淺談?dòng)蜌饣厥占夹g(shù)的應(yīng)用

劉 瑋

(中石化南陽(yáng)能源化工有限公司 ， 河南 南陽(yáng) 473132)

淺談?dòng)蜌饣厥占夹g(shù)的應(yīng)用

劉 瑋

(中石化南陽(yáng)能源化工有限公司 ， 河南 南陽(yáng) 473132)

對(duì)南陽(yáng)能源化工有限公司汽車(chē)鶴管裝車(chē)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，改造后油氣處理最終尾氣濃度及相關(guān)設(shè)施設(shè)計(jì)達(dá)到了《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB31570-2015)和《油品裝載系統(tǒng)油氣回收設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB 50759-2012)的規(guī)定要求，油氣回收去除效率≥97%，排放尾氣濃度中非甲烷總烴的濃度不得高于25 g/m3。

環(huán)境保護(hù) ； 油氣回收 ； 甲烷總烴 ； 濃度

0 前言

根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)分析，裝車(chē)油氣損耗與氣溫有很大的關(guān)系，冬夏的損失差別很大，裝車(chē)油氣損耗為總量的1‰～2‰，即本裝車(chē)臺(tái)損耗150～300 t，若按回收90%計(jì)算，每年可回收135～270 t。

1 改造前存在問(wèn)題

石油屬于不可再生資源，是我國(guó)的主要能源之一。油品在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過(guò)程中造成的損耗導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失巨大。根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)材料，油品在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中蒸發(fā)損耗量占原油加工量的0.26%～0.34%。

汽油灌裝時(shí)排放的油氣含量一般為0～1 430 g/m3(0～50%) ，平均約為858 g/m3(30%) ，設(shè)計(jì)時(shí)取油氣濃度為990 g/m3(34.53%) ，油品的蒸發(fā)不僅造成油品數(shù)量的損失，還可導(dǎo)致油品質(zhì)量的下降，當(dāng)汽油蒸發(fā)損耗1%時(shí)，蒸餾曲線10%餾出溫度要上升2.78℃，辛烷值降低一個(gè)單位，從而使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)工作性能變壞，加速汽油氧化，增加汽油膠質(zhì)，汽油消耗加大。此外，油品的蒸發(fā)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，存在爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)。

為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》和《中華人民共和國(guó)大氣污染防治法》 ，保護(hù)環(huán)境，保障人體健康，改善大氣環(huán)境質(zhì)量，防治污染，促進(jìn)石油煉制工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和可持續(xù)發(fā)展， 并參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 《油品裝載系統(tǒng)油氣回收設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 、《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》和《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 ，同時(shí)結(jié)合南陽(yáng)能源化工有限公司儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施的具體情況，需增設(shè)裝車(chē)設(shè)施增設(shè)油氣回收系統(tǒng)。

油氣回收是節(jié)能環(huán)保型高新技術(shù)，運(yùn)用該技術(shù)回收油氣，不僅能提高能源的利用率、減小大氣的污染、消除安全隱患，而且具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 改造措施

2.1 規(guī)模的確定

油氣回收裝置用于對(duì)汽油、溶劑油和石腦油油氣的回收處理，油氣回收裝置的處理量，取決于裝油泵輸送能力。

一個(gè)股票有沒(méi)有機(jī)構(gòu)在活動(dòng)？有沒(méi)有新資金介入？這些問(wèn)題應(yīng)該怎么看？筆者下面介紹一下自己的方法和步驟，分為“動(dòng)態(tài)看盤(pán)”和“靜態(tài)看盤(pán)”兩種。

現(xiàn)南陽(yáng)能源化工有限公司有汽油裝車(chē)泵4臺(tái)， 流量分別為100、 140、140、50 m3/h；溶劑油裝車(chē)泵2臺(tái)，裝車(chē)泵流量均為60 m3/h，石腦油裝車(chē)泵2臺(tái)，裝車(chē)泵流量均為80 m3/h。根據(jù)裝車(chē)臺(tái)裝運(yùn)情況，一般情形是汽油裝車(chē)泵、溶劑油裝車(chē)泵、石腦油裝車(chē)泵均只啟動(dòng)1臺(tái)同時(shí)裝車(chē)，考慮到汽油裝車(chē)鶴位較多，在市場(chǎng)銷(xiāo)售高峰期，1臺(tái)泵不能滿足裝車(chē)需求，總計(jì)按4臺(tái)泵同時(shí)裝車(chē)確定油氣回收裝置的總處理量。按氣液比1.05∶1考慮，正常工作狀態(tài)下油氣排放量(4臺(tái))400Nm3/h。實(shí)際進(jìn)行裝車(chē)作業(yè)過(guò)程，可以人為控制車(chē)輛進(jìn)出的順序，保證某一品種油品的裝車(chē)不出現(xiàn)聚堆現(xiàn)象，以利于油氣回收裝置在合適的處理量下運(yùn)行。既保證了各種工況下對(duì)揮發(fā)油氣的處理，又合理地控制了一次性投資。

2.2 工藝方案的確定

目前，國(guó)內(nèi)外使用的油氣回收方法主要有吸收法、吸附法、膜分離法、冷凝法，或者是基于這4種方法的組合。根據(jù)各種油氣回收方法的使用情況，目前推薦使用的油氣回收方法有：①吸附+吸收。吸附+吸收法油氣回收系統(tǒng)主要通過(guò)活性炭吸附法來(lái)回收油氣，活性炭吸附回收油氣的機(jī)理為利用吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的選擇性來(lái)吸附油氣。②冷凝+吸附。冷凝+吸附法油氣回收系統(tǒng)主要是利用制冷劑通過(guò)熱交換器進(jìn)行冷凝回收油品。該方法采用多級(jí)連續(xù)冷卻方法降低油氣溫度，使之凝聚為液體回收。③低溫柴油吸收。柴油吸收法油氣回收系統(tǒng)主要通過(guò)柴油來(lái)回收油氣。

對(duì)以上三種方法在運(yùn)行費(fèi)用、占地面積、溫度控制、材料更換周期、安全性及操作方便性上考慮，結(jié)合南陽(yáng)能源化工有限公司總發(fā)油量，選擇了冷凝+吸附工藝。

3 原理及改造方案

3.1 工作原理

“冷凝+吸附”法油氣回收工藝是利用制冷技術(shù)，先將油氣逐級(jí)從常溫冷卻到-75～-25 ℃，使大部分油氣液化回收，剩余極少量油氣經(jīng)過(guò)吸附罐通過(guò)特定吸附工藝進(jìn)行吸附。整機(jī)系統(tǒng)通過(guò)以上過(guò)程不斷循環(huán)，從而達(dá)到油氣連續(xù)冷卻分凝回收，同時(shí)確保揮發(fā)油氣達(dá)標(biāo)排放。

制冷原理： 制冷系統(tǒng)工作時(shí)由壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器被冷凝成高壓過(guò)冷液體， 經(jīng)膨脹閥節(jié)流降壓變成低溫低壓的汽液兩相混和物進(jìn)入蒸發(fā)器，制冷劑在其內(nèi)蒸發(fā)并吸收通過(guò)蒸發(fā)器的油氣之熱量，使流經(jīng)蒸發(fā)器的油氣得以降溫，利用物質(zhì)在不同溫度下的蒸氣壓差異，通過(guò)降溫使油氣組分達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)冷凝成液態(tài)直接回收，冷凝后的低濃度氣體進(jìn)入吸附系統(tǒng)吸附處理。同時(shí)制冷劑充分汽化后再被壓縮機(jī)吸入壓縮室進(jìn)入下一輪循環(huán)。 整機(jī)系統(tǒng)通過(guò)以上過(guò)程不斷循環(huán)，從而達(dá)到油氣連續(xù)降溫回收的目的。

吸附原理：吸附工藝是利用吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的選擇性，即油氣—空氣混合氣中各組分與吸附劑之間結(jié)合力強(qiáng)弱的差別， 使難吸附的空氣組分與易吸附的油氣組分分離。 同時(shí)利用吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附容量隨壓力(或溫度)變化而有差異的特性，脫附這些油氣而使吸附劑獲得再生，整個(gè)過(guò)程包括吸附和再生兩個(gè)基本操作。

3.2 工藝流程

油罐車(chē)發(fā)油過(guò)程中，混合油氣密閉回收，通過(guò)鶴管氣相線匯入油氣氣相總線，油氣氣相總線設(shè)置壓力變送并與油氣回收裝置中風(fēng)泵聯(lián)鎖， 通過(guò)變頻調(diào)節(jié)風(fēng)泵抽吸能力。吸入的油氣通過(guò)冷凝吸附系統(tǒng)：在冷凝系統(tǒng)中，二級(jí)制冷溫度降至-75 ℃，氣態(tài)油氣變?yōu)橐簯B(tài)油；剩余氣體通過(guò)吸附系統(tǒng)，達(dá)標(biāo)氣體向高空排放。從冷凝吸附系統(tǒng)出來(lái)的液態(tài)油進(jìn)入集油罐經(jīng)泵打回儲(chǔ)罐。

3.3 裝置處理參數(shù)

環(huán)境溫度(最小/最大)：-25/+45 ℃；相對(duì)濕度： 20%～95%；年操作時(shí)數(shù)：2 800h；處理氣量：400Nm3/h；進(jìn)氣濃度：0～40%(體積分?jǐn)?shù))；回收率：≥97%；裝機(jī)電功率：380V，50Hz，44kW；占地：6.7m×2.2m；裝機(jī)質(zhì)量：6 500kg；活性炭正常使用壽命：10年；整機(jī)使用壽命：18年；噪音值：距離油氣回收設(shè)備外5m，噪音值小于85dB(A)。

3.4 改造內(nèi)容

3.4.1 鶴管改造

原有10套裝車(chē)鶴管，改造后變?yōu)?套：其中，汽油裝車(chē)鶴管5套，此次4套改為密閉下裝鶴管，1套改為密閉上裝鶴管；石腦油改為1套密閉鶴管、溶劑油改為2套密閉套鶴管。即： 7套改為密閉下裝鶴管，1套改為密閉上裝鶴管。

3.4.2 新增油氣回收裝置

新增一套油氣回收裝置來(lái)回收處理汽油、溶劑油、石腦油共8個(gè)鶴位的裝車(chē)油氣。 油氣回收設(shè)施整體屬成套撬裝式裝置，平面布置于輕油臺(tái)和重油臺(tái)之間，靠近管廊側(cè)。

針對(duì)此項(xiàng)目配套專業(yè)主要內(nèi)容如下：工藝專業(yè)：新增管線沿管帶采用管架、管墩敷設(shè)。局部新增管墩、管架。管線采用焊接，以保證管線的嚴(yán)密性、堅(jiān)固和使用可靠，但管線與設(shè)備連接處采用法蘭連接，管道按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-2008 的要求設(shè)置靜電接地裝置，將靜電及時(shí)釋放，防止靜電積聚引發(fā)事故。

自控專業(yè)：①鶴管油氣回收線上增設(shè)氣動(dòng)閥(8套) ，并將信號(hào)引入油氣回收裝置的PLC控制系統(tǒng)，油氣回收裝置的PLC控制系統(tǒng)再通過(guò)通訊線與原定量裝車(chē)系統(tǒng)連接。 ②撬裝油氣回收設(shè)備成套儀表與PLC控制系統(tǒng)電纜敷設(shè)。 ③油氣回收裝置部分設(shè)置可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警器。

4 改造效果

南陽(yáng)能源化工有限公司輕油臺(tái)年裝車(chē)總量為14.8萬(wàn)t，裝車(chē)油氣損耗150～300t，若按回收90%計(jì)算，每年可回收135t左右。采用冷凝吸附法回收油氣，尾氣濃度中非甲烷總烴的質(zhì)量濃度達(dá)到了≤25g/m3，去除率≥97%，滿足了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《油品裝載系統(tǒng)油氣回收設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》 (GB50759-2012)和《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB31570-2015) 。

直接效益：①年約回收油品135t，回收油品的單價(jià)為6 000元/t，節(jié)約費(fèi)用為81萬(wàn)元。②整體撬裝油氣回收裝置的裝機(jī)功率為52.8kW，運(yùn)行功率為30.8kW。電的費(fèi)用為0.874元/kW·h，則電的年消耗費(fèi)用約7.5萬(wàn)元。則可節(jié)省費(fèi)用73.5萬(wàn)元。③本項(xiàng)目的靜態(tài)投資為360萬(wàn)元/年。則投資回收期為4.89年。因本項(xiàng)為環(huán)保項(xiàng)目，建設(shè)后使油氣回收設(shè)施的尾氣中非甲烷總烴的去除率、排放濃度滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到回收油氣資源、減少向環(huán)境排放VOCs。

5 結(jié)論

輕油灌裝過(guò)程中會(huì)排放一定濃度的油氣，即揮發(fā)性有機(jī)物，一般以非甲烷總烴濃度、排放量衡量。本裝置將輕油灌裝過(guò)程中產(chǎn)生的油氣密閉收集，經(jīng)過(guò)多級(jí)冷卻，將油氣從常溫冷卻到-75～70 ℃，使大部分油氣從氣相轉(zhuǎn)為液相回收利用；剩余極少量油氣通過(guò)特定工藝吸附消解，使尾氣中非甲烷總烴的去除率、排放濃度滿足相應(yīng)的排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到回收油氣資源、減少向環(huán)境排放VOCs的目的。改造后取得了良好的效果，可回收部分油品，環(huán)保效果顯著，在同類裝置具有應(yīng)用推廣價(jià)值。

2016-11-02

劉 瑋(1975-)，女，化工工程師，從事煉油化工生產(chǎn)管理，電話：13523670233。

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1003-3467(2017)01-0054-03