賈浩
摘要:隨著社會的進步,各行各業呈現出良好的發展趨勢。在油氣的裝載、卸載、存儲和運輸過程中,油氣回收技術對于消除潛在的安全風險,節約能源和減少排放,保護環境以及安全和標準化的操作尤為重要。油氣回收技術必須基于國家最低標準指示的基準有序進行,這項技術的運用必須以保護人民生命財產安全,保護生態系統穩定發展為首要前提。
關鍵詞:油氣回收技術;儲運裝卸;應用
引言
輕質油在儲存或者裝車時氣體產生揮發,油氣收集的過程便叫做油氣回收。回收時需要采取一定的技術對可能造成危害的氣體進行處理。目前我國的石油公司運裝車揮發出的油氣種類也較多,但以MTBE、醇類、苯類氣體為主。這些氣體非常容易揮發并且刺激人的呼吸道,對人的神經和造血組織能夠產生較強的破壞力,因此深入研究裝運時油氣回收技術具有十分重要的意義。
1油氣回收工藝技術
1.1吸附法
吸附法通常是運用活性炭、活性纖維、硅膠等物質,讓油氣和空氣分離開來。通過這些物質可以凈化空氣,但作用不太明顯,所以在技術上進行了一定的改革。在活性炭的基礎上發明了一種新型的吸附材料。這種吸附材料不再是那種一般的活性炭,它的活性面積比原來的活性炭面積要大的多,不僅如此它的容量和速度也增大了不少。新興的吸附材料再生產率高而且對低溶解度的物質有很好的吸附作用。這種方法的優點就是再生產率高、處理的效率高、回收效果顯著。但是運用這種方法比較麻煩,操作方法比較復雜,需要做二次處理,如果稍有不注意可能會帶來安全隱患和二次空氣污染等問題的出現。
1.2吸收法
吸收法的工作原理是利用不同溶解度的吸收劑,分離空氣和油氣。介質不同選用的吸收劑便不同,吸收劑僅對蒸汽汽油回收有效。專用吸收劑和煤油充當吸收液,從淋噴塔頂逆流接觸油氣,然后選擇性吸收烴類組分。吸收劑的解吸一般在真空罐進行,然后利用油品吸收剩余油氣。投資成本低,工藝簡單是該方法的最大特點,但是較低的回收率是其最大的缺點,一般情況下職能達到80%的回收率。
1.3冷凝法
泠凝法工作原理是對制冷技術的利用,通過冷熱置換,將油氣的形態由液體代替氣體。在不同蒸汽壓下的烴類物質在降溫過程中形成液態飽和物質完成油氣回收。一般情況下,要求的有機化合物濃度值、油氣回收率、揮發成分是采用多級連續冷凝的依據,以上壓強決定了冷凝裝置的最低溫度。-184℃是深冷工作溫度值,-73-40℃是淺冷工作溫度范圍,-35-10℃是冷凝裝置的工作溫度范圍。
1.4膜分離法
膜分離運用的是特殊高分子膜對烴類物質有優先通過性,而空氣則隔離在膜外,回收的油氣可以傳輸到油罐或者通過其它的方法液化再利用。膜分離法是通過烴類分子和空氣中的分子大小不同而實現的。
2油氣回收各工藝比較
近年來,油氣回收技術已在我國的國有企業和合資企業中得到廣泛應用。從石油和天然氣中提取的產品種類很多,常見的包括柴油、汽油、汽油同類物、酒精等。車輛和船舶中的呼吸閥和揮發性氣體閥的主要應用技術是根據回收介質選擇單一回收方法或多種方法的組合。根據不同的介質需求,使用幾種恢復方法的組合。通過結合每個過程的優缺點,所組合的方法可以對每個過程進行補充,以達到最佳的回收效果。當前使用的組合型回收技術有很大的優勢,在操作過程中使用多種方法的結合會使每種技術彼此交融并避免低回收率。在現實生活中,結合并使用冷凝和吸收方法也是很常見的。首先,根據每種材料的性質,使用冷凝法實現飽和,從而將石油和天然氣轉化為液體。這并不意味著它完全變成液體而是通過液態的形式被濃縮到一個固定的大小和位置等待被吸收。這個過程中為了能夠減少有害氣體對環境、空氣等的威脅還可以再次使用冷凝法進行二次重復操作幫助保護環境,減少有害氣體的排放,達到國家對空氣質量的要求。目前最廣泛使用的方法是吸附和冷凝的結合。具體步驟是:首先,在-40~50℃下進行二次冷凝程序,以液化約85%的石油和天然氣,過量的石油和天然氣進入吸附系統。這樣處理過的石油和天然氣大大減少了體積,增加了濃度并增強了吸附效果。之后多余的石油和天然氣再次進入深度冷凝系統,以完成最終處理。這種聯合回收方法的優點:首先,它有效地結合了吸附方法和縮合方法的優點;第二是在第三階段增加吸收系統可以減少能源消耗和油氣凝析油的處理能力;第三是第二階段冷凝后的油氣具有中低溫特性,強化了活性炭層吸收系統,遠離熱源和高溫危害,成功消除了安全隱患。活性炭吸收是目前最廣泛使用的處理有機廢氣的方法。它是一種適合吸收固體的吸收劑,可以吸收非極性有機物質(例如苯鏈)。活性炭對汽油廢氣具有良好的吸附性能。在提取汽油和相同的汽油鏈中,它被廣泛用于排氣,在實際應用系統中,活性炭通常被用于冷凝系統和吸附系統。當進入第一階段時,石油和天然氣的溫度首先冷卻至3℃,空氣中的碳氫化合物和水分凝結成液相。之后石油和天然氣進入第二階段冷卻,然后進一步冷卻至-35℃。大多數烴在液相中冷凝,不可凝氣體達到較低的石油和天然氣濃度以后將會自動進入活化劑中也就是現階段所采用的活性炭中進行再一次的過濾清潔處理,使之合格。
3油氣回收技術的具體應用
某石油公司需要回收的油氣主要成分為辛醇、丁醇、MTBE。該公司采用常見的二級冷凝和活性炭吸附組合回收法。我國相關規定要求當尾氣排放非甲烷總烴≤120mg/m3,苯≤12mg/m3才合格。冷凝系統包括很多處理器和設置:除塵過濾器、套管換熱器、過濾器、集液器、壓縮機油氣收集器、氣液分離器、冷凝器、預冷器以及低溫液體泵。進入回收裝置的油氣首先進入一級降溫形成C6、C7、C8碳氫化合物重組分子以及液態油氣物體并攜帶水分。然后進入二級制冷此時油氣被冷卻到-35℃,促使C5組分碳氫化合物為液態。此時無法凝結成液態的氣體已經經過冷凝濃度變得較低,進入活性炭吸附系統后被吸附劑吸附,然后達到較高的排放標準從尾氣排放系統排出。其中吸附系統的吸附劑為活性炭,有兩個吸附罐,一個負責解吸一個負責吸附。該系統包括的組件有閥門切換器和真空泵。
結語
油氣提取是節約能源的有效途徑,油氣回收對環境保護和人類健康具有深遠的意義。對油氣的合理處理,能夠降低火災和爆炸造成的潛在安全隱患。使用油氣回收裝置可以有效改善運營環境,減少空氣污染,保護操作人員生命健康,同時最大程度地減少了因揮發油和天然氣造成的損失。改善油氣采收技術可以消除潛在的安全隱患,避免出現大型的化工爆炸燃燒等事故,造成人員傷亡。油氣回收技術對國家的經濟發展和科技進步也有著極為深遠的影響。積極參與油氣回收技術的研究和改良不僅是對人們生命財產的負責,也是對科學的負責,讓油氣回收技術中的儲運裝卸系統發展得更加地全面,為世界的環境保護作出卓越的貢獻。
參考文獻
[1]黃春霞.石油裝卸儲運作業場所油氣污染狀況測試與分析研究[J].勞動保護科學技術,2020,18(2):54-56.
[2]吳甲斌.船舶油運中油氣污染、控制及其石油蒸發實驗研究[J].交通環保,2020,22(2):15-18.
[3]吳維平.港口油氣污染及源強計算方法的探討[J].交通環保,2021,20(12):11-38.
[4]馮展杭.油氣回收技術在儲運系統的應用[J].安全、健康和環境,2021(11).
[5]李學萁,雷世勇,蔣萬容.油氣儲運中油氣回收技術的發展與應用[J].中國新技術新產品,2020(19).