碼頭原油油氣回收吸收法的技術研究

苗健松

摘要：在國內外低油價的刺激下，我國的原油進口量迎來了自2010年以來的最大增幅。面對日益龐大的原油進口量，隨之相應的便是在油品運輸裝卸過程中產生的大量油品蒸發(fā)損耗量。在碼頭原油全年不斷地收發(fā)過程中，會有一大部分油氣不可避免地逸散到空氣中。這些油氣不僅會威脅到員工的身心健康，給企業(yè)造成經濟損耗，同時也會嚴重污染環(huán)境，因此，開展碼頭原油油氣回收工作對保障油品儲運行業(yè)節(jié)能高效發(fā)展有著重要的現實意義。本文主要分析探討了碼頭原油油氣回收吸收法的技術，以供參閱。

關鍵詞：碼頭原油；油氣回收；吸收法；技術

由于原油開采數量的越來越多，原油逐漸呈現出下降的趨勢，而船運也與陸地運輸和管道運輸一樣，成為我國原油運輸的重要部門之一。由于原油在裝船的過程中會產生許多高濃度的油氣泄露，不僅降低了油氣企業(yè)的經濟效益，還造成了原油資源的浪費，原油油氣泄露造成的環(huán)境污染，也嚴重威脅到了周邊居民的正常生活。因此，對碼頭原油油氣回收吸收法技術的研究就顯得更加重要。

1碼頭原油油氣回收吸收法的技術

1.1直接燃燒法

直接燃燒法的主要工藝只是控制油氣的排放，并不能對油氣進行回收。對于碼頭而言，燃燒處理的方法主要為火炬燃燒，火炬燃燒的方式又包括開放式和封閉式兩種。開放式火炬沒有封閉的燃燒器，直接安裝在豎直的煙囪上，具體可以分為TO和RTO兩種方式。TO的工作原理是油氣經緩沖罐后通過液環(huán)壓縮機增壓后進入到水封罐，氣體破水封后進入到焚燒爐中與空氣配比后在燃燒爐中（操作溫度一般為11000C）充分燃燒，最后利用換熱器直接換熱降溫（溫度降至180℃后排放）。RTO是利用陶瓷續(xù)熱的燃燒方式，適用于低熱值氣體，特點是占地面積大，維修成本高。另一種為封閉式燃燒法，燃燒器采用內壁耐火材料的外殼將火焰圍住，一方面能夠有效控制燃燒速度，另一方面也可以提高處理效率。國內在直接燃燒法領域比較成功的是臺灣凱鴻集團，主要負責工業(yè)危廢處理系統(tǒng)，VOC處理系統(tǒng)，焚燒系統(tǒng)，火炬系統(tǒng)和污泥干化等等。

1.2吸附法

當兩相組成一個體系時，一種物質的分子，原子或者離子能夠自動地附著在另一種物質表面上，或者某物質在界面層中濃度能夠自動發(fā)生變化，從而出現兩相界面。吸附現象產生的原理是把在兩相界面處產生積累的成分收集。按照吸附作用力性質的不同，吸附可以分為物理吸附，化學吸附和離子交換吸附，油氣回收領域主要討論的是物理吸附的問題1231。吸附法用于油氣回收設備中效果比較顯著的是利用活性炭，硅膠或活性纖維等吸附劑，這些吸附劑是改變油氣和空氣混合氣的吸附力來實現油氣與空氣的分離。

1.3吸收法

吸收法不同于吸附法的地方在于：它是利用液體吸收劑在一定的溫度和壓力下，對油氣中烴類成分進行油氣的吸收處理，這種液體吸收劑的特點是具有良好吸收性能和解吸性能。吸收法的原理實際上是根據烴蒸氣在吸收劑中具有一定的溶解度而能夠被吸收，一般這種傳質的過程是高濃度烴蒸氣從下部進入吸收塔與吸收塔內的吸收劑逆流接觸。原油油氣的吸收法目前使用效果最好的是日本的“冷凝-吸收-燃燒，工藝，直接通過設計的處理設備TVR實現油氣的處理。

1.4膜分離法

膜分離法的原理是根據氣體組分分子在薄膜內擴散能力的不同即滲透速率的不同來實現氣體組分分子與空氣的分離。影響膜分離法處理效率的因素主要有：膜的材料及結構、處理過程中的壓力以及油氣的濃度有關。由于國外膜成本較高，而國內膜技術處于起步階段，國內膜材料適用壽命短，對于規(guī)模較大的油氣回收裝置，設備的一次投資費用及維護均高于其他工藝叫。

1.5冷凝法

冷凝法的原理是根據各氣體組分在不同溫度下的蒸汽壓差異，使用降溫的方法將油氣中的烴類蒸汽壓在達到過飽和狀態(tài)之后冷凝為液態(tài)，最終實現回收。冷凝法比較常用的方式是連續(xù)冷卻法，按照預冷和機械制冷等步驟來實現，根據揮發(fā)氣的成分和油氣濃度限值來確定冷凝裝置的最低溫度。預冷器是單級冷卻裝置，一般能使油氣溫度從環(huán)境溫度降至4攝氏度，大部分水汽凝結為水除去之后，剩余的氣體離開預冷器后再進入淺冷級，進入淺冷級的氣體溫度冷卻至-30℃～-50℃，離開淺冷層再進入深冷級的油氣一般冷卻至一73℃～-110℃。

2吸收法在碼頭原油油氣回收中的技術優(yōu)勢

對原油進行裝船作業(yè)時，碼頭原油油氣回收主要包括以下幾部分：1）安全單元；2）油氣輸送單元；3）油氣回收存儲單元。界區(qū)劃分圖如下圖1所示：

碼頭相對于岸上油氣回收的特點是：碼頭的占地空間小，同時裝卸過程中產生的油氣處理量大。另外，原油油氣本身也具有濃度高和成分復雜的特點。針對以上所提出的5種油氣處理方法，首先，如果燃燒法用于碼頭的處理裝置中，只能實現原油油氣的處理，并不能實現資源的回收；其次，由于直接燃燒法所需要的占地面積和處理量大，因此不適宜碼頭使用。冷凝法只適用于高濃度烴蒸氣的回收，成本和能耗較高，因此不適用與規(guī)模較大的油氣回收裝置I3sl。膜分離法目前應用廣泛的領域是加油站的汽油油氣回收，因此碼頭原油油氣的回收不適宜采用膜分離法的回收技術。如果在碼頭上使用吸附法，一方面，雖然吸附分離的優(yōu)點是可以使油氣濃度控制在一個很小的指標內，但是進口濃度難以達到，從而會影響到處理量網；另一方面，大量的原油油氣會使吸附劑在短時間內實現飽和，從而回收效率大大降低。而吸收法的優(yōu)點是占地面積適中，可以吸收大量的原油油氣，吸收劑不容易飽和。故而，吸收法在碼頭原油的油氣回收中優(yōu)點較為突出，對于企業(yè)來講，吸收法的成本也相對較低。

3結束語

綜上所述，每一種原油油氣回收方法技術都具有自身的特點以及優(yōu)劣性。隨著原油供給量的逐漸加大，對于原油油氣回收工藝的要求也就越來越高，單一的油氣回收方法勢必無法滿足油氣運輸不斷發(fā)展的要求。因此，碼頭原油油氣回收工藝方案在未來的研發(fā)過程中，要加強各類方法之間的組合運用，大力研發(fā)有機溶劑吸收液。

參考文獻：

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[2]高建豐，蔡雅雯.碼頭原油油氣回收吸收劑的對比應用[J].廣州化工.2016（07）.

[3]秦玉潔.淺談碼頭原油油氣回收工藝方案研究[J].中國石油和化工標準與質量.2017（02）.

（作者單位：天津港石油化工碼頭有限公司）