關于油氣回收利用在煉油廠裝車系統的應用

2012-12-31 00:00:00王倩馬顯鋒

科技創新導報 2012年11期

摘要:輕質油品在貯存和運輸過程中揮發油氣的危害以及油氣的回收技術和利用價值。通過幾種回收方法對比，并結合延長石油集團內部三個煉油廠實際應用，特別是永坪煉油廠的應用情況進行了介紹。

關鍵詞:油氣危害回收利用冷凝法吸附法

中圖分類號:TP2文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0054-02

隨著社會的發展，我國已步入石油生產和消費大國，石油產品對國家經濟建設和人民生活十分重要。而油品在貯存和運輸過程中揮發的油氣直接排放，不僅浪費了資源，而且導致了一定的經濟損失和巨大的環境污染，同時還是嚴重的火災隱患。

1 油氣的危害

1.1 經濟損失

汽油在灌裝時排放的油氣含量一般為0～1430g/m3，平均約為858g/m3，油品的蒸發不僅造成油品數量的損失，還可導致油品質量的下降。以50萬噸/年汽油裝車量來計算，損失率0.08%(陜西為B類地區)，每年裝車損失量400噸，按99.0%回收率，回收汽油量約為396噸，以汽油8000元/噸估算，損失約316萬元人民幣。

1.2 壞境污染和對身體危害

油氣對人體健康的直接影響主要是對中樞神經系統的麻醉作用，對皮膚粘膜有一定刺激作用。因其具有去脂作用，使細胞內類脂質平衡發生障礙，嚴重可引起皮炎和濕疹。對造血系統的慢性作用視芳香烴含量而定。在汽油頂部噴濺式裝車的下風側，油氣濃度偶爾很高足以引起急性中毒，輕度中毒者感到頭暈、頭痛、惡心、嘔吐、心慌、嗜睡、全身無力或如醉樣步態、精神興奮、恍惚、言語不清。一般在脫離現場時稍加治療即可迅速好轉。嚴重中毒者則可能因意志喪失、反射性呼吸停止而死亡。

1.3 火災危險

混合油氣體積濃度一般在1%～8%范圍內，遇明火會產生爆炸燃燒等火災事故。

為此國家于2007年6月發布了三項標準即:《儲油庫大氣污染物排放標準》(GB20950-2007)、《汽油運輸大氣污染物排放標準》(GB20951-2007)、《加油站大氣污染物排放標準》(GB20952-2007)，并于2007年8月1日開始實施。根據《儲油庫大氣污染物排放標準》的要求，裝油時產生的油氣應進行密閉收集和回收處理，要求經過回收處理的油氣排放濃度要≤25g/m3(非甲烷烴)，處理效率要≥95%。

2 油氣回收的概述

油氣回收是節能環保型的高新技術，運用油氣回收技術，回收油品在儲運、裝卸過程中排放的油氣，防止油氣揮發造成的大氣污染，消除安全隱患，通過提高對能源的利用率，減小經濟損失，從而得到可觀的效益回報。目前國內外油氣回收的基本方式有四種:(1)吸收法;(2)吸附法;(3)膜分離法;(4)冷凝法。一般煉油廠都是在這四種基礎上做成一定的組合，作為油氣回收系統，既利用了各自技術的優點，又彌補了單一技術的不足。

3 油氣回收的基本工藝流程

(1)吸收法，是對收集來的油氣進行溶劑吸收處理，一般建立一個吸收塔，利用吸收劑(柴油、汽油、等)作為貧液進行吸收，然后在在解吸塔中解吸，此種方法占地面積大，流程簡單，操作也方便，油氣回收率可達90%以上。但是單一的吸收后尾氣濃度遠不能達到油氣排放濃度要≤25g/m3(非甲烷烴)，所以作為一種單純的回收方法一般不再采用。

(2)吸附法，利用油氣——于空氣混合氣中各組分于吸附劑之間的結合力強弱的差別，達到分離的目的。收集后的油氣經過吸附劑(一般采用活性炭)吸附，再經過真空泵進行解吸。解吸出來的油氣進行冷凝液化回收。此過程中容易產生吸附熱效應，會導致油氣中不飽和的烴發生氧化，降低吸附劑的吸附量和使用壽命，同時此法吸收劑要定期更換，而且吸收塔要頻繁的進行吸收-解吸自動循環切換，相應的設備閥門要自動實現，設備使用維護費用高，一般也不單一使用。

(3)膜分離法，是利用油品不同組分通過膜的傳遞速度不同，以膜兩側的化學式梯度為推動力，從而使不同組分通過膜達到分離效果。單一也是達不到排放標注。目前也沒有單一使用的廠家。

(4)冷凝法，通過壓縮機制冷，把混合油氣根據冷凝點不同進行分離，一般為三級冷凝，預冷到3℃左右時，油氣中C6以上烴類組分以及大部分水蒸氣會冷凝液化分離。淺冷到-50℃左右，油氣中C3到C5的烴類組分冷凝液化分離。最后深冷到-110℃，回收處理油氣中C2及C3組分冷凝分離。對于甲烷排放標準中不要求。優點工藝簡單，可以直接見到回收物，占地面積小，撬裝設備。不足為運行成本稍高(壓縮機能耗大)，特別是深冷時候，回收10%左右C2及C3組分，能耗大，且投資業大。最終獨自能達到分離要求。

4 油氣回收的應用

目前國內石化企業一般都采用兩種回收方法進行組合，以期達到更好的回收利用價值。

延長石油集團煉化公司共有三個煉油廠，油品有部分采用管輸，大多數采用公路或者鐵路運輸。其中延安煉油廠火車裝車系統油氣回收裝置采用冷凝吸附法，并改造裝車密封罩。其中，冷凝采用國內技術，吸附采用日本科斯莫(COSMO)技術。榆林煉油廠油氣回收采用三級冷凝法。已經建成投運。

永坪煉油廠為了降低油氣損耗，提高油品質量，減少環境污染，消除火災隱患。確定對永坪煉油廠成品油裝出設施系統進行改造。該項目已批準立項，目前就成品油裝車設施和油氣回收項目已委托設計院進行方案編制，初步確定采用冷凝加吸附的組合工藝。

冷凝+吸附組合工藝流程為:先將混合油氣冷凝到-60℃，油氣中的80%～85%烴類及化合物液化，然后用高效活性炭深度吸附回收剩余油氣，確保排放低于國家標準指標。

冷凝+吸附法優點:

(1)較好集中了兩種工藝的優點，冷凝方法能夠回收處理絕大部分油氣，活性炭吸附能夠大大降低尾氣中碳氫化合物濃度。

(2)也較好的避讓了兩種工藝的缺點，經過冷凝階段之后剩余的油氣是低溫低濃度油氣，進入吸附段的活性炭不會產生吸附熱，容易實現真空脫附，運行安全可靠。

(3)同時避讓了單一冷凝方法需要深度低溫和增加成本的問題。

(4)“冷凝”＋“吸附”集成工藝的油氣處理技術，是兼顧經濟性和實用性的最佳工藝路線。

(5)吸附裝置采用新型專用吸附材料，如進口活性炭、硅橡膠等，能夠顯著提高吸附效率。

(6)回收率很高;自動化程度高，操作方便;結構簡單，合理緊湊，占地面積小，施工安裝方便。