冷凝与吸附组合油气回收技术在油库中的应用.pdf

第1 期 一 6 5一 冷凝与吸附组合油气回收技术在油库中的应用 王炯 ， 1 ． 西安石油大学 ， 陕西 西 安 71 0 0 0 0 2 ． 陕西延长石油 集团有限责任公司管道运输公司，陕西 西安 7 1 0 0 6 2 [ 摘 要]本文从安全生产、环境保护、节约资源等方面阐述了油气回收的必要性，结合国内 外油气排放标准，重点对冷凝与 吸附组合法油气回收系统进行了介绍，提出了油气回收技术的适用性建议和安装油气回收装置的注意事项。 [ 关键词]成品油库；油气回收；冷凝；吸附；应用 油 库在 接 卸轻 质 油 品过程 中 ， 由于 工 艺及 设备 的限制 ，难免有少部分轻组分挥发 ，形成油 品的蒸 发损耗 。油 品蒸发损耗不仅造成油 品数量 的损 失，而 且还造成火灾和爆炸事故 的隐患，严 重污染大气 ，给企业造成经济损失和不 良社会影 响。油库安装油气回收装置可消除安全隐患，降 低环境污染 ，减少 能源浪费 ，保证油 品质量 ，有 利员工身体健康 。 我 国油气 回收工作起步较 晚 ，各种油气回收 技术应用 尚处于探索阶段 。各企业应根据实际情 况 ，对各种油气回收技术的工艺特点应进行充分 了解 ，进行具体实施。 1 油气回收的必要性及相关标准 I ． 1 油气回收的必要性 1 ． 1 ． 1油气回收是安全生产的需要 。轻质油品的 挥发蒸汽易燃 、易爆，根据现场检测，在夏季 高温时节，发油过程中蒸汽浓度最大可达9 3 ％。 装车场所积聚着高浓度油气，造成严重安全隐 患。统计表 明，在2 2 2 例火灾爆炸事故中，由 于油气 引起 的有 l 0 1 起 ， 占4 5 ． 5 ％。成 品油库 各 区 的火灾 发生率统计 结果显示 ，发油区 占 3 6 ． 1 1 ％，为油库火灾事故的三分一以上。 熬 图1 油库区域火灾发生率统计 1 ． 1 ．2油气回收是环境保护的需要。油库在频繁 的装卸作业中会有较多的油气排放到大气 中， 油气中碳氢化合物在大气环境中发生光化学反 应，形成光化学烟雾 ，不仅严重污染环境 ，更 有害的是有毒物质损害人身健康 ，对装车场所 的人员特别是青年职工造成严重危害。 1 ． 1 ．3油气回收是节约资源的需要。据统计我 国成 品油 汽油 在储存、中转、装卸及销售 等作业过程中，因挥发造成的损失占总量的0 ．6 1 ％，直接损失约为几十亿元人民币。我国每年 汽油消耗量约为7 0 0 0 万吨，仅油库发油环节， 每年因挥发损失的汽油为4 2 ～ 7 0 万吨I” 。 以一个夏季售油 1 0 0 万吨的西部油库为例 ，按 照每充装1 吨汽油可回收约1 k g 汽 油计算 ，年回收 汽油约为1 0 0 0 吨。处理量5 0 0 m。 ／ h 的油气处理装置 的建设费用约为4 5 0 万元，油气回收装置的操作费 用 水 、电、风等 ，按照每回收l k g 汽油运行费 用0 ． 4 元计算 ，全年操作 费用约4 0 万元 。按照汽油 销售价8 5 0 0 元 ／吨计算 ，每年可实现经济效益4 5 万元 。油库规模越 大，当地气温越 高，效益越明 显 。 1 ． 2国内外油气排放标准 美 国联邦法规5 9 F R6 4 3 1 8 De c 1 4 ．1 9 9 4 规定 每装 1 L汽 油 ，从 油气 处理 单元排 出的净 化气 体 中烃含 量不应 大于 1 0 mg 。欧盟标 准规定 排 放 的净化气体中烃浓度不大于3 5 g ／ m 体积分数 1 ． 1 8 8 ％ 。 我 国G／ B 2 0 9 5 0 2 0 0 7 储油库大气污染物排放 作者简介王炯 1 9 7 7 一，男，陕西清涧人，副处长，硕士研 究生在读，经济师。从事成品油管道及油库运行管理。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 6 6 ■ 节能减排 石 油 和 化 工 设 备 2 0 1 3 年 第1 6 卷 标准 规定 储油库灌装 汽 油作业时 ，油气 回收装置 的油气排放浓度 2 5 g ／ m ，油气处理效率 9 5 ％。北京市标准DB 1 1 ／ 2 0 6 2 0 0 3 储油库油气排 放控制和 限值 规定 储油库灌装 汽 油作业 时，油气 回收处理装置的油气排放浓度在标准状 态下不应大- Z 2 5 g ／ m ，油气回收处理装置净化效率 不应低于9 8 ％。 2主要油气回收技术介绍 目前 ，已投入使用的油气回收技术主 要有 吸 附法、吸收法 、膜分离法、冷凝法 4种 。 2 ． 1吸附法 利用活性炭 、硅胶或活性纤维等吸附剂对 油 气／ 空气混合气吸附力 的差异，实现油气和空气的 分离 。 目前较常用的吸附剂主要有活性炭及其改 性物 如活性炭纤维 ，利用油气／ 空气混合气中 各组分与吸附剂之 间结合力强弱的差别 ，使难 以 吸附的空气组分与易吸附的油气组分相分离。该 方法主要用于最后排放尾气时把关使用 。 2 ． 2冷凝法 采用低温制冷 的方法使油气 中的有机组分直 接冷凝下来 ，从而实现 油气 回收 。主要设备为压 缩机和冷凝器，利用制冷剂或冷凝剂通过热交换 器进行 间接传热冷凝 ，从而 回收油 品。由于为间 接传热，装置操作温度及制冷温度低 如到． 7 0 ～ 8 O ℃，可使回收率达到9 0 ％左右 ，但制冷系统较 为 复杂 。如需满足更严格 的排放要求 ，可在机械 致冷后再增加液氮深 冷。油气经过预冷、一级冷 却和二级冷却后可使大部分挥发性有机物冷凝为 液体，排放 的油气浓度可达 tJ 3 5 mg／l ，但能耗较 高 [ 4 ] o 图2 三级冷凝油气回收原理图 2 ． 3 冷凝 与吸附组合法 冷凝 吸附组合 油气 回收系 统采用多级 连续 冷 却方 法 降低挥 发油 气 的温 度 ，用 制冷 技术 将 油气 的热量置换 出来 ，实现油气组分从气相到液 相 的直接转换 。利用烃类物质在 不同温度下的蒸 汽压 的差异 ，通过降温使 油气 中一些烃类蒸汽压 达到过饱和状态 ，采用二级制冷 ，使油气温度 降 至． 7 5 ℃，将油气 中9 0 ％以上的碳氢化合物冷凝成 液体 ，未被冷凝的油气 ，再进入A、B 罐交替工作 的活性炭 吸附系统 ，被活性炭 吸附，若一套活性 炭系统吸附达到饱和 ，该罐即进 行解析处理 ，解 析后 的油气进入制冷机前端，同时，另一套活性 炭系统投入工作 ，从活性炭系统排 出的气体为达 标气体。 该套 系统采用撬装设备 ，占地小 ， 自动化程 度高 ，采用远程控制系统。 由于油气通道为单独 且密 闭的，不与外界接触 ，里 面只有冷却盘管 ， 采用 的压缩机 、电控系统均 为防爆 型，不与油气 接触，该装置安全性性能良好。 2 ． 4应 用实例 某油库有现场汽油装车鹤位8 台，每天销售成 品油 汽油3 0 0 0 4 0 0 0 吨，每根鹤管流量6 0 ． 8 0 t ／ h ，每台油罐车容积4 0 ． 7 0 吨，平均产生油气量为 3 0 0 4 00 m ／ h。 在灌油环节安装B L T VR5 0 0 系列冷凝 吸附式 油气 回收装置 。在现有几种 油气 回收方法 中，冷 凝法可 以直接将油气冷凝转化为液态轻烃产 品， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第1 期 王炯冷凝与吸附组合油气回收技术在油库中的应用 一 7一 储气域 i - t 图3 冷凝 吸附式油气回收系统流程图 只要装置处于循环状态和冷凝器保持足够低的温 度 ，对油气 的波动有较好 的适应能力 ；缺点是在 油库的作业时段 ，不论装油量大小 ，压缩机 必须 处于运行状态 ，运 行能耗较 高。因此，该油气 回 收装置采用冷凝 吸附组合工艺进行油气回收 ，处 理量 较低时采用 二级冷凝 ，设备 全部制冷量用 于 油气的汽化潜热，把油气变成油加以回收，同时 降低 了能耗 。当处理量较 高时，采用冷凝 吸附组 合工 艺进行 油气 回收处理 ，运行 半年来 已累计 回 收油 品4 1 吨，取得 了 良好 的经济效益 ，达到 了节 能环保 的要求 。 3安装油气回收系统应注意的问题 在选择适用 的油气 回收技术时 ，应注意 以下 问题 1 装车鹤管的密封性是实现油气回收的关 键 。选择油气 回收系统一定要考虑鹤管油气回收 密封性 能，尤其是装车过程 中密封帽 的动态密 闭 性能 ，鹤管密封装置为易损件 ，应充分考虑其耐 腐蚀 性和耐磨性 。油气收集管路应尽量缩短 ，使 油气 回收易于实现 。 2选择适 用 的油气 回收技术 。活性炭 吸 附法流程简单，操作简便，轻烃回收率高，尾气 排放浓度低，装置适用性强。缺点是使用寿命较 短 。 冷凝法 可实现 冷凝后回收油品 的经济效益 ， 工艺较为安全，油气回收率高，自动化程度高， 回收的烃类液体 中不含杂质 。缺点是能耗高、运 行费用高 。同时 ，使用该技术存在着 设备长期运 行后 出现霜堵 的问题 ，如何解决霜 堵是冷凝法 的 一 个关键技术难点。 膜分离法具有分离效率高，设备简单，工艺 适应性强 ，能耗低等优点 ，但该方法需要引进相 应的技术 ，导致造价较高[ 5 】 。 溶剂吸收法流程简单可靠，操作简单，安全 性好。相对能耗较低但 占地面积较大 。 油库发油的特 点是油气较为集中 ，油气量较 大 ，可选择冷凝法及其复合方案适合规模化的油 气 回收技术 ，同时还应考虑 占地面积及当地气候 条件等多种 因素 。 安装 了油气回收装置后需进 行系统密闭性检 测 ，油气收集系统的密 闭性对油气回收装置是至关 重要 的。若 油气不 能实现密 闭，回收油气无从谈 起 。目前多数企业倾向于后续装置采用多种技术方 法联合应用 ，如吸收法和冷凝法的联合应用。 ◆参考文献 【 1 】 谭胜． 油气回收技术的应用和比较[ J ] ． 当代化工，2 0 0 8 ， 3 7 1 3 5 3 7 ． [ 2 ] 李汉勇． 油气回收技术[ J ] E 京化学工业出版社，2 0 0 8 ． [ 3 ] 赵广明，赵广耀． 储运系统油气回收问题的探讨[ J ] _炼油设 计，2 0 0 1 ，3 1 8 2 3 2 5 ． [ 4 ] 刘静，李自力，孙云峰等． 国内外油气回收技术的研究进 展[ J ] ． 油气储运，2 0 1 0 ，1 0 3 1 3 ． 1 4 ． [ 5 ] 黄维秋，钟秦． 油气回收技术分析与比较[ J ] ． 化学工程， 2 0 0 5 ，3 3 5 5 5 5 6 ． 0 一 辩～ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m