VOCs油气回收工艺探讨与分析.pdf

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1、282016年8月VOCs油气回收工艺探讨与分析丁锋1李丛妮21．中石化中原石油工程设计有限公司石油化工规划设计所，河南濮阳457001；2．陕西省石油化工研究设计院，陕西西安710065摘要：为了回收天然气处理厂轻烃深加工产品产生的VOCs，对油气回收工艺流程进行了研究与设计。通过处理厂内轻烃产品的日产量与苛刻环境条件下产生的VOCs量，确定油气回收装置的混合处理规模为80m3／h。研究现有的油气回收工艺，结合挥发物中含苯的特点，提出了“冷凝+吸附”的技术方法，并应用HYSYS软件模拟了近饱和浓度VOCs的回收工艺。结果表明，该回收工艺可行，装置回收处理效率

2、>／95％，满足GB50759—2012《油品装载系统油气回收设施设计规范》气体排放标准要求。关键词：轻烃产品；VOCs；油气回收DOI：10．3969／j．issn．1006—5539．2016．04．0060前言石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中轻组分在常温下蒸汽压较高，极易挥发，故在油品从油库到加油站再到用户的储运过程中，油罐或汽车油箱会因温度、压力波动而产生大量高浓度挥发性有机化合物VOCs(VolatileOrganicCompounds)，从而造成油品损耗问题。这些VOCs主要成分为丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，它们大多属致癌物质，同时

3、油品挥发损耗会降低油品质量、污染环境、浪费资源、造成火灾隐患以及危害人身安全，给企业和社会带来诸多严重危害。因此，VOCs油气回收装置¨。10’是油品储运过程中不可或缺的配套工程设施。本文主要在研究现有油气回收工艺的基础上，结合处理厂内轻烃产品(戊烷发泡剂、橡胶工业用溶剂油、天然苯及稳定轻烃)VOCs中含有苯的特性，提出了“冷凝+吸附”的油气回收工艺。利用HYSYS软件进行模拟，结果表明，该回收工艺技术可行，装置回收处理效率t>95％，满足GB50759—2012《油品装载系统油气回收设施设计规范》规定的技术指标要求，而且产生了较好的经济效益。1现有油气回收工

4、艺目前常用的油气回收工艺有冷凝法油气回收工艺¨1。12。、吸收法油气回收工艺¨3

5、、膜分离法油气回收工艺114-15]、吸附法油气回收工艺等¨6叫7

6、。上述工艺各有优缺点，需要根据回收气(VOCs)的特性、气量及作业区的公用工程条件选择最适合的回收方案。1．1冷凝法油气回收工艺冷凝法油气回收工艺的基本原理是当冷凝气的温度低于其露点温度时将发生冷凝，由于易挥发性有机化合物的露点温度高于空气的露点温度，故当对油气蒸汽和空气的混合物进行冷凝时，大部分油气蒸汽会被冷凝成液态，而空气则可通过通风口被排出，从而达到分离的目的。这种工艺的优点是工艺原理简单，操作安全可靠，回

7、收的烃类液体不含杂质，经济效益可观，安全性高；缺点是通过此工艺要达到国家排放标准，能耗较高且投资较大。图1为冷凝法油气回收工艺典型流程示意图。收稿日期：2016—04—18作者简介：丁锋(1984一)，男，陕西咸阳人，工程师，硕士，主要从事天然气处理、地面集输和化工仪控等方面的研究与设计工作。第34卷第4期OILANDGASTREATINGANDPROCESSING烷7i图1冷凝法油气回收工艺典型流程,77意图1．2吸收法油气回收工艺吸收法油气回收工艺的基本原理是易挥发性油气蒸汽从吸收塔的底部进入，与从塔顶进人的向下流或喷淋的吸收液形成对流接触，大多数油气被吸

8、收液吸收，剩余的气体排人大气。常规吸收法油气回收工艺为常温柴油吸收和专用吸收剂吸收两种，但这两种方法均无法达到现行国家油气排放标准的要求。该工艺优点是工艺简单，投资成本低；缺点是回收率太低，一般只能达到80％左右，无法达到现行国家标准的要求，设备所占空间大、能耗高、吸收剂消耗较大，需不断补充，压力降太大，达5kPa左右。图2为吸收法油气回收工艺典型流程示意图。图2吸收法油气回收工艺典型流程示意图1．3膜分离法油气回收工艺膜分离法油气回收工艺的基本原理是利用高分子膜对油气的优先透过性的特点，让油气／空气混合气在一定的压差推动下经膜的“过滤作用”使混合气中的油气优

9、先透过膜得以“脱除”回收，而空气则被选择性截留。该工艺优点是操作相对简单，但目前关键设备全部采用进口设备，投资过高。图3为膜分离法油气回收工艺典型流程示意图。图3膜分离法油气回收工艺典型流程示意图1．4吸附法油气回收工艺吸附法油气回收工艺的基本原理是利用活性炭、硅胶或活性纤维等吸附剂对油气／空气混合气的吸附力大油号加工29小的不同，实现油气和空气的分离。油气通过活性炭等吸附剂，油气组分吸附在吸附剂表面，然后再经过减压脱附或蒸汽脱附，富集的油气用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化；而活性炭等吸附剂对空气的吸附力非常小，未被吸附的尾气经排气管排放。吸附法油气回收装置

10、一般包括变压吸附单元、分离罐和吸收塔三