冷凝法油氣回收技術研究現狀
石油等油品在煉制、儲運、銷售等過程中會揮發出部分輕烴組分進入大氣,造成資源浪費和環境危害。冷凝法油氣回收技術利用機械制冷方法制取低溫來冷凝油氣中的輕烴組分實現油氣回收。該技術節能環保、關鍵技術成熟、系統運行穩定、安全性好,應用前景廣闊。
1 冷凝法油氣回收技術的應用
20世紀40年代開始,美國、前蘇聯等石油公司、環保部門及研究機構已經深入研究了損耗機理,并采取措施降低油品的蒸發損耗。20世紀60年代,以美國為代表的發達國家開始了對油氣回收技術的研究,市場上出現了專用的油氣回收處理 裝置。1970-1976 年間,冷凝法技術回收油氣得到了較好的發展,美國安裝了超過150套的冷凝回收 系統,回收效率達到了90%.之后, EdwardsR C.等人進一步研究冷凝法油氣回收系統,并逐步完善 冷凝法油氣回收的理論。1997 年,美國愛德華茲 公司就在世界各大石油公司安裝了400 多臺“冷凝法"油氣回收設備。20世紀90年代,計算機模擬軟件迅速發展,加拿大HYPROTECH公司研發的HYSYS模擬軟件,可以比較準確的模擬系統同流程,計算油氣等混合物的物性,通過動態模擬,比較不同油氣組分的回收效果并做分析研究,為實際應用提供理論.上的指導。當前,歐盟等很多國家也已普遍對油氣回收技術進行了研究與探討。
2 冷凝法油氣回收技術原理
冷凝法油氣回收技術就是利用不同溫度下烴類物質蒸汽壓的差異,通過采用機械制冷循環技術制取低溫,置換出油氣的汽化潛熱,使油氣中的一-些烴類蒸汽壓達到過飽和狀態,從而冷凝為液態,以實現油氣的回收和利用。-般油氣冷凝回收流程分為預冷、中冷、深冷三個冷卻步驟。
預冷級設置的主要目的是為了使油氣預冷, 進入預冷器內的油氣會從環境溫度下降至4℃ 左右,這樣既可以使氣體中的高碳烴組分冷凝下來,防止其進入中置冷凝器內繼續換熱,增加能耗,又能使油氣預冷,減少中置冷凝器和末置冷凝器的冷負荷。預冷同時能將油氣中的-部分水蒸氣冷凝下來,防止中置冷凝器結霜,阻塞管路。
中冷級設置的主要目的就是為了降低油氣的溫度,將大部分可回收輕烴組分及水蒸氣冷凝下來,中冷級溫度設置的越低,就越能減少深冷級的能耗,考慮到制冷系統的能耗問題,中冷級的溫度也不可以太低,根據已有研究,中冷級溫度可設置 在-30 ~ -70℃之間。中冷級是設置一個冷卻分離器還是兩個冷卻分離器,需要進一-步分析研究。深冷級設置的主要目的是能將油氣中小分子輕烴組分冷凝下來,使油氣的回收效率及尾氣排放濃度達到國家標準,已有研究表明,為達到國家排放標準,油氣中的非甲烷總烴的冷凝溫度需達到 -100 ~ -120℃, 有學者認為,應在機械制冷后增 加液氮制冷級,使油氣達到更低的溫度-160 ~-180℃,但就目前研究來看,無需液氨制冷級,-110℃的低溫便可以使油氣回收效果滿足國家標準。
3 冷凝法油氣回收技術與其它回收技術比較
3.1與吸收法油氣回收技術比較
吸收法是利用具有揮發性的輕烴組分易溶于有機溶劑的原理,實現油氣與空氣的分離。該技術難點在于吸收劑的選擇上,由于吸收劑吸收油氣后不可再循環利用,使用范圍有限,一般只能適用于煉油廠中的油氣回收。
3.2與吸附法油氣回收技術比較
吸附法是利用硅膠、活性炭、活性纖維等吸附劑對油氣中各組分吸附力的不同來實現混合油氣的分離。目前,各種吸附劑都存在-.定的問題,如吸附劑劣化、可燃性、活性炭導熱系數低、活性炭纖維價格商、解吸較難、填充體積大、硅膠吸水性強等問題,吸附法技術在國外較為成熟,國內的使用并不廣泛。
3.3與膜分離法油氣回收技術比較
膜分離法是一種基于溶解擴散機理,采用特殊材料和方法制成的分離膜對氣體具有滲透性,利用一定壓力下混合氣體中各組分在膜中具有不同的滲透速率,實現分離的氣體分離技術。目前膜分離技術正處于發展上升階段,且存在二次污染問題,我國應用也不是十分廣泛。
3.4 冷凝法油氣回收技術的特點
冷凝法油氣回收技術裝置采用經典復疊或自復疊制冷工藝,具有維護操作方便,安全性好,流程短,設備少,安全性好等特點,輸出的液態油可直接利用。工藝原理簡明,無需二次工藝處理,而其它油氣回收方法必須采用噴淋等二次工藝來處理富集的油氣,造成了循環流量大,能耗高等問題。


