橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收工藝及應(yīng)用

陳自振　趙瀅　趙燕　劉宗耀　（.中石化河南油建工程有限公司　.南陽遠(yuǎn)征實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司）

橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收工藝及應(yīng)用

陳自振1趙瀅2趙燕1劉宗耀1（1.中石化河南油建工程有限公司2.南陽遠(yuǎn)征實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司）

原油罐揮發(fā)氣揮發(fā)會(huì)造成環(huán)境污染，增加現(xiàn)場安全隱患和能源浪費(fèi)。橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收裝置將其進(jìn)行收集、增壓后輸送至輕烴回收裝置生產(chǎn)輕烴產(chǎn)品，回收流程壓縮機(jī)不再使用冷卻水冷卻，缸體空氣自然冷卻，不使用皮囊，不利用啟、停壓縮機(jī)來適應(yīng)原油罐組來氣量的變化。回收工藝過程簡單，控制系統(tǒng)安全可靠，操作維護(hù)方便，可降低油氣損耗，保護(hù)環(huán)境，減少污染，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

揮發(fā)氣；撬裝式回收裝置；工藝應(yīng)用

原油罐揮發(fā)氣指常壓原油罐在進(jìn)油與儲(chǔ)油過程中以氣態(tài)溢出儲(chǔ)罐進(jìn)入大氣中的輕烴組分。原油揮發(fā)氣排空處理的巨大危害[1]，極易散落在儲(chǔ)罐頂部及扶梯上，不僅會(huì)造成傷亡事故、潛在火災(zāi)危險(xiǎn)，而且會(huì)造成環(huán)境污染，又浪費(fèi)了大量能源。對于含硫化氫的原油，應(yīng)用揮發(fā)氣回收技術(shù)能夠有效地防止儲(chǔ)罐硫化氫泄漏[2]。將原油儲(chǔ)罐全部密封，采用橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收裝置回收原油儲(chǔ)罐揮發(fā)氣，可以降低油氣損耗，減少環(huán)境污染，確保安全生產(chǎn)，從而達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和安全生產(chǎn)之目的[3]。

1　工藝現(xiàn)狀

一般情況下，原油罐工作壓力小（-500～1500 Pa），揮發(fā)氣回收壓力控制的范圍更小（100～500 Pa）。原油罐揮發(fā)氣回收裝置多采用笨重的皮囊[1]，以緩沖和調(diào)節(jié)原油罐揮發(fā)氣量的變化。壓縮機(jī)多數(shù)選用噴水式螺桿壓縮機(jī)[2]，造價(jià)高。原油罐揮發(fā)氣中含硫時(shí)腐蝕嚴(yán)重，使用壽命只有1～2年。

2　工藝流程

橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收裝置主要由緩沖分離器、壓縮機(jī)和儀表控制系統(tǒng)組成。揮發(fā)氣通過管道進(jìn)入回收裝置，原油罐組揮發(fā)氣先進(jìn)入緩沖分離器，脫除來氣中冷凝液體，經(jīng)過氣體盤管換熱后，氣體去活塞式壓縮機(jī)。活塞式壓縮機(jī)將微正壓氣體增壓，經(jīng)緩沖分離器盤管換熱，空氣冷卻器冷卻后去輕烴回收裝置。為防止原油罐在極端條件下產(chǎn)生負(fù)壓，設(shè)置補(bǔ)氣工藝流程，用輕烴廠原料氣補(bǔ)氣至緩沖分離器。活塞式壓縮機(jī)出口安全閥排氣去放空管道，緩沖分離器排凝液去污水管道。

橇裝原油罐揮發(fā)氣回收裝置工藝及自控流程圖見圖1。

緩沖分離器用隔板分隔為2個(gè)室，前室用于來氣中的冷凝液體分離，后室用于去活塞式壓縮機(jī)氣體加熱。加熱的目的是防止活塞式壓縮機(jī)入口氣體帶霧狀液體，損壞壓縮機(jī)。

活塞式壓縮機(jī)ZW-3/2共2臺(tái)，不再使用冷卻水冷卻，缸體空氣自然冷卻。活塞桿填料處漏氣導(dǎo)入壓縮機(jī)入口，活塞式壓縮機(jī)加裝甩油圈，防止冷凝液體進(jìn)入潤滑油箱。

原油罐揮發(fā)氣進(jìn)橇管道保溫，防止冬季嚴(yán)寒天氣管道凍堵。原油罐呼吸閥冬季采取保溫措施，防止呼吸閥凍堵。輕烴廠來原料氣補(bǔ)氣閥冬季留一定的開度，防止管道和閥門凍堵。

圖1　橇裝原油罐揮發(fā)氣回收裝置工藝及自控流程

3　工藝參數(shù)

橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收裝置設(shè)計(jì)及操作工藝參數(shù)詳見表1。

表1　橇裝式油罐揮發(fā)氣回收裝置設(shè)計(jì)及操作工藝參數(shù)

原油罐揮發(fā)氣組分詳見表2。

表2　原油罐揮發(fā)氣組分

4　原油罐壓力控制技術(shù)

原油罐組揮發(fā)氣回收主管道上裝有微壓壓力變送器（-3～3 kPa），將檢測到的壓力信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號（4～20 mA）進(jìn)PLC控制系統(tǒng)，通過PID調(diào)節(jié)，變頻控制活塞式壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)頻率（15～50 Hz），通過改變活塞式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，達(dá)到調(diào)節(jié)壓縮機(jī)吸氣量及原油罐壓力（100～500 Pa）的目的。

當(dāng)活塞式壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)頻率降到15 Hz，活塞式壓縮機(jī)吸氣量降到最小值；原油罐壓力降到50 Pa時(shí)，PLC控制系統(tǒng)通過PID調(diào)節(jié)，補(bǔ)氣調(diào)節(jié)閥打開，補(bǔ)入輕烴廠原料氣至緩沖分離器，維持原油罐壓力（0～50 Pa），防止原油罐產(chǎn)生負(fù)壓。不再使用皮囊，不利用啟、停壓縮機(jī)來適應(yīng)原油罐組來氣量的變化。

回收裝置緩沖分離器上也裝有1臺(tái)微壓壓力變送器，用于和原油罐組來氣主管道上微壓壓力變送器測量值進(jìn)行對比。緩沖分離器上裝有單呼閥，開啟壓力1000 Pa。原油罐上呼吸閥保持原定壓值不變。緩沖分離器上裝有微壓壓力表（-3～3 kPa）和溫度計(jì)。

當(dāng)原油罐組壓力降到20 Pa時(shí)，壓力低報(bào)警；當(dāng)原油罐組上升到550 Pa時(shí)，壓力高報(bào)警。

原油罐設(shè)計(jì)三重壓力控制保護(hù)系統(tǒng)（圖2）。

圖2　原油罐三重壓力控制保護(hù)系統(tǒng)示意圖

5　運(yùn)行效果

橇裝式原油罐揮發(fā)氣回收裝置為可移動(dòng)式機(jī)電一體化裝置，工藝過程簡單，控制系統(tǒng)安全可靠，操作維護(hù)方便，貼合油田生產(chǎn)實(shí)際。

原油罐揮發(fā)氣回收是新時(shí)期推進(jìn)節(jié)能減排，提高能源效率，助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的一項(xiàng)重要措施[4]，可以對原油儲(chǔ)罐揮發(fā)氣進(jìn)行了有效回收，降低了能源損耗，提高了罐區(qū)安全防火性能，消除罐區(qū)因揮發(fā)氣回造成的安全風(fēng)險(xiǎn)和對操作人員的人身傷害，保護(hù)環(huán)境。

首臺(tái)裝置從2012年8月5日運(yùn)行至2015年12月31日，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，共回收油罐揮發(fā)氣173×104m3（0℃，101.325 kPa），下游輕烴回收裝置增產(chǎn)輕烴3270 t，產(chǎn)品價(jià)值1635萬元，節(jié)能效果顯著。

[1]金良安,白雪蓮，徐玉明.原油揮發(fā)氣排空處理的危害及對策研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)及設(shè)備，2001，2（3）：59-61.

[2]田佳玉.大罐抽氣技術(shù)的應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2013，32（4）：62.

[3]董金婷,陳莉,張常云.SD油罐氣微壓自控回收裝置的研制[J].石油化工自動(dòng)化，2004，60（3）：60-62.

[4]任釗震，趙博,羅梓軒.輸油站儲(chǔ)罐油氣回收裝置應(yīng)用前景淺析[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量，2013（1）：252.

（編輯李珊梅）

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.06.010

陳自振，高級工程師，1995年畢業(yè)于石油大學(xué)（華東），從事石油工程建設(shè)技術(shù)管理和小型撬裝式油氣處理產(chǎn)品研發(fā)管理工作，E-mail：chenzz.hnyt@sinopec.com，地址：河南省南陽市河南油田大慶東路，473132。

該項(xiàng)目獲中國石油化工集團(tuán)公司《撬裝式小型輕烴回收裝置應(yīng)用技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化配套》技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號JP14046。

2016-01-08