油气回收装置

油气回收装置一、概述经济的高速增长和汽车保有量的快速攀升，中国的石油能源供给日趋紧张，对国外原油进口的依赖性日益增大。据统计，中国的原油进口已到达1亿吨/年，仅次于美国。国际形势的变化将直接影响国内的石油供给，甚至导致油价的大幅上涨。另外，酝酿中的费改税改革可能会导致油价的大幅上涨。有资料显示，2003年全国消耗汽油5000万吨，在运、转、销过程中至少排放2.8亿立方米油气，每立方米油气中至少含有1.2千克汽油。据统计，2003年我国仅油气挥发一项造成的经济损失就高达13亿人民币[2.8亿立方米×1.2千克/立方米×4000元/吨〔汽油单价〕=13.44亿人民币]；据不完全统计，2004年我国因油气挥发造成的经济损失高达20亿人民币。以一个年加油量为6000吨的加油站为例，一年的油气挥发率为千分之六以上，即36吨汽油被白白挥发掉。按照目前汽油5000元另外油气挥发造成油品质量下降。油品蒸发损耗的是其较轻的组分，随着轻镏分蒸发，汽油的初馏点升高，蒸气压下降，启动性能变差，辛烷值降低。据有关资料介绍，航空汽油在其损耗率到达1.2%时，起初馏点升高3℃，蒸气压下降20%，辛烷值下降0.5在油站的卸油和加油过程中，会导致大量的油气排放。油气主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多属致癌物质，平均的油气浓度在10～35vol.％。油气对人体造成的危害也不能无视。油气被紫外线照射以后，会与空气中其他气体发生一系列光化学反响，形成毒性更大的污染物，这对在加油站的操作人员的身体危害非常严重，也影响进入加油站的客户的身体健康。同时对油站周边的大气环境造成严重的污染，这在闹市区尤其如此。在北京，城区内的加油站已被全部要求加装油气回收系统，以适应北京2008年绿色环保奥运的要求。国外加油站油气污染问题早在80年代已根本解决，主要采用密闭卸油和加油系统、油气燃烧处理系统或油气回收系统。目前国内的加油站一般采用敞口卸油和加油，溢散的油气直接排放到大气中，造成加油站附近的空气严重污染。国家环境保护总局、国家质量监督检验检疫总局最近新制定的污染物排放标准要求：炼油厂、石油公司油库的原油、汽油周转量等于或大于10万M3都必须装设油气回收装置。根据《石油炼制工业污染物排放标准》、《石油及成品油储运销售业污染物排放标准》，对于新源油气回收装置回收率控制标准和排放限值，按以下执行：非甲烷总烃回收率%95以上排放限值g/m3小于25根据GB11085-89《散装液态石油产品损耗》显示：加油站零售汽油损耗率为0.29%，实际上很多加油站的油品损耗率远高于上述数值。随着国家对城市环境提出更新、更高的要求，油气排放问题尤其是处于城市内的加油站的油气挥发问题应该受到关注。二、油气回收技术简介目前国内外对挥发性油气的治理大致有6类方法：冷凝法、吸收法、吸附法、膜别离法、生物法和燃烧〔其中包括催化燃烧〕法。在储运过程中，前四种方法是主要方法。冷凝法：是利用油气在不同温度和压力下具有不同的饱和蒸气压，通过降低温度或增加压力，使油气首先凝结出来。冷凝法在理论上可到达很高的净化程度，但是当其浓度低于较低时时，需采取深度冷冻，这将使运行本钱大大提高。该工艺采用多级连续冷却方法，降低油气温度并使之液化以到达油气回收的目的。典型的油气回收率在90～95%。根据净化气体中烃含量要求不同，冷凝温度通常在-70℃~-180℃之间。采用冷至－73℃，排放的贫油空气中的油气浓度可以到达35g/m3。如果要求排放气体油气浓度更低，比方10g吸收法：是通过油气和吸收剂(轻柴油、低温汽油、有机溶剂)的逆流接触，利用油气中各组分在吸收剂中溶解度的不同而进行别离。主要优点是设计弹性大，操作方便，吸收、解吸、再吸收过程同步操作。缺点是排入空气中的汽油组分的浓度高(>35g/m3)，不利于间歇操作，占地面积大，对吸收剂和吸收设备要求较高，而且吸收剂需要定期更换，过程较复杂，费用较高，目前已经逐渐被其他方法取代。膜别离法：在压力驱动下，借助气体各组分在高分子膜外表的吸附能力以及在膜内渗透速率的差异进行别离。采用膜别离技术处理油气,具有流程简单、运行费用低；设备占地面积小、重量轻、便于安装；易放大、和其他技术兼容性好；回收率高、能耗低、无二次污染等优点。近年来,随着膜材料和膜技术的进一步开展,国外已有许多成功应用的范例，日东电工、GKSS和MTR公司等已经开发出多套用于VOCs回收的气体别离膜。吸附法：是利用油气中各组分与吸附剂(活性炭、活性炭纤维、硅胶、分子筛等)间结合力不同，实现难吸附组分与易吸附组分的别离。传统的吸附方法主要采用活性炭作为吸附剂，这是因为其价廉易得、较大的外表积、较好的微孔结构、多样的吸附效果、较高的吸附容量和高度的外表反响性等特征，所以应用最为广泛。活性炭吸附法的主要优点是汽油组分的回收率高，尾气排放浓度低(小于10g/m3)；一次性投资费用低，可回收有用成分、设备简单、操作方便等。目前采用的吸附剂主要有颗粒活性炭及活性炭纤维。吸附法是目前治理回收有机废气、并使其资源化的常用方法。吸附法可采用活性炭、分子筛、吸附树脂、硅胶等做有机废气的吸附剂，而活性炭以其吸附容量大、脱附效果好而最常用。用于气体吸附的活性炭有普通的颗粒活性炭和活性炭纤维。针对不同的有机物采用不同的吸附材料，对不易“中毒”且排放气有机物浓度要求比拟苛刻的场所，采用较高吸附率的活性碳纤维作为吸附材料，在对有机物回收率要求不高，处理组成比拟复杂的场所，宜采用活性碳颗粒作为吸附材料，对于汽油储运过程中汽油油气的回收，我们采用颗粒汽油吸附活性碳与活性炭纤维相结合的工艺来进行处理。三、大连理工大学油气油气回收装置简介大连理工大学在借鉴国外技术的根底上，经过十几年的努力，开发出了一套技术先进的工业有机废气自动化回收装置。由于我国以前对芳烃油气挥发有严格的要求，所以，我们所设计的装置主要用于芳烃类油气的回收。先后在齐鲁石化储运厂、南通农药厂、扬子石化—巴斯夫有限责任公司等单位设计了油气回收装置，实际运行结果远好于设计值，经过长期运转，装置完全正常。尤其为扬子石化—巴斯夫有限责任公司设计的五床回收工艺，对苯的吸附效果非常好，处理后，尾气中苯的浓度低于2mg/m3，远远低于国家规定的12mg/m3的排放标准，到达世界领先水平。此外，我们还将吸附技术应用于其他有机气体的回收及气体别离过程。我们开发的变压吸附富氧、富氮技术及系列产品曾屡次获得省部级奖励，被列为国家产学研重点推广工程。我们开发的变压吸附回收CO2技术也到达了国内领先水平。此外，还为大庆石化总厂开发过回收乙烯的吸附剂及工艺包，为齐鲁石化塑料厂设计过火炬气回收工艺包。在吸附法回收气体方面具有深厚的理论根底及丰富的实践经验。四、经济效益分析〔仅供参考〕1.年回收汽油价值估算：〔300立方米/小时〕a.年回收汽油〔按2‰挥发率，回收率为90%，每年装置运行2000小时〕300×2000×0.659×2‰×98.1％＝=300*2000*659*0.002*0.981/1000775.775吨/年b.年回收汽油价值〔按市价0.55万元/吨〕775.775×0.55＝=775.775*0.55426.676万元2.运行费用：a.水蒸气〔价格：100元/吨，脱附1吨汽油耗蒸汽3吨〕：3×100×258＝=3*100*258/100007.74万元/年b.循环冷却水〔40吨/小时，0.1元/吨〕40×0.1×2000＝=40*0.1*2000/100000.8万元/年c.电力〔48.5kw，0.4元/kwh〕48.5×2000×0.4＝=48.5*2000*0.4/100003.88万元/年e.设备折旧〔设备按10年净残值10%计〕［360－〔360×10%〕］×10%＝=(360-(360*0.1))*0.132.4万元/年f.运行费用总计：7.74+0.8+3.88+32.4＝=7.74+0.8+3.88+4.8+32.444.82万元/年3、年收益：426.676－44.82＝381.856万元/年由上面可以知道，2年内就可以收回本钱。不但可以防止环境污染，改善了工人的工作环境，同时还可以回收资源，产生可观的经济效益。五、应用实例序号应用单位名称工程性质采用工艺净化率设计完成时间合同要求实际到达1齐鲁石化公司储运厂苯系列产品装车排气吸附双吸附流程90%98%1996年2武汉有机实业空分甲苯废气吸附双吸附器流程90%98%1998年3南通农药厂苯、甲苯废气吸附双吸附器流程90%98%2001年4扬子石化-巴斯夫有限责任公司苯、甲苯、二甲苯废气吸附五吸附器流程5m