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冷凝与吸附组合油气回收技术在油库中的应用

油库在接卸轻质油品过程中,由于工艺及设备的限制,难免有少部分轻组分挥发,形成油品的蒸发损耗。油品蒸发损耗不仅造成油品数量的损失,而且还造成火灾和爆炸事故的隐患,严重污染大气,给企业造成经济损失和不良社会影响。油库安装油气回收装置可消除安全隐患,降 低环境污染,减少能源浪费,保证油品质量,有利员工身体健康。

 

我国油气回收工作起步较晚,各种油气回收技术应用尚处于探索阶段。各企业应根据实际情况,对各种油气回收技术的工艺特点应进行充分 了解具体实施。

 

 

1 油气回收的必要性及相关标准

 

1.1 油气回收的必要性 

 

1.11 油气回收是安全生产的需要。轻质油品的挥发蒸汽易燃、易爆,根据现场检测,在夏季高温时节,发油过程中蒸汽浓度最大可达93%。 装车场所积聚着高浓度油气,造成严重安全隐患。统计表明,在222例火灾爆炸事故中,由于油气引起的有101起,占45.5%。成品油库各区的火灾发生率统计结果显示,发油区占 36.11%,为油库火灾事故的三分一以上。

1.1.2 油气回收是环境保护的需要。油库在频繁的装卸作业中会有较多的油气排放到大气中,油气中碳氢化合物在大气环境中发生光化学反应,形成光化学烟雾,不仅严重污染环境,更有害的是有毒物质损害人身健康,对装车场所的人员特别是青年职工造成严重危害。 

 

1.3 油气回收是节约资源的需要。据统计:我国成品油(汽油)在储存、中转、装卸及销售等作业过程中,因挥发造成的损失占总量的0.6- 1%,直接损失约为几十亿元人民币。我国每年汽油消耗量约为7000万吨,仅油库发油环节,每年因挥发损失的汽油为42~70万吨。

 

以一个夏季售油100万吨的西部油库为例,按照每充装1吨汽油可回收约1kg汽油计算,年回收汽油约为1000吨。处理量500m³/h的油气处理装置的建设费用约为450万元,油气回收装置的操作费用(水、电、风等),按照每回收1kg汽油运行费用0.4元计算,全年操作费用约40万元。按照汽油销售价8500元/吨计算,每年可实现经济效益4万元。油库规模越大,当地气温越高,效益越明显。 

 

1.2 国内外油气排放标准

 

美国联邦法规59FR64318Dec14. 1994规定:每装1L汽油,从油气处理单元排出的净化气体中烃含量不应大于10mg。欧盟标准规定:排放 的净化气体中烃浓35g/m³(体积分数 1.188%)。

 

我国GB20950-007《储油库大气污染物排放标准》规定:储油库灌装(汽)油作业时,油气回收装置的油气排放浓度≌25g/m³,油气处理效率 ≥95%。北京市标准DB11/206-2003《储油库油气排 放控制和限值》规定:储油库灌装(汽)油作业时,油气回收处理装置的油气排放浓度在标准状态下不应大于25g/m³,油气回收处理装置净化效率不应低于98%。

 

 

2 主要油气回收技术介绍

 

目前,已投入使用的油气回收技术主要有吸附法、吸 膜分离法、冷凝法4种。 

 

2.1 吸附法

 

利用活性炭、硅胶或活性纤维等吸附剂对油/气空气混合气吸附力的差异,实现油气和空气的分离。目前较常用的吸附剂主要有活性炭及其改 性物(如活性炭纤维),利用油气/空气混合气中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差别,使难以吸附的空气组分与易吸附的油气组分相分离。该方法主要用于最后排放尾气时把关使用。

 

2.2 冷凝法

 

采用低温制冷的方法使油气中的有机组分直接冷凝下来,从而实现油气回收。主要设备为压缩机和伶凝器,利用制冷剂或冷凝剂通过热交换器进行间接传热冷凝,从而回收油品。由于为间接传热,装置操作温度及制冷温度低(如到-70~- 80℃),可使回收率达到90%左右,但制冷系统较为复杂。如需满足更严格的排放要求,可在机械致冷后再增加液氮。油气经过预冷、一级冷却和二级冷却后可使大部分挥发性有机物冷凝为液体,排放的油气浓度可达到35mg/1,但能耗较高。 

 

2.3 冷凝与吸附组合法

 

冷凝+吸附组合油气回收系统采用多级连续却方法降低挥发油气的温度,用制冷技术将油气的热量置换岀来,实现油气组分从气相到液相的直接转换。利用烃类物质在不同温度下的蒸汽压的差异,通过降温使油气中一些烃类蒸汽压达到过饱和状态,采用二级制冷,使油气温度降 至-75℃,将油气中90%以上的碳氢化合物冷凝成液体,未被冷凝的油气,再进入A、B罐交替工作的活性炭吸附系统,被活性炭吸附,若一套活性炭系统吸附达到饱和,该罐即进行解析处理,解析后的油气进入制冷机前端,同时,另一套活性炭系统投入工作,从活性炭系统排出的气体为达标气体。

 

该套系统采用撬装设备,占地小,自动化程度高,采用远程控制系统。由于油气通道为单独且密闭的,不与外界接触,里面只有冷却盘管,釆用的压缩机、电控系统均为防爆型,不与油气接触,该装置安全性性能良好。 

 

2.4 应用实例

 

某油库有现场汽油装车鹤位8台,每天销售成品油(汽油)3000-400吨,每根鹤管流量60-80t/h,每台油罐车容积40-70吨,平均产生油气量为300-400m³/h。

 

在灌油环节安装 BLTVR500系列冷凝+吸附式油气回收装置。在现有几种油气回收方法中,冷凝法可以直接将油气冷凝转化为液态轻烃产品,只 要装置处于循环状态和冷凝器保持足够低的温度,对油气的波动有较好的适应能力;缺点是在油库的作业时段,不论装油量大小,压缩机必须处于运行状态,运行能耗较高。因此,该油气回收装置采用冷凝+吸附组合工艺进行油气回收,处理量较低时采用二级冷饧,设备全部制冷量用于油气的汽化潜热,把油气变成油加以回收,同时降低了能耗。当处理量较高时,采用冷凝+吸附组合工艺进行油气回收处理,运行半年来已累计回收油品41吨,取得了良好的经济效益,达到了节能环保的要求。

 

 

3 安装油气回收系统应注意的问题

 

在选择适用的油气回收技术时,应注意以下问题:

 

1) 装车鹤管的密封性是实现油气回收的关键。选择油气回收系统一定要考虑鹤管油气回收密封性能,尤其是装车过程中密封帽的动态密闭性能,鹤管密封装置为易损件,应充分考虑其耐腐蚀性和耐磨性。油气收集管路应尽量缩短,使油气回收易于实现。 

 

2) 选择适用的油气回收技术。

 

活性炭附法流程简单,操作简便,轻烃回收率高,尾气排放浓度低,装置适用性强。

缺点是使用寿命较短。 

 

冷凝法可实现冷礙后回收油品的经济效益,工艺较为安全,油气回收率高,自动化程度高,回收的烃类液体中不含杂质。

缺点是能耗高、运 行费用高。同时,使用该技术存在着设备长期运行后岀现霜堵的问题,如何解决霜堵是冷凝法的一个关键技术难点。 

 

膜分离法具有分离效率高,设备简单,工艺适应性强,能耗低等优点。

但该方法需要引进相应的技术,导致造价较高。

 

溶剂吸收法流程简单可靠,操作简单,安全性好。

相对能耗较低但占地面积较大。 

 

油库发油的特点是油气较为集中,油气量较大,可选择冷凝法及其复合方案适合规模化的油气回收技术,同时还应考虑占地面积及当地气候 亲件等多种因素。 

 

安装了油气回收装置后需进行系统密闭性检测,油气收集系统的密闭性对油气回收装置是至关重要的。若油气不能实现密闭,回收油气无从 起。目前多数企业倾向于后续装置采用多种技术方法联合应用,如吸收法和冷凝法的联合应用。

 


 

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