油氣回收技術在油氣儲運中的應用

楊立超

（廣州機械設計研究所，廣東廣州 510600）

1 油氣儲運中油氣回收技術關鍵性

1.1 儲油

儲油操作過程往往會受到濃度、溫度、壓力等方面的影響，在該環節內產生靜止損耗，該情況還被稱為呼吸消耗。為對該情況合理改善，企業需完善流體存儲系統、強化設備密封性能，避免油氣進入大氣環境內，最后完成有效回收工作[1]。

1.2 卸油

一般情況下，油氣庫內的石油、天然氣產品多利用貨車完成運輸任務，流體裝卸時，整體處于負壓狀態，這時油氣排放量會相對集中、數量較少。但在規定標準基礎上開展計算時，車輛裝卸時產生的排放量遠超過額定數值，想將其控制在適宜范圍內，操作中會存在一定難度。面對該方面的問題時，可依據槽罐優化措施有效改善，但實際情況中的施工總量巨大，可行性較高的措施便是油氣回收技術。

1.3 收發油

油氣在運輸中，資源收發工作會產生大量損耗，產生該情況的關鍵原因便是灌裝過程、儲存油體運輸中，會使內部壓力持續提升，并在其影響下使得內部的油體氣體向外溢出，因此，產生損耗。并且由于油體收發需要大量時間，操作過程過于漫長，以至于油氣排放總量相對偏大。為合理改善該情況，緩解能源短缺、環境污染等問題，可依據針對性油氣回收措施，來有效避免以上問題。

2 油氣儲運中油氣回收技術應用主要類型

2.1 吸附法

油氣回收技術中，吸附方式的應用頻率相對較高。吸附方式的關鍵原理便是利用相應試劑，將其中存在的烴類物質成分分離出來，之后對其充分回收，確保儲存運輸過程中具備較強安全性。該環節可利用的吸收劑類型多樣，面對烴類物質成分時，產生的作用具備一定差異。一般情況下，油氣回收工作開展時，可利用活性炭提升效率。實際流體氣體資源運輸存儲中，活性炭吸附劑的合理使用，不僅能夠降低回收成本支出，還能降低對生態環境、企業員工造成的負面影響，然后在公式的計算下，確保應用吸附劑處于完全飽和狀態下才可停止，避免在未達到飽和狀態時便更換不同類型試劑，并因此發生吸收效率降低的問題，其中θ（覆蓋率）表示分子在固體表面所占據的表面總面積分數，p代表吸附物質在氣相上的分壓數值，b=k1/k2表示吸附脫附的速度比，a代表氣體在固體表面的吸附數量；油氣儲存工作開展時，同樣要科學應用回收技術，幫助工作人員達到資源利用目標。從溫度的角度上分析，油體氣體回收技術可以被劃分為常壓低溫、常壓常溫兩種措施。前者多利用冷卻液完成資源吸收目標，后者則是在正常溫度、壓力狀況，以及吸收類型基礎上，選擇應用適宜吸收劑完成任務，并且后者應用范圍相對廣泛、效果更加明顯，但在現實應用時要注重混合物分析，避免干擾吸收劑的工作[2]。

2.2 冷凝法

工作開展時不同環境溫度情況下，會使油體、氣體各異成分間的飽和蒸氣壓存在明顯差異，可利用冷凝分離技術，有效處理熱風井存在的油氣。開展冷凝分離工作時，資源溫度降低至飽和狀態后，會逐漸從氣態變為液態，這時便可完成空氣、油氣精準分離。并且應用冷凝分離措施時，操作人員還能利用多級連環冷卻方式將資源冷卻至-73℃，并以此達到90%~95%的油氣回收率；溫度降至-95℃時，出口位置氣體的非甲烷總烴濃度小于等于35 g/m3，然后依據單壓縮機自復疊制冷技術開發的純冷凝法油氣回收裝置，將資源溫度下降至-100~-120℃，該環節運行中的工作耗電僅為0.2 kW·h/m3。但由于不同類型資源組成存在差異，不同環境溫度下，氫類飽和蒸氣壓存在明顯變化，為此油氣回收技術應用時，需將溫度降低至正常狀態，使其由氣體變為固體，再由混合狀態變為液體形態。冷凝工作開展時，依據合理技術轉化天然氣石油資源內部揮發氣體，促使其中關鍵部分被充分保留，接著將揮發性氣體排入大氣，從而在源頭上將資源回收利用率不斷強化。由此能夠看出，冷凝法操作簡單、快捷，但無法有效處理組分高的資源回收，為此企業需要根據目前回收狀況制訂適宜制冷設備。

2.3 吸收法

開展天然氣、石油分解工作時，其中操作會使多組分烴產生不同程度分離，其中關鍵影響因素為吸收劑種類。因此需對碳氫化合物實際特點開展深入分析、研究，之后利用適宜措施在空氣中有效分離，該環節中想要保障吸收塔具備較強回收率，在工具選用時更應注重品質、效能，正常情況下會選擇質量較低的碳氫化合物。實際工作中應用吸收措施時，需保障油體與吸收劑實現深入結合，充分吸收其中存在的有用物質，實現無用成分的精準排除。為保障油氣收集環節中安全性較高，在排出口位置安設屏蔽，以此來提升收集工作效率，并使其轉變成有益物質。通過對工作調查研究后發現，吸收法在實際工作中的涉及范圍廣泛、應用頻率較高，該環節中人員可依據公式，將空氣中包含的烷烴精準分離，其中v表示烴物質回收率（%），w1表示油氣進口的質量與流量（kg/h），w2表示油氣出口質量與流量（kg/h），以此實現石油資源的充分循環利用，響應國家節能減排戰略目標。并且種類多樣化的吸附劑面對碳基化合物時，產生的效果存在明顯不同，活性炭吸附劑作為常用種類之一，其可以有效、大量吸收有機物質，并且在芳烴回收技術利用時還可以降低成本支出，存在良好效果，從而得到了廣泛應用[3]。

2.4 膜分離回收

膜分離回收技術應用的關鍵原理在于使用高分子膜、氣體膜組件作為化學物質介質，其不僅擁有較強的優先滲透特性，還可以完成油氣混合物的精準過濾（如圖1所示）。分離作業完成后，油氣、空氣會因此分離，之后依據專用回收罐完成資源儲存。細致研究實際工作開展情況后發現，多樣化物質中分子存在較強的差異性，以及明顯的體積特點，由此能夠了解到膜分離回收技術具備良好可行性、合理性。實際工作中，利用高分子膜作為回收裝置關鍵材料時，會受到材料特點、裝置溫度壓力數值、分離系數、氣體組成元素方面的干擾。這時需實時監督裝置系統內部溫度、壓力參數，接著在目前實際狀況下挑選具備針對性的設備類型，實現對系統運行整體參數的有效控制。由于回收技術應用在天然氣石油開采過程中會存在局限性、限制等因素，因此需根據目前真實狀況，選用適合措施，從而將完成效率大幅提升。

圖1 氣體膜組件

2.5 技術效果比對

細致分析以上關鍵油氣回收技術后，能夠得出不同措施之間不僅存在各自特點，回收工作效率也各不相同。為確保企業挑選適宜技術，對其進行了比較。如表1所示。

表1 油氣回收技術優劣比較

從表1看出，技術間存在自身獨特的應用優勢，但互相比較后發現同樣具備局限性，如只利用單一措施無法達到預期效果。因此實際生產中企業會利用多種技術結合的方式來實現工藝之間的互補，這不僅可以展現自身優勢，還能有效彌補不足，從而展現出最佳效果。

3 油氣儲運環節中油氣回收技術的應用流程

企業開展油氣資源存儲運輸時，膜分離法、吸收法、冷凝法、吸附法被大范圍應用在以下三大環節內：①天然氣石油儲存環節。資源存儲過程中會受到大氣壓外界因素的干擾，使其非常容易發生流失問題。②應用在鐵路負壓方式完成資源運輸中。該情況下排放工作會存在較為密集的狀況，很容易超出規定數值，為確保實現碳氫化合物正常排放，便要增強有效利用，以及實現列車油箱的持續優化。③石油接收運輸過程中。正常情況下該階段的排放數量較大，并且還極容易發生泄漏、損失問題，為此需重視油氣回收設備、設施安全性、能耗性、建設成本、使用周期等，以此確保企業最佳經濟效益。為達到以上目標，需有效結合燃油回收工藝來產生優秀效果，減少資源在運輸存儲時產生的浪費。細致分析目前燃油回收工藝實踐結果后，發現燃油采集不僅要降低浪費數量，還要避免對周圍環境造成影響，因此需利用較高的技術水平。例如：某石油公司在開展油氣儲運工作時，通過在合適的位置擺放自然風冷裝備，強化了能量分散速度，提高了散熱率。不僅如此，企業還需要嚴格檢測油氣開采廠副產品，尤其要重視報廢吸附劑的處理工作，從而增加用途及應用便捷性[4]。

4 油氣儲運中油氣回收技術應用優化措施

4.1 強化技術研發

企業強化油氣回收技術研發實力時，需注重以下兩點：①技術發展、綜合管理工作執行階段中，要與經濟指標相應內容全面結合，以此創建出完善的技術方案、處理機制，并以此增強研發、技術研究等任務的力度、深度，以此將其成效科學改善；②技術人員需改良油氣回收裝置現代化技術，然后通過與技術方案內容的整合，創建出多元化平衡態的管控工作模式，從而最大程度上強化應用效率。

4.2 調整消耗模式

油氣儲運工作中利用回收技術的關鍵目標，便是提高資源循環率及降低過程中的能源消耗數量。因此企業需加大高能耗分離機制重視程度，之后在節能原則基礎上實現方案優化，例如：氣溫分離方式產生的能源消耗較高時，可利用冷介質管道外保溫處理措施，縮減能量損失，或依據縮短冷源至生產設備距離的措施，有效避免能源消耗過大問題。處理能源損耗問題時，還可根據增強自然風冷力度實現有效控制，并將其與散熱設備結合，使其產生的效果成倍增加，縮減對系統運行造成的影響。為減少能源消耗產生的成本損失，選擇使用節能型電機同樣是有效性較強的處理機制之一，然后與變頻調速處理模式結合，便能完善運行狀況的綜合管理模式，從而實現節能經濟方面效益的共贏發展。

4.3 注重人員培養

企業應用油氣回收技術時，不僅要注重設備技術完善，還要培養人員良好的職業素養、技術實力。并且油氣資源存在易燃易爆的特征，儲存運輸回收時要注重溫度的科學控制，避免由于人員失誤產生一系列安全隱患，工作開展時還需在特定時間完成全新技術講解，培養員工正確安全意識，或通過在公共區域播放事故視頻，從而降低發生概率。

4.4 降低回收成本

目前油氣回收裝置應用，雖可以將資源使用效率大幅提升，但成本相對較高。目前國內大多數工廠已投入正式使用，其中耗材成本回收資源率間不成正比。并且回收技術不斷改革創新，設備安裝技術完善性較差，因此企業需不斷完善，使得運行中投入成本的數量成倍增加，以至于大多數油氣回收裝置被閑置，無法發揮其真正作用。該情況下需強化回收技術設備研究力度，注重裝置改善過程中的成本支出，以及在特定時間內完成維護工作，依據該措施的合理使用，可使油氣資源使用率逐步增加，有效避免浪費問題發生，從而為企業帶來更大經濟效益。

5 結束語

油氣儲運工作中合理應用油氣回收技術，不僅可有效保障企業經濟、環保效益，還能避免在運輸環節中發生危險。與此同時，細致分析油氣回收技術關鍵性、技術應用主要類型、應用流程、應用優化措施后，了解到目前工作開展中，需將膜分離法、吸收法、吸附法、冷凝法的價值作用充分展現，以此保障儲運系統運行穩定，減少成本消耗數量，降低對環境造成的破壞，從而實現人與自然的和諧發展。