碼頭原油油氣回收吸收法的技術研究

苗健松

摘要：在國內(nèi)外低油價的刺激下，我國的原油進口量迎來了自2010年以來的最大增幅。面對日益龐大的原油進口量，隨之相應的便是在油品運輸裝卸過程中產(chǎn)生的大量油品蒸發(fā)損耗量。在碼頭原油全年不斷地收發(fā)過程中，會有一大部分油氣不可避免地逸散到空氣中。這些油氣不僅會威脅到員工的身心健康，給企業(yè)造成經(jīng)濟損耗，同時也會嚴重污染環(huán)境，因此，開展碼頭原油油氣回收工作對保障油品儲運行業(yè)節(jié)能高效發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。本文主要分析探討了碼頭原油油氣回收吸收法的技術，以供參閱。

關鍵詞：碼頭原油；油氣回收；吸收法；技術

由于原油開采數(shù)量的越來越多，原油逐漸呈現(xiàn)出下降的趨勢，而船運也與陸地運輸和管道運輸一樣，成為我國原油運輸?shù)闹匾块T之一。由于原油在裝船的過程中會產(chǎn)生許多高濃度的油氣泄露，不僅降低了油氣企業(yè)的經(jīng)濟效益，還造成了原油資源的浪費，原油油氣泄露造成的環(huán)境污染，也嚴重威脅到了周邊居民的正常生活。因此，對碼頭原油油氣回收吸收法技術的研究就顯得更加重要。

1碼頭原油油氣回收吸收法的技術

1.1直接燃燒法

直接燃燒法的主要工藝只是控制油氣的排放，并不能對油氣進行回收。對于碼頭而言，燃燒處理的方法主要為火炬燃燒，火炬燃燒的方式又包括開放式和封閉式兩種。開放式火炬沒有封閉的燃燒器，直接安裝在豎直的煙囪上，具體可以分為TO和RTO兩種方式。TO的工作原理是油氣經(jīng)緩沖罐后通過液環(huán)壓縮機增壓后進入到水封罐，氣體破水封后進入到焚燒爐中與空氣配比后在燃燒爐中（操作溫度一般為11000C）充分燃燒，最后利用換熱器直接換熱降溫（溫度降至180℃后排放）。RTO是利用陶瓷續(xù)熱的燃燒方式，適用于低熱值氣體，特點是占地面積大，維修成本高。另一種為封閉式燃燒法，燃燒器采用內(nèi)壁耐火材料的外殼將火焰圍住，一方面能夠有效控制燃燒速度，另一方面也可以提高處理效率。國內(nèi)在直接燃燒法領域比較成功的是臺灣凱鴻集團，主要負責工業(yè)危廢處理系統(tǒng)，VOC處理系統(tǒng)，焚燒系統(tǒng)，火炬系統(tǒng)和污泥干化等等。

1.2吸附法

當兩相組成一個體系時，一種物質(zhì)的分子，原子或者離子能夠自動地附著在另一種物質(zhì)表面上，或者某物質(zhì)在界面層中濃度能夠自動發(fā)生變化，從而出現(xiàn)兩相界面。吸附現(xiàn)象產(chǎn)生的原理是把在兩相界面處產(chǎn)生積累的成分收集。按照吸附作用力性質(zhì)的不同，吸附可以分為物理吸附，化學吸附和離子交換吸附，油氣回收領域主要討論的是物理吸附的問題1231。吸附法用于油氣回收設備中效果比較顯著的是利用活性炭，硅膠或活性纖維等吸附劑，這些吸附劑是改變油氣和空氣混合氣的吸附力來實現(xiàn)油氣與空氣的分離。

1.3吸收法

吸收法不同于吸附法的地方在于：它是利用液體吸收劑在一定的溫度和壓力下，對油氣中烴類成分進行油氣的吸收處理，這種液體吸收劑的特點是具有良好吸收性能和解吸性能。吸收法的原理實際上是根據(jù)烴蒸氣在吸收劑中具有一定的溶解度而能夠被吸收，一般這種傳質(zhì)的過程是高濃度烴蒸氣從下部進入吸收塔與吸收塔內(nèi)的吸收劑逆流接觸。原油油氣的吸收法目前使用效果最好的是日本的“冷凝-吸收-燃燒，工藝，直接通過設計的處理設備TVR實現(xiàn)油氣的處理。

1.4膜分離法

膜分離法的原理是根據(jù)氣體組分分子在薄膜內(nèi)擴散能力的不同即滲透速率的不同來實現(xiàn)氣體組分分子與空氣的分離。影響膜分離法處理效率的因素主要有：膜的材料及結(jié)構、處理過程中的壓力以及油氣的濃度有關。由于國外膜成本較高，而國內(nèi)膜技術處于起步階段，國內(nèi)膜材料適用壽命短，對于規(guī)模較大的油氣回收裝置，設備的一次投資費用及維護均高于其他工藝叫。

1.5冷凝法

冷凝法的原理是根據(jù)各氣體組分在不同溫度下的蒸汽壓差異，使用降溫的方法將油氣中的烴類蒸汽壓在達到過飽和狀態(tài)之后冷凝為液態(tài)，最終實現(xiàn)回收。冷凝法比較常用的方式是連續(xù)冷卻法，按照預冷和機械制冷等步驟來實現(xiàn)，根據(jù)揮發(fā)氣的成分和油氣濃度限值來確定冷凝裝置的最低溫度。預冷器是單級冷卻裝置，一般能使油氣溫度從環(huán)境溫度降至4攝氏度，大部分水汽凝結(jié)為水除去之后，剩余的氣體離開預冷器后再進入淺冷級，進入淺冷級的氣體溫度冷卻至-30℃～-50℃，離開淺冷層再進入深冷級的油氣一般冷卻至一73℃～-110℃。

2吸收法在碼頭原油油氣回收中的技術優(yōu)勢

對原油進行裝船作業(yè)時，碼頭原油油氣回收主要包括以下幾部分：1）安全單元；2）油氣輸送單元；3）油氣回收存儲單元。界區(qū)劃分圖如下圖1所示：

碼頭相對于岸上油氣回收的特點是：碼頭的占地空間小，同時裝卸過程中產(chǎn)生的油氣處理量大。另外，原油油氣本身也具有濃度高和成分復雜的特點。針對以上所提出的5種油氣處理方法，首先，如果燃燒法用于碼頭的處理裝置中，只能實現(xiàn)原油油氣的處理，并不能實現(xiàn)資源的回收；其次，由于直接燃燒法所需要的占地面積和處理量大，因此不適宜碼頭使用。冷凝法只適用于高濃度烴蒸氣的回收，成本和能耗較高，因此不適用與規(guī)模較大的油氣回收裝置I3sl。膜分離法目前應用廣泛的領域是加油站的汽油油氣回收，因此碼頭原油油氣的回收不適宜采用膜分離法的回收技術。如果在碼頭上使用吸附法，一方面，雖然吸附分離的優(yōu)點是可以使油氣濃度控制在一個很小的指標內(nèi)，但是進口濃度難以達到，從而會影響到處理量網(wǎng)；另一方面，大量的原油油氣會使吸附劑在短時間內(nèi)實現(xiàn)飽和，從而回收效率大大降低。而吸收法的優(yōu)點是占地面積適中，可以吸收大量的原油油氣，吸收劑不容易飽和。故而，吸收法在碼頭原油的油氣回收中優(yōu)點較為突出，對于企業(yè)來講，吸收法的成本也相對較低。

3結(jié)束語

綜上所述，每一種原油油氣回收方法技術都具有自身的特點以及優(yōu)劣性。隨著原油供給量的逐漸加大，對于原油油氣回收工藝的要求也就越來越高，單一的油氣回收方法勢必無法滿足油氣運輸不斷發(fā)展的要求。因此，碼頭原油油氣回收工藝方案在未來的研發(fā)過程中，要加強各類方法之間的組合運用，大力研發(fā)有機溶劑吸收液。

參考文獻：

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[2]高建豐，蔡雅雯.碼頭原油油氣回收吸收劑的對比應用[J].廣州化工.2016（07）.

[3]秦玉潔.淺談碼頭原油油氣回收工藝方案研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量.2017（02）.

（作者單位：天津港石油化工碼頭有限公司）