姚遠(yuǎn)

中國(guó)石化銷售股份有限公司廣東石油分公司 廣東廣州 510627

1 常用油氣回收技術(shù)

我國(guó)目前常用的油氣回收技術(shù)主要包含有吸附法、吸收法、冷凝法還有膜分離法四種，吸收法是其中應(yīng)用最為廣泛和技術(shù)成熟的一種，但是具體應(yīng)用過程中需要靠柴油或者是汽油作為貧富液，并且還要建立輕質(zhì)管道和油存儲(chǔ)裝置，存在較大的限制。吸附法通常情況下都采用疏水性硅膠或者是活性炭作為吸附劑，這種技術(shù)的回收效率高，而且操作更加安全穩(wěn)定[1]，在西歐和美國(guó)一些西方發(fā)達(dá)國(guó)家得到了廣泛的應(yīng)用，缺陷就是每隔一段時(shí)間需要更換一次吸附劑，而且單一吸附劑往往具有選擇性，疏水性硅膠一般只能用于C5+以上的組分，針對(duì)甲烷等輕組分的吸收效果不是非常理想；冷凝法技術(shù)近些年已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，也被廣泛應(yīng)用于各大油氣站場(chǎng)，缺點(diǎn)是需要進(jìn)行全組分吸收的時(shí)候要將氣體溫度降低到沸點(diǎn)以下（其中甲烷標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)沸點(diǎn)為-161.49℃）[2]，存在較大的能耗；和以上幾種油氣回收利用工藝相比較而言，膜分離法屬于近年來才發(fā)展起來的一種新型工藝技術(shù)，其油氣回收率可以高達(dá)95%左右，而且適用范圍廣、能耗低、壽命長(zhǎng)，唯一的缺點(diǎn)就是膜價(jià)格昂貴，雖然微濾膜級(jí)別的工藝目前已基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，可是膜設(shè)備屬于非標(biāo)設(shè)備，必須要單獨(dú)進(jìn)行定制，后期使用過程如果出現(xiàn)問題也只能是依賴原有廠家，換膜費(fèi)用較高。應(yīng)用膜吸收法回收油氣時(shí)，先要將揮發(fā)的油氣資源吸引至氣柜內(nèi)部，氣柜中設(shè)有多種孔徑的多層膜材料，油氣成分當(dāng)中的分子直徑存在較大的差異，在經(jīng)過氣柜的過程中會(huì)在膜的作用下分離分子。采用上述方法，油氣資源類的水蒸氣與油氣可自動(dòng)分離，隨后能夠順利地排放到大氣中，不會(huì)影響生態(tài)環(huán)境，為油氣資源處理回收提供諸多的便利?？傊鶕?jù)現(xiàn)有工藝技術(shù)特點(diǎn)及現(xiàn)場(chǎng)需求，需要找到能夠高效去除全組分烴類揮發(fā)有機(jī)物的工藝技術(shù)。

2 冷凝-吸附組合工藝技術(shù)

如果只是單一運(yùn)用冷凝發(fā)想要實(shí)現(xiàn)對(duì)全組分烴類物質(zhì)的有效吸收，就需要配置深低溫冷凝裝置，因?yàn)樯畹蜏嘏渲迷趯?shí)際運(yùn)行過程中處理10%的油氣就要消耗30%的電能，所以能耗太大。如果只是單純依靠吸附法則還需要進(jìn)行二次處理，而且活性炭還會(huì)產(chǎn)生一定的吸附熱效應(yīng)，如果對(duì)高濃度油氣進(jìn)行吸附處理的話會(huì)導(dǎo)致活性炭承載負(fù)荷較大，對(duì)吸附罐體積要求比較大。所以選用了“冷凝+吸附”組合回收處理工藝，利用活性炭對(duì)冷凝后所剩余的低濃度油氣進(jìn)行吸附處理，并且還能對(duì)余氣當(dāng)中的碳?xì)浠衔锲鸬揭欢ǖ臄r截作用，最終排放出剩余空氣，活性炭作為吸附罐的吸附劑，當(dāng)其達(dá)到飽和狀態(tài)之后[3]，可以利用真空泵對(duì)其進(jìn)行抽真空脫附處理，然后將富集提濃的油氣送到前端進(jìn)行再次冷凝液化處理，一般情況下裝置溫度要比組分沸點(diǎn)低一些，因?yàn)閾]發(fā)氣主要為全烴類組分氣體，相變溫度范圍比較大，表現(xiàn)為具有相應(yīng)的露點(diǎn)溫度，重組分凝結(jié)過程同時(shí)會(huì)夾帶輕組分液化，所以，將富集提濃的油氣脫附回前端冷凝級(jí)再次冷凝，從而達(dá)到兩個(gè)目的：一個(gè)是通過余氣當(dāng)中的輕組分凝結(jié)溫度會(huì)隨著分壓的不斷增加而有所提升，部分繼續(xù)在低溫狀態(tài)下液化。另一個(gè)是凝結(jié)器當(dāng)中液化液滴會(huì)吸收返回的余氣。最后剩余的一點(diǎn)不能被液化的少量輕組分可以按照亨利定律在油氣處理通道內(nèi)部循環(huán)。

吸附處理單元：配備三個(gè)吸附槽，并在吸附槽中安裝了特殊的活性炭。它主要吸附油氣中殘留的少量C1～C3組分，經(jīng)活性炭吸附系統(tǒng)處理的廢氣排入高煙囪。每個(gè)活性炭吸附碳床在出口都有一個(gè)電動(dòng)閥，在入口有一個(gè)電動(dòng)閥。電動(dòng)閥的開關(guān)用于實(shí)現(xiàn)碳床處于吸附或分析狀態(tài)。在吸附狀態(tài)下，進(jìn)出口電動(dòng)閥打開，分析電動(dòng)閥關(guān)閉。當(dāng)活性炭飽和時(shí)，入口和出口電動(dòng)閥關(guān)閉，而分析電動(dòng)閥打開[4]。同時(shí)，打開另一個(gè)碳床的入口和出口閥，切換吸附碳床，并使用真空泵分析碳床。同時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出排氣高溫或異常吸附警報(bào)，嚴(yán)重時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)。經(jīng)過分析，碳層通過排氣口的小直徑電磁閥恢復(fù)壓力。當(dāng)壓力恢復(fù)到常壓時(shí)，出口電動(dòng)閥打開，活性炭床與外部相同，因此容器壓力與外部壓力達(dá)到平衡。進(jìn)行吸附以及脫附，保證最終排放物符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。

總而言之，對(duì)于原油庫和各大場(chǎng)站來說，油氣揮發(fā)現(xiàn)象比較常見，為了節(jié)約能源就必須要采取恰當(dāng)?shù)挠蜌饣厥仗幚砉に嚰夹g(shù)，這也是我們現(xiàn)如今需要重點(diǎn)研究的問題，相關(guān)研究人員也應(yīng)該對(duì)油氣回收利用工藝作出進(jìn)一步深入研究，不斷提高油氣回收綜合水平，很好地解決由于油氣揮發(fā)而導(dǎo)致的環(huán)境污染和能源損耗現(xiàn)象，在為企業(yè)創(chuàng)造更大收益的同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)環(huán)保型城市的可持續(xù)發(fā)展。