大型煉廠芳烴罐區(qū)油氣回收設(shè)施改造方案綜述

宋瑩（中石油云南石化有限公司，云南 安寧 650300）

大型煉廠芳烴罐區(qū)油氣回收設(shè)施改造方案綜述

宋瑩（中石油云南石化有限公司，云南 安寧 650300）

活性炭吸附+冷凝+膜工藝是自主開(kāi)發(fā)并申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利的新一代高效節(jié)能產(chǎn)品，根據(jù)云南石化現(xiàn)狀能有效回收油氣資源，推薦采用活性炭吸附+冷凝+膜工藝對(duì)廢氣進(jìn)行凈化治理。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保廢氣治理裝置高效、平穩(wěn)、安全運(yùn)行。

節(jié)能;優(yōu)化;油氣回收

1 項(xiàng)目背景

根據(jù)發(fā)布2015年7月1日?qǐng)?zhí)行的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)標(biāo)紀(jì)要要求和云南煉油項(xiàng)目1300萬(wàn)噸∕年環(huán)評(píng)報(bào)告對(duì)苯、甲苯、二甲苯和非甲烷總烴排放指標(biāo)的要求，確定了產(chǎn)品罐區(qū)苯罐、混合二甲苯罐增加油氣回收設(shè)施[1]。

中石油云南石化現(xiàn)有10000m3的苯儲(chǔ)罐兩個(gè)，5000m3的二甲苯儲(chǔ)罐三個(gè)，均采用氮封措施。根據(jù)調(diào)研經(jīng)驗(yàn)及云南石化生產(chǎn)現(xiàn)狀，卸油過(guò)程中會(huì)造成部分的油氣排放，直接排放對(duì)大氣環(huán)境和工作環(huán)境造成環(huán)境污染，同時(shí)造成不必要的油氣資源損失。為有效回收油氣資源，推薦采用“吸附∕冷凝∕膜”工藝對(duì)廢氣進(jìn)行凈化治理。通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保廢氣治理裝置高效、平穩(wěn)、安全運(yùn)行。裝置規(guī)模按300m3∕h進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2 工藝說(shuō)明

2.1 工藝原理

油氣回收裝置主要由油氣收集管線、活性炭吸附提濃單元、冷凝單元、分離膜單元、以及控制部分組成。

本裝置是自主開(kāi)發(fā)并申報(bào)國(guó)家發(fā)明專利的新一代高效節(jié)能產(chǎn)品。其工作原理為混合氣（烷烴、烯烴、芳烴、醋酸類、酮類、醚類、醇類、鹵化碳?xì)浠衔锏鹊挠袡C(jī)氣體與氧氣、氮?dú)狻⒍趸肌⒁谎趸嫉鹊某Ｒ?guī)氣體的混合氣）首先進(jìn)入吸附單元，吸附有機(jī)物后，潔凈的空氣直接排放，解吸的氣體通過(guò)冷凝，其含有的有機(jī)組分凝結(jié)為液態(tài)[2]；而不凝氣體經(jīng)過(guò)非多孔性橡膠態(tài)高分子氣體分離膜，利用膜后真空泵抽真空作為分離動(dòng)力，依靠分離膜對(duì)不同氣體具有不同的透過(guò)速度，不凝氣中的有機(jī)氣體比空氣更優(yōu)先的通過(guò)膜，使得有機(jī)氣體與空氣分離。膜組件透余側(cè)氣體為低濃度的氣體，返回吸附富集單元進(jìn)行復(fù)疊處理，而富集的有機(jī)氣體經(jīng)真空泵輸送至冷凝回收單元入口復(fù)疊液化回收。

2.2 工藝設(shè)計(jì)方案調(diào)整

儲(chǔ)罐可以僅安裝1臺(tái)已安裝的的呼吸阻火閥PROTEGO?VD∕TS-300-IIB3作為二級(jí)保護(hù)，儲(chǔ)罐上的另個(gè)DN300管口改造用于安裝氣相回收所需的管道呼吸閥（吸入端配有管端爆燃型阻火器）和管道爆轟阻火器作為一級(jí)保護(hù)，回收系統(tǒng)背壓0.6kpa。

2.2.1 浮頂罐罐區(qū)的改造

常壓內(nèi)浮頂油罐改造是將油罐密閉后，改裝呼吸閥，并由呼吸閥下接三通接出排氣管。接入集氣總管，進(jìn)入GVR系列油氣回收系統(tǒng)，回收液由GVR設(shè)備輸送回油罐，達(dá)標(biāo)氣體排放。每條支管均安裝千帕表、阻火器、單向閥、手動(dòng)閥及水封，如下圖所示：

圖一內(nèi)浮頂罐改造示意圖

2.3 工藝流程簡(jiǎn)述

以下結(jié)合工藝流程附圖對(duì)裝置工藝過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明[3]。當(dāng)進(jìn)氣管道上的氣體壓力探測(cè)器檢測(cè)排放氣壓力大于設(shè)備開(kāi)啟壓力時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)并將根據(jù)油氣排放的大小自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行狀況，混合氣首先進(jìn)入吸附富集單元，有機(jī)氣體分子被活性炭微孔捕捉，潔凈的空氣直接排放，被吸附的氣體通過(guò)真空泵抽真空解吸處理，解吸出來(lái)的高濃度油氣進(jìn)入液化回收單元，氣體首先通過(guò)預(yù)冷器，通過(guò)的氣體大約會(huì)有15℃的溫降，預(yù)冷器中的不凝氣進(jìn)入冷凝器被冷卻6.5℃（苯的熔點(diǎn)為5.5℃），在冷凝器中有機(jī)氣體的分壓將大大超過(guò)其相應(yīng)的飽和蒸汽壓而液化，大約30-60%有機(jī)組分（根據(jù)介質(zhì)有所不同）冷凝成液回收；不凝氣體作為冷源進(jìn)入預(yù)冷器與解吸的氣體換熱后進(jìn)入膜分離器進(jìn)一步分離。膜分離器中滲透氣富含有機(jī)氣體組份由真空泵輸送至液化回收單元入口復(fù)疊處理，透余氣中有機(jī)氣體濃度小于1%，再進(jìn)入吸附罐吸附從而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)排放，兩個(gè)吸附罐根據(jù)吸附時(shí)間自動(dòng)切換吸附及脫附運(yùn)行狀態(tài)，解析氣體通過(guò)真空泵回到液化回收單元入口復(fù)疊液化。當(dāng)無(wú)排放氣時(shí)，回收系統(tǒng)自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，其中制冷壓縮機(jī)根據(jù)蓄冷水箱中的溫度自動(dòng)開(kāi)啟。

2.4 工藝技術(shù)特點(diǎn)

2.4.1 設(shè)備性能可靠

2.4.2 自身安全性高

所有電氣、儀表、元器件及控制系統(tǒng)均按國(guó)家石化行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防爆設(shè)計(jì)、選型，確保在易燃易爆氣體危險(xiǎn)環(huán)境下安全運(yùn)行。

2.4.2 工藝成熟、簡(jiǎn)單可靠

工藝根據(jù)入口氣體濃度比較低的特點(diǎn)，在流程上采用了吸附法提濃油氣和排放把關(guān)、冷凝作為液化回收手段，降低了整體裝置能耗。

2.4.4 恒溫蓄冷技術(shù)

采用恒溫蓄冷技術(shù)，油氣溫度及時(shí)、精確地控制設(shè)計(jì)溫度，使得冷凝單元可以實(shí)現(xiàn)高效、不間斷、穩(wěn)定地運(yùn)行。

2.4.5 回收物直觀、潔凈

不需要吸附劑或吸收劑，油氣及回收的液體成分只與金屬材料接觸，潔凈無(wú)污染。

2.4.6 復(fù)疊優(yōu)勢(shì)

各單元工藝復(fù)疊的方法集成各單元方法之所長(zhǎng)、摒棄單元方法之所短，工藝更加合理、能耗分配更低，效率更高，是目前最合理的油氣治理工藝。

3 結(jié)語(yǔ)

為滿足2015年7月1日?qǐng)?zhí)行的《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》要求和云南煉油項(xiàng)目1300萬(wàn)噸∕年環(huán)評(píng)報(bào)告對(duì)對(duì)苯、甲苯、二甲苯和非甲烷總烴排放指標(biāo)的要求，采用芳烴罐組混合二甲苯罐和苯罐增加油氣回收設(shè)施的方式，控制項(xiàng)目的對(duì)苯、甲苯、二甲苯和非甲烷總烴排放指標(biāo)是可行和節(jié)省投資的調(diào)整方案。

[1]加油站油氣回收技術(shù)的難點(diǎn)及有效方法【J】.石油商技,2004,（3）:23-25

[2]趙廣明,趙光耀.儲(chǔ)運(yùn)油氣回收問(wèn)題的探討.煉油設(shè)計(jì),2001,31（8）:53-56.