=3fa(3由①②③i,得d=544mm,Lss二1.632m故选用600mmX2m的卧式分离器TOC\o"1-5"\h\z回收蒸发气管道尺寸设计压缩机后的管道尺寸的设计准则v=20m/s v=4m/mas ' min计算过程中不考虑管道的压降，侵蚀速度可不考虑。由公式TZQv=5.k1-3Q Pd2Qg气体流量m/sT气体温度kP气体压力MPaV气体速度m/s当v4m/s时，d=380mm；当v=20m/s时，d=170mm；故可选用d=200mm管线，其合理的速度(4---20m/s)之间，又由公式PD2*c$*F*①°——需要的管子壁厚，mm根据管子的系列来确定D 内径（mm）P——管子内设计压力，MPa纵向焊缝系数，对无焊缝管子E=1.0，对电阻焊（ERW）=0.85cs——管道钢材的屈服极限C—制造厂家所允许的裕量得=2mm故选用①=200乂2.0mm的钢管主要设备尺寸及型号序号名称规格数量（台）1天然气压缩机3WZ-3.5/0.322流量计TRZ2系列G型气体涡轮流量计33水封罐①400mmX1.5m14气液分离器①600mmX2m15仪表控制柜SLAQC-022X16微差压变送器EX-DDZ-II1参考文献:万世清油罐气回收技术在油田的应用 油气