油氣吸收劑及其工業(yè)應(yīng)用探析

劉 迪，鄭宗能

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 833600)

?

油氣吸收劑及其工業(yè)應(yīng)用探析

劉 迪，鄭宗能

(克拉瑪依職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 克拉瑪依 833600)

指出了在吸收法油氣回收工藝中吸收劑是關(guān)鍵也是難點(diǎn)，其性能直接影響著油氣的回收效果。詳細(xì)闡述了吸收法油氣回收技術(shù)中常用的油系列吸收劑和為油氣吸收而開發(fā)的專用吸收劑，以及這些吸收劑在工業(yè)上的應(yīng)用。概述了油氣吸收劑的技術(shù)進(jìn)展，展望了油氣吸收劑正往改性優(yōu)化和新吸收劑開發(fā)上發(fā)展。

油氣回收；吸收法；吸收劑

1　引言

吸收技術(shù)在油氣回收領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，其具有原理簡(jiǎn)單、回收效果良好、投資成本低等優(yōu)點(diǎn)。在吸收法油氣回收工藝中，吸收劑的性能直接影響著油氣的回收效果。油品蒸發(fā)損耗產(chǎn)生的油氣屬于揮發(fā)性有機(jī)物范疇，所以大部分用于治理揮發(fā)性有機(jī)物的吸收劑也都適用于油氣的治理。目前在吸收法回收油氣工藝中常用的吸收劑有：柴油、汽油、煤油、機(jī)油等油系列吸收劑，還有AbsFOV-97、SOVUR等一些專門針對(duì)油氣回收而開發(fā)的有機(jī)溶劑。油氣吸收劑應(yīng)具備以下一些優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)油氣的溶解度大，吸收效果好；②沸點(diǎn)較高，在常溫吸收操作中自身損耗率低；③穩(wěn)定性好，不易發(fā)生質(zhì)變；④再生性能良好，再生過程中損耗少，可多次循環(huán)使用；⑤安全性能良好，毒性小，腐蝕性低。本文作者綜述了吸收法油氣回收領(lǐng)域中常用的油氣吸收劑及其工業(yè)應(yīng)用，以期為油氣吸收劑的篩選和改性提供一定的參考。

2　油系列吸收劑

柴油是柴油機(jī)的燃料，對(duì)揮發(fā)性有機(jī)廢氣有較好的吸收效果，而且還具有沸點(diǎn)高、餾程寬、成本低等眾多優(yōu)點(diǎn)。在吸收法油氣回收領(lǐng)域，柴油吸收劑有廣泛的應(yīng)用和研究。喬海霞[1]介紹了一套輕油計(jì)裝車間油氣回收裝置，該套油氣回收裝置采用常溫柴油作為吸收劑，揮發(fā)油氣通過管路進(jìn)入吸收塔內(nèi)與吸收塔頂部噴淋下的貧柴油吸收劑逆流接觸，油氣中的烴組分被吸收。經(jīng)吸收后的貧氣排入大氣中，吸收油氣后的富柴油吸收劑進(jìn)入富油罐。高錦鵬等[2]設(shè)計(jì)搭建了一套油氣揮發(fā)及回收裝置，采用揮發(fā)性低的常二柴油作為吸收劑。該套實(shí)驗(yàn)裝置從實(shí)際氣體狀態(tài)方程出發(fā)，研究油氣損失與溫度、壓力、體積等的關(guān)系，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，并由此數(shù)學(xué)模型估算出沈陽市全年油氣的損失量。楊正山[3]介紹了一套采用吸收法油氣回收裝置，該裝置使用常減壓蒸餾裝置柴油作為油氣吸收劑，油氣主要成分為C4、C5和C6，使用常溫常壓吸收法油氣回收技術(shù)，將吸收后的富柴油送至加氫原料罐作為加氫裝置的進(jìn)料使用。該套油氣回收裝置的回收效率可達(dá)83.2%。廖昌建等[4]采用柴油餾分油作為吸收劑，系統(tǒng)研究了WS柴油餾分油吸收油氣的工藝條件，根據(jù)組合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理安排了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，對(duì)吸收劑溫度、液氣比和塔板數(shù)等因素對(duì)吸收油氣的影響作出了擬合關(guān)聯(lián)方程，得到了WS柴油餾分油吸收油氣的最佳工藝條件：吸收溫度10.6 ℃、液氣比56.25 L/m3、理論板3塊，油氣的回收率達(dá)到98.4%，該模擬計(jì)算的結(jié)果已應(yīng)用到了工業(yè)裝置設(shè)計(jì)中，由此設(shè)計(jì)出的裝置運(yùn)轉(zhuǎn)效果良好。柴油是油氣及有機(jī)廢氣回收治理的良好吸收劑，但也存在一些缺點(diǎn)，如吸收效率不夠高、自身損耗嚴(yán)重、不宜再生及循環(huán)利用等因素。

汽油、煤油、機(jī)油等一些油品也可作為吸收劑用于油氣的治理。低溫條件下的煤油對(duì)丁二烯有著良好的吸收效果，可以用作回收丁二烯的吸收劑。從吸收塔出來的富煤油吸收劑可以在高溫狀態(tài)通過真空閃蒸將丁二烯進(jìn)行解吸。K.Poddar等[5]使用硅油及高溫?zé)釋?dǎo)油作為吸收劑用于VOCs的處理。硅油和高溫?zé)釋?dǎo)油都具有很好的穩(wěn)定性及低蒸氣壓，是吸收法治理VOCs氣體的良好吸收劑。

3　有機(jī)溶劑吸收劑

油氣回收專用有機(jī)溶劑是專門針對(duì)回收油氣而開發(fā)的吸收劑。黃維秋等[6]開發(fā)研制出了一種性能良好、適用在常溫吸收法油氣回收工藝中使用的油氣回收專用吸收劑AbsFOV-97。經(jīng)與國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有油氣吸收劑對(duì)比試驗(yàn)表明，該專用吸收劑的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。日本公司生產(chǎn)的SOVUR吸收劑是用于吸收法油氣回收裝置的特殊溶液，該吸收劑是一種添加了有機(jī)成分的石油產(chǎn)品溶劑，具有易于溶解輕烴的特點(diǎn)[7]。

除了一些油氣回收專用有機(jī)溶劑外，還有一些有機(jī)溶劑用于油氣及揮發(fā)性有機(jī)物的回收及治理中。常見用于有機(jī)廢氣治理的吸收劑有多元醇、二甲亞礬、環(huán)丁礬、碳酸丙烯酯等，還有一些轉(zhuǎn)為特定有機(jī)廢氣回收治理而開發(fā)的吸收劑。劉暢[8]采用吸收法，以DMF(二甲基甲酰胺)、DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)作為吸收劑對(duì)合成革有機(jī)廢氣進(jìn)行了治理研究。使用氣相色譜法測(cè)定丁酮、甲苯等物質(zhì)在DMF、DBP中的亨利系數(shù)。經(jīng)計(jì)算與評(píng)價(jià)后，最終選擇DMF作為有機(jī)廢氣的吸收劑。邱挺等[9]采用一種新型吸收劑(FBDO)治理有機(jī)廢氣。FBDO具有溶解度大、抗氧性好、粘度小等特點(diǎn)，成本低廉是一種可再生的溶劑和能源。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明FBDO新型吸收劑性能良好，可以很好的處理乙酸丁酯、丁酮等物質(zhì)產(chǎn)生的污染問題。Philippe等[10]使用β-CD(β-環(huán)糊精)作為吸收劑對(duì)有機(jī)廢氣的治理進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，β-CD對(duì)甲苯具有良好的吸收性能，去除率可達(dá)到95%以上，是水作為吸收劑吸收效率的250倍。

4　油氣吸收劑展望

油氣吸收劑的吸收效果直接關(guān)系到吸收法油氣回收工藝的回收效果、投資成本、運(yùn)行費(fèi)用及安全性。目前在吸收法油氣回收工藝中，吸收劑大多采用柴油或油氣專用吸收劑，但現(xiàn)階段這些吸收劑都不太完善，還有待進(jìn)一步進(jìn)行改性和優(yōu)化研究，如通過吸收劑改性提高吸收效率，降低成本。新型油氣吸收劑的開發(fā)也是今后發(fā)展的重點(diǎn)方向，如將有機(jī)廢氣治理中效果良好的吸收劑針對(duì)油氣的特點(diǎn)進(jìn)行研究，以便這些新型吸收劑將來能更加科學(xué)、合理地應(yīng)用于吸收法油氣回收工藝中。

[1]喬海霞．常溫柴油吸收法油氣回收裝置運(yùn)行分析與建議[J]．河南化工，2009，26(6)：33～34．

[2]高錦鵬，龍小柱，王長(zhǎng)松，等．一種油氣損失模型的建立[J]．化學(xué)工程與裝備，2010(2)：24～26．

[3]楊正山．柴油吸收法油氣回收裝置的工藝特點(diǎn)及應(yīng)用[J]．煉油技術(shù)與工程，2007，37(5)：40～42．

[4] 廖昌建，王明星，劉忠生．吸收法回收油氣工藝優(yōu)化模擬計(jì)算[J]．當(dāng)代化工，2010，39(6)：678～680．

[5]Poddar T K, Majumdar S, Sirkar K K. Removal of VOCs from air by membrane-based absorption and stripping[J]. MEMBARANE SCIENCE, 1996, 120(2): 221～237.

[6] 趙書華，黃維秋，徐燕平，等．常溫常壓吸收法油氣回收裝置的開發(fā)與應(yīng)用[J]．江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，18(4)：8～10．

[7] 童健昆，唐良桂．油氣回收的必要性和主要油氣處理設(shè)備介紹[J]．石油商報(bào)，2002，20(5)：28～30．

[8] 劉暢．吸收法治理合成革有機(jī)廢氣問題研究[D]．杭州：浙江大學(xué)，2006.

[9] 邱挺，刁春燕，王良恩．FBDO新型吸收劑治理有機(jī)廢氣的工藝研究[J]．福州大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，33(1)：105～109．

[10]Blach P, Fourmentin S, Landy D, et al. Cyclodextrins: A new efficient absorbent to treat waste gas streams[J]. Chemosphere, 2008, 70(3): 374～380.

Analysis on Industrial Application of Oil Vapor Absorbents

Liu Di，Zheng Zongneng

(KelamayVocational&TechnicalCollege，Kelamay,Xinjiang833600，China)

This paper pointed out that the performance of absorbents was key to the technology of absorption in oil vapor recovery, which directly affected the recovery result. Some frequently used oil vapor absorbents were systemically introduced and their industrial application were also discussed. We summarized the technological development of oil vapor absorbents, and forecasted that the future research on the oil vapor absorbents would lie on the optimization of the current absorbents and on the foundational and systematical investigation of the new oil vapor absorbents.

oil vapor recovery; absorption; absorbents

2016-07-15

劉迪(1987—)，女，助教，碩士，主要從事油氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)相關(guān)的研究工作。

TE992.1

A

1674-9944(2016)16-0267-02