装车油气回收技术的研究.pdf

第 4 2卷第 5期 2 O 1 3 年 5月 当 代 化 工 C o n t e mp Q r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o 1 ． 4 2 ． N 0 ． 5 M a y，2 0 1 3 装车油气回收技术的研究 刘 洋，郭兵兵，祝月全 中国石化抚顺石油化工研究院， 辽宁 抚顺 1 1 3 0 0 1 摘 要 介绍了在装车过程中进行油气回收的必要性，重点对四种常用的油气回收技术 吸收法、吸附法、 冷凝法、膜分离法 ，分别从各个技术的性质、工艺特点、能耗等几个方面进行了分析与讨论，并指出了各种油 气回收技术目前存在的问题和今后的发展趋势，同时介绍低温油品吸收技术成功应用的实例，最后对装车油气 回收提出了适用性建议，为油气回收技术的发展和推广应用提供技术参考 ，为环境保护及节能降耗提供有力的 技术支撑 。 关键词装车；油气回收；环保 中图分类号T E 8 6 6 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 3 0 5 - 0 6 4 1 0 4 Re s e a r c h o f Oi l Va p o r Re c o v e r y Du r i n g Lo a d i n g LI U Y a n g， GUO Bi n g bi n g， ZH U Y u e q ua n S i n o p e c F u s h u n Re s e a r c h I n s t i t u t e o f P e t r o l e u m a n d p e t r o c h e mi c a l s ，L i a o n i n g F u s h u n 1 1 3 0 0 1 ，Ch i n a Ab s t r a c t Th e n e c e s s a r y o f o i l v a p o r r e c o v e r y d u r i n g l o a d i n g wa s i n t r o d u c e d ．F o u r c o mmo n o i l v a p o r r e c o v e ry t e c h n o l o g i e s we r e r e s p e c t i v e l y a n a l y z e d f r o m t h e a s p e c t s o f p r o c e s s c h a r a c t e r i s t i c s ，e n e r g y c o n s u mp t i o n a n d S O o n ， s u c h a s c o n d e n s a t i o n me t h o d ， a d s o r p t i o n me t h o d ， me mb r a n e me t h o d a n d a b s o rpt i o n me t h o d ． Ex i s t i n g p r o b l e ms a n d d e v e l o p me n t t r e n d o f t h e s e o i l v a p o r r e c o v e ry t e c h n o l o g i e s we r e d i s c u s s e d ． At t h e s a me t i me ， a s u c c e s s f u l a p p l i c a t i o n c a s e o f t h e l O W t e mp e r a t u r e o i l a b s o rpt i o n me t h o d wa s i n tro d u c e d ． F i n a l l y s o me f e a s i b l e a d v i c e s o n t h e a p p l i c a b i l i t y o f t h e s e o i l v a p o r r e c o v e ry t e c h n o l o g i e s we r e p u t f o r wa r d ．T h i s p a p e r p r o v i d e d n o t o n l y t e c h n i c a l r e f e r e n c e f o r t h e d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o f o i l v a p o r r e c o v e ry,b u t a l s o p o we r ful t e c h n i c a l s u p p o r t for t h e e n v i r o n me n t a l pr o t e c t i o n a nd e ne r g y s a vi ng． Ke y wo r d s Lo a d i n g ； V a p o r r e c o v e ry ； E n v i r o n me n t a I p r o t e c t i o n 装车油气回收技术是指在装卸油品的过程中， 使用密闭鹤管将装卸过程中产生的油气收集起来 ， 再利用回收工艺进行回收处理，使油气转变为液态 油再利用 ，以此达到减少环境污染 、节能增效的目 的” 。装卸油品的过程中挥发出的油气属于气相烃 类 的有毒物质 ，由于相对密度 比空气大，因而漂浮 聚集在地面上 ，这不仅加剧了对人及周边环境的影 响，而且大量烃类气体汇集在一起 ，由于通风不 良 达到油气爆炸极限 ，可能造成火灾或更大的危险事 故 ， 将对人身安全和国家财产造成巨大损失。 其次 ， 油气严重危害人 的身体健康 ，操作人员若吸入过量 高浓度的油蒸气，会导致慢性或急性中毒，严重破 坏人体的皮肤、呼吸系统、神经中枢系统甚至生殖 系统 ，乃至会引起麻醉 、痉挛 ，直至死亡。此外 ， 油气挥发到大气中还会形成光化学烟雾，会对涂料 等有机化工材料起剥蚀作用，而且会加速对设备的 腐蚀程度。所以，油气回收对节能减排有着极其重 要的作用。西方发达国家早在 2 0 世纪 7 0 年代就开 展油气 回收的工作 ， 随着我 国环保法规的逐步完善 ， 油气 回收技术必将越来越多 的应用 于我 国各个炼 厂 、加油站等需要治理的地方。 1 密闭装车及油气 回收技术 1 ． 1 密闭装车 采用密闭装车鹤管装车，把挥发的油气回收， 不仅能避免操作人员吸人有害气体，而且可杜绝爆 炸性混合气体的生产，保证操作人员的身体健康及 生产安全 。装车鹤管上所设 的油气收集罩与槽车的 装油罐 口需要接触紧密 、不漏缝 ，从而达到密闭的 效果。因为装卸槽车的罐体规格各不相同，因此导 致罐口尺寸不统一，因此鹤管上安装的固定式油气 收集罩就会出现与槽车罐口不对应的情况，从而在 连接处出现空隙，达不到鹤管密闭的效果；另一种 影响鹤管密闭的情况是由鹤管悬臂配套的气缸压力 不足所引起 的，由于槽车装油罐 口对油气收集罩 的 压联力度不够 ，从而使收集罩被油气 自身的压力顶 收稿 日期 2 0 1 3 - 0 3 1 8 作者简介 刘洋 1 9 8 6 一 ，女 ，河南许 昌人，助理工程师，硕士学位 ，2 0 1 0年毕业于辽宁石油化工大学化学工艺专业，研究方向从事石油化 工环境保护技术工作。E - m a i l l i u y a n g ．f s h y s i n o p e ． c o rn ，电话 0 2 4 5 6 3 8 9 4 8 1 。 6 4 2 当 代 化 工 2 0 1 3 年 5月 熟悉的流程 ，控制过程也相对不复杂 ，因此只要研 发出的吸收剂对烃类组分的吸收与解吸的性能好 ， 使得油气回收效率高，满足尾气达标排放的标准， 工程上就可以实现。吸收法油气 回收技术最大的缺 点是尾气 的排放浓度 比较难控制 ，从而满足越来越 严格 的排放标准。 1 ． 2 ． 2 吸附法 吸附法是一项传统而重要的气体分离技术， 在 目前全球的油气回收系统中占有相当重要的地位。 吸附法油气回收的原理是利用固体吸附剂对油气中 的烃类组分和空气的吸附亲合力不同，而将烃类组 分与空气分离 ，进而实现将烃类组分回收的方法 。 因此，研制筛选高性能的吸附剂是吸附法油气回收 的关键 ，而吸附装置的优化设计 ，以及操作过程的 工艺参数需要通过做大量的研究实验从而最终确定 。固体吸附剂种类繁多，包括活性炭 、分子筛、 硫化橡胶、大孔吸附树脂以及有机共聚物等，不过 目前研究最多的是活性炭。 活性炭 吸附法 u 在欧美国家 已经是较为成熟 的一种油气回收技术。美国的 J o r d a n T e c h n o l o g i e s 、 S Y ME X A me r i c a s L L C、 J o h n Z i n k C o mp a n y 、 丹麦 C o o l S o r p t i o n AS 等公司都在其回收装置中配备了活性炭 的吸附装置 } 。吸附法油气 回收装置一般包括变 压吸附单元 、分离罐以及吸收塔 。工艺过程为装车 时 ，挥发的油气经油气集气管线进入回收装置的变 压吸附单元进行吸附，混合气体中的烃类组分被活 性炭吸附净化 ，而满足排放标准的尾气则通过排放 口排 出。当活性炭床层达到一定的饱和度时，吸附 罐通过真空泵脱附实现再生 ，脱附后的烃类介质为 气液混合物，先经过分离塔气液分离，然后烃类气 体进入吸收塔被吸收剂吸收。活性炭的使用寿命受 很多因素影响，如填装技术与解吸技术的优劣 ，活 性炭本身的质地等。值得注意的是当油气中混杂有 微量 的酸、酯等气体时 ，它被吸附在活性炭床层后 会产生热点 ，造成局部温度超高 ，导致温度感应器 报警从而停止装置，这时需要利用氮气等惰性气体 对活性炭床层进行吹扫即可投入使用。活性炭的吸 附能力受环境湿度影响， 随环境湿度的增加而降低。 此外， 废弃的活性炭不能直接丢弃， 需要妥善处理， 否则会污染环境⋯ 。 文献 介绍了我国 6套活性炭吸 附油气回收装置的应用情况，由于需要经常更换活 性炭 ，运行成本大 ，因此影响到实际使用效果 。 吸 附法油气 回收技术 的优点是可 以满足较严 格的尾气排放标准，而且油气回收效率很高，对较 低浓度的含烃气体仍具有很强的吸附能力，其缺点 开而泄漏油气 。所以，必须充分认识到密闭装车 的重要性 。装车鹤管的密封性能对油气回收系统 起着十分关键的作用，尤其是在装车过程中密封帽 的动态密闭性能 ，以及密封帽的材质等，从而保证 真正的实现密闭装车。同时，油气收集管路应尽可 能的短，减少油气管路的压力降，从而更加易于实 现油气回收的目的。 1 ． 2 油气 回收技术 油气回收是一种节能环保型的高新技术，采用 油气回收技术 ，回收装卸过程 中逸散的油气 ，防止 由挥发 的油气造成的大气污染 ，消除周边的安全隐 患， 通过提高对能源的利用率，减少经济损失， 从 而得到可观的效益回报。目 前国内外的油气回收技 术从原理上大致可分为四种类型 吸收法 包括常 温常压吸收法 、冷吸法 、吸附法 、 冷凝法 ，以及膜 分离法 。 1 ． 2 ． 1 吸收法 吸收法是利用吸收剂对油气中的烃类组分具 有良好 的吸收和解吸的性能 ，在一定的温度和压力 下 ，吸收并回收油气 中的烃类组分 的方法。采用吸 收法进行油气回收是否行之有效的关键决定 因素是 吸收剂 的性能 ，而吸收剂 的性能在很大程度上也决 定了吸收效率的高低 ，特别是吸收剂与油气之间的 相平衡关系 。常用的吸收剂 主要有 有机溶剂 、 柴油 、汽油及近似上述组成的油品。该工艺排放的 油气浓度一般小于 3 5 g ／ m 。 国内外普遍应用的吸收法 目前有两种 ， 即常温常 压吸收法及常压冷却吸收法圈 。常温常压吸收法即在 常温常压下， 利用吸收剂来脱除回收废气中的烃类组 分的方法 。采用常温常压吸收法对 吸收剂的要求较 高， 在吸收剂与废气相接触时的吸收率要高， 产生的 压力损失小， 吸收液不发泡， 而且要求在喷雾部分等 处不能产生静 电等 ， 吸收后的富吸收液可进行再生处 理从而循环利用 ， 或者进入炼油厂的下游装置进一步 加工处理。常压冷却吸收法是指在常压下， 利用制冷 设备如制冷压缩机组 ， 首先将常温的吸收剂冷却到一 个较低的温度，然后在吸收塔内对油气进行喷淋吸 收。 为了达到较高的油气回收率， 吸收塔的操作温度 一 般在 0 c c 以下，这就需要增加制冷系统、低温钢 材及保温处理， 设备的投资费用及日 常的运行操作费 用就会相应提高， 而且吸收塔在较低温度下运行时， 需要添加防冰剂防止塔内物料冷凝堵塞。 采用吸收法 进行油气回收的不足之处是废气中的轻质烃类组分 C ， 以下 不易被吸收剂吸收处理。 吸收法油气 回收 的工艺流程是石化领域 比较 警 烃 ． 、 ． 丙 烯 莲 宴 烯 璧 回 收 以 及 天 收 工 艺 对 4 个 装 船 码 头 进 行 油 气 回 收 ， 该 工 艺 技 术 签 璧 N G L ．u 坌 亭 原 可 取 得 良 好 油 收 和 废 治 效 果 ， 实 现 气 达 墨 要 耄 和 竺 掌 育 力 譬 ． 排 。。 三 先 矗 过 渡 缩 机 口 1 ．一0“l／JJ“1F ／A ～ ； 要 篓 ， 曼 亨 k g ，c m z g 油 ， 废 气 [ 选 1 7 - 2 择 1 1 性 、 ， 主 皇 警 弩 竺 苎 ， ； ≤ 蕃 气 伺 收 ’ 划瞰的 尾 气 釜 牟 。 。 1 5 申 非 量 5 - 任 3 5 ⋯ g ／ m ⋯ 3 o ， 估曰 N2 ～ 1 ． o 旧 - 3 ． 0 剂吸 口 n 。 慧 喜 德 里 _ 蕞 后 的 净 化 气 达 。 齐 釜 譬 是 孳 鬟 它 藁 的结构是大约有十个类似圆环状的膜袋并排排列， 木佃 田 刚州 口 八川 二 且 厶 ‘ u 6 4 4 当 代 化 工 2 0 1 3年 5月 有显著的经济效益和社会效益 图 1 。 贫油 油 气 富 油 净化 器排 放 柴 油 泵 图 1 低温柴油吸收油气回收工艺流程 Fi g ． 1 Th e p r o c e s s o f v a p o r r e c o v e r y a b s o r b e d b y l o w t e mpe r at ur e di es e l o i l 2 结 论 装车油气 回收技术关乎于我 国正在实施的蓝天 工程，不但可以大量减少烃类等挥发性有机物的排 放 ，改善空气质量 ，而且将挥发 的油气回收变为油 品，节约资源，而且安装了油气回收装置，还可提 高加油站和储油库的安全性。与此同时，减少了加 油站操作人员的身体健康受损的因素，符合企业 HS E的管理理念 。我们必须要积极推广和开发油气 回收技术，对已有的油气回收装置加强管理，促进 我 国油气回收行业快速发展。 参 考文献 [ 1 ] 霍雪艳，沈万军，宋蓓．装车油气回收技术的应用分析『 J l_ 油气 田 环境保护，2 0 1 2 ，2 2 1 1 3 0 3 3 ． [ 2] 邹松林 ． 油气 回收管路 的密 闭 和畅通 『 J 1 ． 石 油库 与加油 站 ， 2 0 0 7 ， 1 6 2 1 3 7 3 9 ． [ 3]李巨峰 ，陈义龙 ，李斌莲 ，等油 气 回收技术发展现状及其在我国 的应用前景【 J 1 ．油气田环境保护 ，2 0 0 6 ， 1 6 1 1 - 3 ． [ 4]傅翔 ， 熊银伍 ， 梁大明， 宫龙颖．油气回收技术的现状及进展『J ] ． 洁 净煤技术，2 0 1 1 ． 1 7 3 1 4 4 4 7 ． [ 5] 宋生奎，齐永生． 油气回收技术及其在加油站中的应用【 J 1 l安全 、 健康和环境 ，2 0 0 7 ， 7 2 2 - 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1 2 ． 1 l 4 j J a me s C M，Wi l l i a n ． N S ．A d s o r p t i o n a b s o r p t i o n v a p o r r e c o v e r y s y s t e mU S ， 4 0 6 6 4 2 3 [ P ] ． 1 9 7 8 - 0 1 - 0 3 ． [ 1 5]侯德毅． 浅谈油气回收技术『 J 1 ． 油气田地面工程 ， 2 0 0 9 ， 2 8 9 8 5 ． [ 1 6] 彭国庆． 冷凝法 回收油气问题的探讨『 J l_ 石油化工环境保护 ， 1 9 9 9 2 3 0 3 3 ． [ 1 7 ] 王连军，李恕广． 膜技术在油气回收过程中的应用f J 】 ． 现代化工 ， 2 0 0 4， 2 4f 2 5 0 5 4 ． [ 1 8 ]曹义鸣 ， 左莉 ， 介兴明． 等．有机蒸汽膜分离过程I J 1 l化工进展， 2 0 0 5 。 2 4 5 1 4 6 4 4 7 0 [1 9 ] 陈娇领，周志军，刘荣娥膜 分离技术脱除和回收空气 中有机蒸 气的应N[ J I ．浙江化工，2 0 0 2 ，3 3 4 1 5 1 7 ． [ 2 0 ] 王建宏，陈家庆，曹建树加 油站膜分离烃类 V O C s回收技术分 析[ J 】 ． 膜科学与技术 ，2 0 0 9 ，2 9 3 9 3 9 8 ． [ 2 1 ]C h l r o g g ． K， P e i n e ma m n ． K ． V T h e s e p a r a t i o n o f h y d r o c a r b o n v a p o r w i t h m e mb r a n e s [ J ] ． S e p a r a t i o nS c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， 1 9 9 0 ， 2 5 1 3 1 5 】 3 7 5 - 】 3 8 6 上 接 第 6 4 0页 本次设计余热回收中空气入 口处 ，设置旁路风 道。在加热炉低负荷运转时，打开旁路风道， 使进 入预热器的风量减少从而提高预热器的表面温度 ， 降低了露点腐蚀概率 。 另外在空气预热器的选择上 ， 采用双面双翅片铸造板式空气预热器。该预热器有 以下特点 1 传热性能高；比管束式空气预热器的性能提 高 2 0 ％。 2 不易积灰； 由于烟气流动方向与预热器翅片 布置方向相 同，因此不易积灰 。 3 结构紧凑；比管束式空气预热器体积可缩小 3 0 ％左右。 f4 压降小； 其压降仅为管束式空气预热器的6 5 ％。 f 5 耐酸腐蚀性能强 ；由于采用稀土合金钢铸造 的传热片， 具有很强的耐酸腐蚀性能， 从而解决预 热器的露点腐蚀问题 。 3 结 论 液相柴油加氢反应进料加热炉的设计炉型优先 选择双面辐射；炉管表面热强度 、炉管材质、燃烧器 的选择要综合考虑； 流速的选择主要考虑减少压降和 避免结焦两个方面；对管架的热膨胀，炉衬结构以及 余热回收系统的布置都比普通加热炉更复杂。 参考文献 [ 1]钱 家麟等． 管式加热 炉 l M] ． 第 二版． 北 京 中国石 化出版社 ， 2 0 0 3 3 8 6 3 9 0 ． [ 2] 古大 田，方子风等． 化工设备设计全书 废热锅炉 [ MHE 京化 学工业出版社 ，2 0 0 2 0 9 2 4 0 2 7 8 ． [ 3] 朱文学． 热风炉原理与技术[ M】 ． 北京化学工业出版社，2 0 0 5 0 h 1 56-1 64