油氣儲(chǔ)運(yùn)中油氣回收技術(shù)的應(yīng)用研究

文/李科

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的加快，對(duì)油氣資源的需求顯著擴(kuò)大，推動(dòng)了油氣行業(yè)的整體進(jìn)步。受油氣資源揮發(fā)性的影響，在油氣儲(chǔ)運(yùn)中往往出現(xiàn)明顯的蒸發(fā)與損耗問(wèn)題，不但浪費(fèi)大量的油氣資源，還會(huì)污染到地區(qū)生態(tài)環(huán)境。針對(duì)這種情況，要充分重視油氣儲(chǔ)運(yùn)的資源損耗問(wèn)題，深入研究和積極應(yīng)用油氣回收技術(shù)，高效回收油氣資源，提升油氣儲(chǔ)運(yùn)的效率和效益。油氣儲(chǔ)運(yùn)是連接油氣生產(chǎn)、加工、分配與銷售的重要環(huán)節(jié)，很容易產(chǎn)生油氣蒸發(fā)損耗問(wèn)題，不但污染周圍環(huán)境，也會(huì)威脅人員身體健康，增高安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。因此，要在油氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)積極應(yīng)用油氣回收技術(shù)，控制油氣資源的蒸發(fā)與損耗，促使油氣資源利用率得到大幅度提升，推動(dòng)我國(guó)油氣行業(yè)的綠色健康發(fā)展。

1.油氣損耗的成因、危害以及回收意義

1.1 成因。通常情況下，可從這些方面分析油氣儲(chǔ)運(yùn)中的耗損原因：第一，小呼吸損耗。外界溫度、壓力會(huì)對(duì)儲(chǔ)存罐產(chǎn)生影響，如增加蒸汽壓力、提升空氣濃度等，隨之加快油氣蒸發(fā)速度，產(chǎn)生油氣損耗問(wèn)題。第二，大呼吸損耗。待儲(chǔ)存罐進(jìn)油后，將會(huì)升高罐內(nèi)油氣，逐漸減少空氣，隨之增加罐內(nèi)壓力。若產(chǎn)生超出儲(chǔ)存罐控制閥承受能力的壓力，則會(huì)有跑氣現(xiàn)象出現(xiàn)，損耗大量的油氣。而在油氣對(duì)外輸送過(guò)程中，則會(huì)急劇減少罐中油氣，增加罐內(nèi)空間，隨之降低罐內(nèi)壓力。若罐內(nèi)壓力比呼吸閥的控制能力小，外界空氣將會(huì)進(jìn)入到儲(chǔ)存罐內(nèi)，融合油氣后產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象，降低油氣品質(zhì)量[1]。第三，油氣黏度與儲(chǔ)存罐溫度。油氣黏度是影響油氣分子摩擦的主要因素，若儲(chǔ)存罐內(nèi)油氣具有較大黏度，則會(huì)加劇分子摩擦，增加油氣黏附力，隨之導(dǎo)致粘連情況出現(xiàn)于儲(chǔ)存罐內(nèi)，發(fā)生大量損耗問(wèn)題。同時(shí)，若儲(chǔ)存罐溫度過(guò)高，則會(huì)導(dǎo)致油氣運(yùn)動(dòng)值、油氣密度等大幅度提升，加劇油氣分子運(yùn)動(dòng)和油氣蒸發(fā)，產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p耗問(wèn)題。

1.2 危害。在油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，受油氣特性、儲(chǔ)運(yùn)容器、環(huán)境條件等諸多因素的影響，容易產(chǎn)生較大的蒸發(fā)損耗量，導(dǎo)致企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本明顯增大，無(wú)法保證油氣儲(chǔ)運(yùn)效率和安全。一方面，油氣損耗會(huì)在極大程度上影響到周圍環(huán)境，降低空氣質(zhì)量，嚴(yán)重威脅到民眾的身體健康。操作人員如果長(zhǎng)期在夾雜著油氣煙霧的環(huán)境中工作，將容易患上特殊性疾病。另一方面，油氣逸出會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)、爆炸概率大幅度提升，無(wú)法保證人員作業(yè)安全。此外，油氣逸出還會(huì)降低油品的整體密度與質(zhì)量，與相關(guān)技術(shù)指標(biāo)難以符合，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、健康發(fā)展造成不利影響[2]。

1.3 重要意義。近些年來(lái)，全社會(huì)日趨重視生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，國(guó)家專門出臺(tái)了一系列環(huán)境保護(hù)政策，要求深入推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)工作，不斷提升環(huán)境質(zhì)量。通過(guò)在油氣儲(chǔ)運(yùn)中應(yīng)用油氣回收技術(shù)，能夠控制油氣蒸發(fā)損耗造成的環(huán)境污染問(wèn)題，推動(dòng)企業(yè)、社會(huì)的綠色發(fā)展。同時(shí)，油氣資源具備非再生性特點(diǎn)，如果放任不管蒸發(fā)損耗，將會(huì)加劇供需矛盾，影響到我國(guó)能源安全。因此，油氣企業(yè)要積極引進(jìn)現(xiàn)代回收技術(shù)，對(duì)資源損耗浪費(fèi)問(wèn)題進(jìn)行有效控制，在提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，促進(jìn)節(jié)能減排、低碳發(fā)展等戰(zhàn)略的深度落實(shí)。此外，揮發(fā)性組分含有較多的有害物質(zhì)，如果長(zhǎng)期得不到有效控制，將會(huì)引發(fā)中毒、病變等問(wèn)題。而通過(guò)應(yīng)用油氣回收技術(shù)，能夠提升工作場(chǎng)所的環(huán)境質(zhì)量，保障油氣生產(chǎn)作業(yè)人員的安全健康。

2.油氣儲(chǔ)運(yùn)中的常用油氣回收技術(shù)

2.1 吸收法。油中烴類氣體的組成部分具有不同的溶解度，結(jié)合這一特性和原理可以對(duì)部分烴類氣體進(jìn)行分離[3]。近些年來(lái)，油吸收技術(shù)的類型顯著增多，對(duì)油氣回收領(lǐng)域發(fā)展起到了明顯的推動(dòng)作用。其中，低溫吸收與常溫吸收在油氣回收中應(yīng)用最為廣泛。溫度是低溫吸收與常溫吸收的主要區(qū)別，工作人員要結(jié)合實(shí)際環(huán)境條件，靈活選擇和應(yīng)用回收技術(shù)。如果在一般的環(huán)境條件下，適宜采用常溫吸收技術(shù)。若于高壓狀態(tài)下實(shí)施生產(chǎn)作業(yè)，則要將低溫吸收技術(shù)運(yùn)用過(guò)來(lái)，借助于冷卻裝置對(duì)天然氣中的重組分進(jìn)行吸收。但要注意的是，低溫吸收技術(shù)具有相對(duì)較為復(fù)雜的工藝流程，操作難度相對(duì)較大，對(duì)其大面積推廣造成了不利影響。

2.2 吸附法。此種方法指的是利用固體吸附劑對(duì)油氣資源中的烴類氣體進(jìn)行吸附，通常在含烴類氣體較少的區(qū)域運(yùn)用，但要控制天然氣的氣質(zhì)，避免超出相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合實(shí)踐研究表明，吸附法在運(yùn)用過(guò)程中存在著較大的局限，如果達(dá)到飽和狀態(tài)，則難以繼續(xù)吸附烴類氣體。待吸附工作結(jié)束后，需向固體吸附劑供給熱氣流，以便更好地分離烴類氣體，促使油氣產(chǎn)品整體質(zhì)量得到提升[4]。和其他技術(shù)相比，吸附法具有一定的優(yōu)勢(shì)，如成本較低、操作難度較小等，但難以重復(fù)使用。

2.3 冷凝分離技術(shù)。此種方法主要依托油氣資源的物理特性回收油氣資源。油氣資源含有較多類型的組分，不同成分對(duì)冷凝溫度具有差異化的需求。因此，通過(guò)冷卻處理油氣資源，即可將沸點(diǎn)高的烴類氣體分離出來(lái)，再將其加工為油氣產(chǎn)品。相較于其他回收技術(shù)，冷凝分離技術(shù)的優(yōu)勢(shì)眾多，如不需要較高成本、操作難度較小等，目前在油氣回收領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。依據(jù)冷卻方式的差異，可從多個(gè)方面劃分冷凝分離技術(shù)的類型。第一，壓縮式制冷。此種制冷與傳統(tǒng)意義的制冷并不相同，主要依托丙烷、乙烷等制冷劑實(shí)現(xiàn)制冷。第二，吸收制冷。此種方法是將油氣資源的熱能吸出，促使降溫目的得到實(shí)現(xiàn)。由于吸收制冷法具有較大的應(yīng)用難度，目前尚未被廣泛應(yīng)用于實(shí)際回收中。第三，冷劑制冷。此種方法具有較廣的應(yīng)用范圍，穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)明顯，可結(jié)合生產(chǎn)要求、環(huán)境條件等靈活調(diào)控制冷效果，氣體成分、比例等因素不會(huì)對(duì)制冷效果產(chǎn)生影響。在采用此種制冷方法時(shí)，需對(duì)壓力環(huán)境條件進(jìn)行控制，將油氣的膨脹狀態(tài)保持下去，促使熱量得到有效吸收。同時(shí)，要對(duì)油氣與外部氣體之間的壓力差值進(jìn)行控制，避免因壓力不足而對(duì)油氣壓縮效果產(chǎn)生影響。近些年來(lái)，在冷凝分離技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中開始引入復(fù)合劑制冷方法，此種方法將多種制冷技術(shù)的優(yōu)勢(shì)綜合利用起來(lái)，可進(jìn)一步改善制冷效果。例如，先利用冷凝制冷技術(shù)以液體形式冷凝處理油氣資源，再利用吸附技術(shù)回收油氣，可促使油氣的回收效率得到大幅度提升[5]。

2.4 分離膜技術(shù)。此種技術(shù)主要在特殊油氣資源回收中應(yīng)用，依托具備不同滲透率的氣體分離膜回收油氣資源。其中，分離膜的制作和選擇會(huì)直接影響到油氣資源的回收效率。因此，工作人員需對(duì)油氣資源的成分、比例進(jìn)行深入分析，選擇滲透率較高的分離膜。和其他技術(shù)相比，分離膜技術(shù)具有較強(qiáng)的針對(duì)性，但分離膜的制作難度較大，需要投入大量的時(shí)間和成本，影響到油氣回收效率。

3.油氣回收技術(shù)在油氣儲(chǔ)運(yùn)中的應(yīng)用要點(diǎn)及注意事項(xiàng)

3.1 應(yīng)用要點(diǎn)。為提升油氣儲(chǔ)運(yùn)中油氣回收效率，需結(jié)合具體需求靈活選擇回收技術(shù)，從在技術(shù)性、經(jīng)濟(jì)性等角度綜合分析，制定最佳的油氣回收技術(shù)方案。第一，高度重視油氣回收。通過(guò)將油氣回收技術(shù)應(yīng)用于油氣儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，能夠促進(jìn)節(jié)能減排戰(zhàn)略的深度落實(shí)，遏制能源浪費(fèi)、環(huán)境污染問(wèn)題，在一定程度上緩解日益嚴(yán)峻的能源緊缺形勢(shì)。因此，相關(guān)管理人員要充分認(rèn)識(shí)到油氣回收技術(shù)的應(yīng)用意義，給予足夠的重視，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，從資金投入、制度機(jī)制、人才建設(shè)等多個(gè)方面著手，高效推進(jìn)油氣回收工作。第二，明確油氣回收需求。近些年來(lái)，油氣回收技術(shù)類型逐漸增多，各類技術(shù)具有差異化的適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)。只有靈活、針對(duì)地選擇和應(yīng)用回收技術(shù)，才能夠保證油氣回收效果。因此，工作人員先要對(duì)油氣回收對(duì)象的組分特點(diǎn)等深入了解，選擇適宜的回收方式，避免在回收過(guò)程中出現(xiàn)回收率低、回收不徹底等問(wèn)題。第三，認(rèn)真論證技術(shù)方案。初步制定油氣回收技術(shù)方案后，需從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等角度開展論證工作，既要關(guān)注技術(shù)先進(jìn)性及回收效率，又要對(duì)比分析項(xiàng)目投資與油氣回收效益，促使技術(shù)方案的合理性、科學(xué)性得到保證，避免出現(xiàn)嚴(yán)重的資金浪費(fèi)問(wèn)題。

3.2 注意事項(xiàng)。控制油氣資源浪費(fèi)與環(huán)境污染是應(yīng)用油氣回收技術(shù)的主要目的，為保證油氣回收技術(shù)的應(yīng)用效果，需采取必要的優(yōu)化和適應(yīng)策略。在具體實(shí)踐中，需于合理區(qū)域放置自然風(fēng)冷裝置的散熱設(shè)備，促使設(shè)備散熱效率得到提高。油氣回收技術(shù)對(duì)電器設(shè)備較為依賴，為降低設(shè)備運(yùn)行能耗，工作人員要合理開展選型優(yōu)化工作，盡量將變頻調(diào)速器或具備節(jié)能特性的電機(jī)運(yùn)用過(guò)來(lái)，促使設(shè)備運(yùn)行能耗得到降低。油氣回收效果受各個(gè)裝置排放條件的影響，因此，要做好專項(xiàng)調(diào)查工作，結(jié)合潛在的影響因素，采取必要的解決措施。同時(shí)，對(duì)油氣開采廠副產(chǎn)品的處理進(jìn)行檢查，充分重視報(bào)廢吸附劑的處理，配備完善的回收設(shè)施。具備相應(yīng)條件的話，盡量構(gòu)建閉環(huán)操作模式，促使非封閉條件下的VOC排放得到減少[6]。此外，要統(tǒng)籌協(xié)調(diào)油氣回收項(xiàng)目的立項(xiàng)、示范、建設(shè)、實(shí)驗(yàn)等各個(gè)階段，切實(shí)保證油氣回收項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量與運(yùn)行效果。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，油氣蒸發(fā)與損耗問(wèn)題嚴(yán)重影響到油氣資源的儲(chǔ)運(yùn)效益，還會(huì)威脅人們身體健康及污染生態(tài)環(huán)境。因此，油氣企業(yè)要結(jié)合回收對(duì)象的組分特點(diǎn)，靈活選擇適宜的回收技術(shù)，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等角度進(jìn)行論證和優(yōu)化，促使油氣資源的利用效率得到提升，遏制能源浪費(fèi)及環(huán)境污染問(wèn)題。此外，要進(jìn)一步加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)工作，結(jié)合常用回收技術(shù)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際需求，不斷創(chuàng)新回收技術(shù)與設(shè)備，結(jié)合應(yīng)用人工智能等其他先進(jìn)技術(shù)，更好地實(shí)現(xiàn)油氣資源回收目標(biāo)。