油氣回收系統(tǒng)在大慶油田成品油庫的應(yīng)用

崔穎（大慶油田有限責(zé)任公司儲運(yùn)銷售分公司）

大慶油田儲運(yùn)銷售分公司成品油所轄成品油庫擔(dān)負(fù)著柴油、汽油的儲存、裝車任務(wù)，共有6個(gè)柴油貨位（鶴管），8個(gè)汽油貨位（鶴管），2個(gè)溶劑油貨位（鶴管）。成品油庫屬于易燃易爆高危場所，油氣揮發(fā)造成站庫大氣環(huán)境污染、油品油量損耗，同時(shí)也存在重大安全隱患。為此，大慶油田在成品油庫付油工藝應(yīng)用了油氣回收系統(tǒng)，將揮發(fā)的汽油油氣收集起來，通過吸收、吸附或冷凝等工藝實(shí)現(xiàn)了成品油庫油品“全過程密閉，油氣不外泄”的管理目標(biāo)。這樣，既減少油氣的污染，又使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠停_(dá)到回收利用的目的。

1 系統(tǒng)的組成

油氣回收系統(tǒng)主要包括油氣集氣系統(tǒng)及油氣回收裝置2部分：油氣集氣系統(tǒng)通常為一條連通的管道網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，負(fù)責(zé)將鐵路、公路裝油臺等場所排放出來的油氣和空氣混合氣通過密閉引導(dǎo)到油氣回收裝置；油氣回收裝置負(fù)責(zé)將該混合氣分離，并回收其中的油氣，分離出的濃度達(dá)標(biāo)的空氣可直接排入大氣（圖1）。

2 油氣集氣系統(tǒng)

由于油庫裝車具有不均勻性，裝車密閉鶴管難以嚴(yán)格對位，且油氣回收設(shè)備有一定的氣體流動阻力。為此，需要將公路汽油裝車系統(tǒng)排放出的油氣通過風(fēng)機(jī)來引流，所以需將原有鶴管更換為具有油氣回收功能的密閉鶴管，并相應(yīng)增加油氣回收工藝管道，實(shí)現(xiàn)油氣收集、集中輸送至油氣回收裝置，從而保證裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，并達(dá)到節(jié)能降耗的目的。系統(tǒng)前端密閉鶴管為定量裝車系統(tǒng)，并帶有超液位自動保護(hù)，確保不影響裝油正常作業(yè)。油氣集氣回收主要分4個(gè)環(huán)節(jié)：引氣（集氣）環(huán)節(jié)，吸收、吸附環(huán)節(jié)，解吸環(huán)節(jié)，回收環(huán)節(jié)（圖2）。

圖1 油氣回收系統(tǒng)示意圖

2.1 引氣（集氣）環(huán)節(jié)

利用風(fēng)機(jī)將裝油過程產(chǎn)生的油氣和空氣混合氣引到油氣回收裝置的吸收塔的下部。根據(jù)裝車油氣情況，可以增設(shè)平衡罐（1m3）及氣液平衡管，可平衡收集罐車排放出來的油氣；并同時(shí)考慮到油氣排放的不均勻性，無論?dān)Q管同時(shí)裝車的數(shù)量如何，都不會造成罐車形成真空。

圖2 油氣集氣回收系統(tǒng)工藝流程示意圖

2.2 吸收、吸附環(huán)節(jié)

利用高效吸收劑AbsFOV-Ⅱ在吸收塔中吸收油氣。吸收劑通過溶劑泵打到吸收塔頂部，大部分油氣被吸收劑所吸收。吸收塔中的液位通過調(diào)節(jié)閥來控制，從而使其液位保持在穩(wěn)定的水平。從吸收塔出來的含少量油氣的尾氣進(jìn)入吸附塔再深度吸附處理，而凈化后的空氣從吸附塔頂直接排入大氣。至此，整套油氣回收裝置回收率將達(dá)到99%以上。當(dāng)吸附塔中活性炭吸附達(dá)到穿透點(diǎn)時(shí)，通過真空泵系統(tǒng)進(jìn)行解吸操作。考慮到油氣排放的不均勻性，如罐車裝油量很小時(shí)，回收裝置僅打開溶劑泵 （與罐車裝油同步），油氣在吸收塔內(nèi)被循環(huán)流動的吸收劑所噴淋吸收，從吸收塔出來的含有少量油氣的空氣進(jìn)入吸附塔作進(jìn)一步深度吸附回收，幾乎不含油氣的空氣從吸附塔頂排入大氣。當(dāng)吸收劑吸收到設(shè)定容量時(shí)，系統(tǒng)全流程運(yùn)行，相繼對吸收劑及活性炭進(jìn)行解吸。暫定按4h解吸1次設(shè)計(jì)，如需要增加全流程運(yùn)行時(shí)，可自行按需通過PLC程序自動操作。

2.3 解吸環(huán)節(jié)

吸收油氣后的富吸收劑在解吸塔中解吸再生，使吸收劑循環(huán)使用。吸收油氣后的活性炭同樣通過真空系統(tǒng)進(jìn)行解吸再生，可使活性炭循環(huán)使用。

2.4 回收環(huán)節(jié)

從富吸收劑和吸附劑中解吸出來的高濃度油氣進(jìn)入回收塔而被液態(tài)貧汽油本體所吸收，吸收后的富汽油打回儲存罐或直接外送使用，從而實(shí)現(xiàn)油氣的回收。貧汽油、富汽油通過貧油泵、富油泵來實(shí)現(xiàn)輸送。回收塔中的液位通過調(diào)節(jié)閥來控制，并保持其液位在穩(wěn)定的水平。

3 油氣回收裝置

油氣回收裝置是一種集成吸收—吸附為一體的工藝，主體設(shè)備包括風(fēng)機(jī)、吸收塔、吸附塔A和吸附塔B、解吸塔、回收塔、溶劑泵、真空泵、富油泵、貧油泵。本系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程動態(tài)工藝截屏圖見圖3。該圖對閥和泵等設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行和停止的標(biāo)識：泵顏色為綠色表示運(yùn)行中，紅色為故障，黃色為停止?fàn)顟B(tài)；閥顏色為綠色表示全打開，紅色為全關(guān)閉，黃色為在關(guān)和開之間。

油氣回收裝置提供一種用半流程和全流程方式交替運(yùn)行的油氣回收方法，該方法適用于油氣處理量少及系統(tǒng)進(jìn)氣不穩(wěn)定的工況（半流程方式），同時(shí)也適用于油氣處理量大的工況（全流程方式）。該裝置采用半流程和全流程方式交替運(yùn)行，降低了運(yùn)行能耗，減少了運(yùn)行成本。

圖3 系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程動態(tài)工藝截屏圖

3.1 半流程方式油氣回收工藝

半流程方式是指油氣從吸收塔底部進(jìn)入塔體中，利用塔頂噴淋下的高效吸收劑進(jìn)行吸收，吸收劑由溶劑泵打到吸收塔頂部，解吸塔處于微真空或常壓狀態(tài)，吸收塔底部中的吸收劑通過自流從解吸塔中部回劑口回到解吸塔。

半流程運(yùn)行方式中，真空泵、富油泵、貧油泵處于關(guān)停狀態(tài)，由于真空泵、富油泵、貧油泵的運(yùn)行功率約占整個(gè)油氣回收系統(tǒng)的2/3～5/6（根據(jù)回收系統(tǒng)處理量而定），從而大大地減少了整個(gè)油氣回收系統(tǒng)的運(yùn)行能耗及成本，并延長各設(shè)備的使用壽命。

3.2 全流程方式油氣回收工藝

全流程方式是指解吸塔處于高真空解吸狀態(tài)，吸收塔底部中的富吸收劑通過自吸從解吸塔頂部回劑口回到解吸塔。當(dāng)富吸收劑從解吸塔頂部流下并經(jīng)過多層塔板時(shí)，其所吸收的油氣被解吸出來，同時(shí)也對吸附塔進(jìn)行真空解吸。

當(dāng)半流程回收方式運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間或流量計(jì)累積計(jì)量的油氣和空氣的混合氣的體積到設(shè)定值后，回收系統(tǒng)自動或手動切換為全流程回收方式運(yùn)行。

當(dāng)全流程回收方式運(yùn)行到一定時(shí)間后，或根據(jù)流量計(jì)顯示的混合氣進(jìn)量，可以重新切換到半流程運(yùn)行方式，即關(guān)停真空泵、富油泵、貧油泵，打開控制閥，其他同于所述的半流程油氣回收工藝（步驟）。

4 應(yīng)用效果及經(jīng)濟(jì)效益

目前，油氣回收系統(tǒng)已應(yīng)用在大慶油田成品油庫，經(jīng)回收后的油氣符合國標(biāo)GB20950《儲油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，排放濃度低于25g/m3，油氣處理效率不小于95%。油氣回收裝置的處理能力可由付油亭排氣量計(jì)算公式[1]求得：

Q——計(jì)算排氣量，m3/h；

∑q——付油亭所有汽油鶴管排氣量之和，m3/h；

K——汽油鶴管同時(shí)工作系數(shù)；K值與付油亭鶴管數(shù)量有關(guān)，一般可取0.4～1。

付油亭汽油鶴管最大排氣量為800m3/h（8臺汽油泵同時(shí)運(yùn)行），經(jīng)計(jì)算排氣量Q為0.75×800=600m3/h。因此，該裝置的處理能力為600m3/h。

由大慶油田成品油庫多年工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得出，由于油罐車裝油次數(shù)較多，裝油時(shí)間較長等因素，油氣損耗主要集中在付油亭付油過程[2]。按年發(fā)汽油量7×104t，裝車過程油氣損耗0.15%，該油氣回收裝置油氣回收率99%計(jì)算，回收的油氣可轉(zhuǎn)化成汽油104t。按照發(fā)改電[2015]477號文件，調(diào)整后市場平均汽油價(jià)格7400元/t計(jì)算，全年將增收約77萬元。

5 結(jié)束語

油氣回收系統(tǒng)在大慶油田成品油庫自應(yīng)用以來，運(yùn)行狀況穩(wěn)定，油氣回收效果明顯。該系統(tǒng)很大一部分能耗為解吸操作時(shí)的能耗，采用半流程方式和全流程方式交替運(yùn)行。半流程方式運(yùn)行時(shí)，只進(jìn)行油氣吸收和吸附操作，不進(jìn)行解吸及回收操作；全流程方式運(yùn)行時(shí)，整套油氣回收系統(tǒng)的吸收、吸附、解吸及回收操作同時(shí)運(yùn)行。系統(tǒng)綜合耗電量僅為16kW，回收1L汽油僅耗電量0.05kWh。以年回收油氣轉(zhuǎn)化為汽油104t，汽油密度平均值0.725kg/m3計(jì)算，回收系統(tǒng)的年耗電量為7172kWh。這樣，可以大幅降低系統(tǒng)綜合能耗，減少了運(yùn)行成本。

[1]于曉穎,易琦,張文偉.成品油庫汽油裝置油汽回收方案比較[J].石油工程建設(shè),2008,34(5):5-8.

[2]陳雪松,陳雪梅,郭慧軍,等.油氣回收技術(shù)在石油庫中的應(yīng)用[J].石油化工設(shè)備,2010,13(2):42-45.