冷凝法油气回收技术在油品储运中的应用

冷凝式油气回收技术在油品储运中的应用汽油、石油苯等油品在储运过程中会有部分轻烃组分挥发进入大气，与空气混合成为油气。这部分油气在储运过程中难免产生环境污染、能源浪费等问题。随着国家对环保要求的提高，控制含油蒸气的排放及回收油品蒸气的措施得到了广泛重视，油气回收装置广泛应用于炼油厂、油库和加油站。油气的回收技术可分为吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等，有些还含有压缩过程或几种方法的 综合应用。综合回收工艺、节能、环保各方面，我公司在公路发油区域安装冷凝法的油气回收装置，该油气回收装置压缩机关键设备进口，国内生产，采用澳大利亚制冷工程公司（简称RE）提供的冷凝法油气回收技术。一、技术简介冷凝法油气回收采用压缩致冷工艺，将油气气化潜热置换出来，使其由气态转变为液态，以实现油气回收和利用。一般需用三级致冷才能达到国家标准要求的油气回收装置的控制标准和排放限额。因此，油气回收装置采取了三级致冷工艺。冷凝回收的油品汇流到油水分离器，直接回收使用。处理后的尾气经排气管排放。该套油气回收装置，设计油气回收能力最大负荷500m3/h，可连续运行21小时，编程在夜间无负荷时自动完成3小时除霜或人工选择时间完成除霜。制冷工艺如下图：三级制冷示意图苯、汽油等产品形成的油气通过一级制冷达到8左右，将油气中部分苯和水分凝析出来送入油水分离器。脱掉部分水分的混合油气经过二级制冷达到-30，在这一过程中，苯从5开始凝固，到达-30时99%的苯可被回收。苯的回收是以回收水汽和苯的冷凝晶体（可流动）形式进行的，收集后送到积液罐。汽油油气到-30时90%油气被液化，收集后送到油水分离器。剩余油气经过三级制冷达到-80，此时油气中99%的碳氢化合物均被液化，收集后送到油水分离器。被冷凝为液体的碳氢化合物用泵送到指定储罐，水可直接用于绿化。经过三级冷凝后分离排出的达标尾气被重新加热到10-15后排放。压缩机的废热被收集起来贮存在一个液体加热罐内，用于除霜。二级制冷剂在进入二级冷凝区域和复叠三级冷凝系统前，首先与-80尾气进行热交换，使二级制冷剂冷却下来，并使-80尾气加热到10后排放，这样既可以减少能耗，又能提高效率，由此形成了最优化的冷凝工艺。另外，由于使用的是用乙烯、丙烯作制冷剂的高效率压缩机，因此RE的冷凝法油气回收技术能耗很低，平均处理1m3汽油油气耗能0.1kwh。压缩机采用美国Copeland公司生产的卷轴式压缩机，卷轴式压缩机具有高可靠性、高效能比、结构简单、体积小、重量轻、免维护保养的特点。1、主要设备及技术参数压缩机：预冷压缩机2台，额定功率为7.5kw，电压等级为380 V；浅冷压缩机2台，额定功率为22kw，电压等级为380 V； 深冷压缩机2台，额定功率为6kw，电压等级为380 V；其他设备：预冷/浅冷冷却器1台；深冷冷却器1台；深冷制冷膨胀罐1台；一级冷却器1台；二级冷却器1台；三级冷却器1台；冷凝泵1台；仪表管道系统。2、技术特点(1)欧美安全标准，实现本质安全；(2)操作弹性大，可在0 100范围内操作，特别适用于间断装车情况；(3)工艺流程短，工艺过程简单，易于操作和维修；(4)模块化设计制造，整体发运到用户现场，不需大型基础，安装简单；(5)采用了先进工艺技术设计，自动化仪表控制，关键设备进口，国内配套；(6)系统稳定可靠，可实现无人值守；二、应用过程2008年6月份，该套油气回收装置正式投入运行，用于收集汽油、苯、混合二甲苯、MTBE、粗三甲苯装车鹤位产生的油气，设计处理油气能力500m3/h。在使用中经过不断摸索调试，其性能不断得到优化提高：1、 完善监控手段为了确保油气回收装置在正常工况下运行，采取的一项重要的监控手段是在油气回收装置的进气口和排气口定期取样化验，通过化验确定油气回收率指标是否正常，检测油气排放是否达到环保要求。其次是保障仪表系统正常工作，实时检测油气回收装置各部分功能组件是否正常工作，主要检测指标包括：各级回气、排气压力及温度，TCV输出、PCV输出。如2009年通过一张化验分析单，总烃含量9625mg/m3，油气排放指标高于平常值，也高于国家排放标准（25mg/m3），通过检查确认是二级压缩机制冷剂循环管路发生泄漏，影响二级制冷效果，从而导致排放的油气中烃类超标。2、 完善装车端油气收集功能，实现密闭装车油气回收装置投用初期，发现装车总量与回收油气量比例高于行业经验值，而且通过对对装车口周围半径1米内采样分析，总烃含量达到700 mg/m3。主要原因是装车密封罩密封不严，没有实现密闭装车。通过更换油气回收罩，保证了装车过程中90以上的油气能回收利用，极大地减少油气挥发对大气的污染，保障装车过程中的油气最大可能进入油气回收装置，进行回收利用。3、 集气管路增加防爆风机装车鹤管更换密闭装车罩后，装车过程中仍存在部分油气泄漏，尤其在气温高的夏季及鹤管对位不正时，油气泄漏更为严重。为了保障油气回收彻底，在油气集气管路增加一台防爆风机，在装车罐口形成微负压，保障油气优先进入回收系统，风机排放量与油气回收装置处理量相匹配。增加防爆风机后，通过装车罐口周围油气抽样检测，总烃含量不到20 mg/m3，基本保障装车过程中油气全部回收。4、 选择适宜的开机模式由于苯的冷凝点是-5，经过一级、二级压缩冷凝，苯基本上被冷凝回收，单纯对苯装车来说，三级压缩已无必要，实际取样化验数据也证明这一点。以下是在只有苯装车的情况下，分别经过一级制冷、二级制冷、三级制冷在出气口取样化验所得的结果：制冷级数分析项目实测结果试验方法制冷前（入口）苯含量mg/ m3650.58HJ 584-2010一级制冷苯含量mg/ m313.08HJ 584-2010二级制冷苯含量mg/ m31.336HJ 584-2010三级制冷苯含量mg/ m30.325HJ 584-2010从以上实际化验数据可知，在只有苯装车的情况下，经过一、二级制冷后，99%以上的苯已经被回收，二级制冷后苯含量远低于国家要求排放标准12mg/ m3,所以在只有苯装车的情况下，可以只开一、二级压缩机，也可以达到回收的目的。三、节能与环保效果该套油气回收装置由于采用先进制冷工艺，进口卷轴式压缩机，每回收1m3油气平均能耗为0.1kwh，运行能耗优于国内同类产品。由于采用本安型欧美安全标准，比同类产品采用正压室防爆模式更具安全性。经三级冷却回收后，排气指标远低于国家排放标准。2010年我公司公路共发送汽油、苯、二甲苯及粗三甲苯24.9万吨，油气回收量约为29.9万m3，根据GB11085-89公路装车损耗标准，可回收199.36吨油品，该套油气回收装置全年可产生直接经济效益120万元。不可