油氣回收裝置

油氣回收裝置一、概述經(jīng)濟(jì)的高速增長和汽車保有量的快速攀升，中國的石油能源供給日趨緊張，對國外原油進(jìn)口的依賴性日益增大。據(jù)統(tǒng)計，中國的原油進(jìn)口已到達(dá)1億噸/年，僅次于美國。國際形勢的變化將直接影響國內(nèi)的石油供給，甚至導(dǎo)致油價的大幅上漲。另外，醞釀中的費(fèi)改稅改革可能會導(dǎo)致油價的大幅上漲。有資料顯示，2003年全國消耗汽油5000萬噸，在運(yùn)、轉(zhuǎn)、銷過程中至少排放2.8億立方米油氣，每立方米油氣中至少含有1.2千克汽油。據(jù)統(tǒng)計，2003年我國僅油氣揮發(fā)一項造成的經(jīng)濟(jì)損失就高達(dá)13億人民幣[2.8億立方米×1.2千克/立方米×4000元/噸〔汽油單價〕=13.44億人民幣]；據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年我國因油氣揮發(fā)造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)20億人民幣。以一個年加油量為6000噸的加油站為例，一年的油氣揮發(fā)率為千分之六以上，即36噸汽油被白白揮發(fā)掉。按照目前汽油5000元另外油氣揮發(fā)造成油品質(zhì)量下降。油品蒸發(fā)損耗的是其較輕的組分，隨著輕鎦分蒸發(fā)，汽油的初餾點(diǎn)升高，蒸氣壓下降，啟動性能變差，辛烷值降低。據(jù)有關(guān)資料介紹，航空汽油在其損耗率到達(dá)1.2%時，起初餾點(diǎn)升高3℃，蒸氣壓下降20%，辛烷值下降0.5在油站的卸油和加油過程中，會導(dǎo)致大量的油氣排放。油氣主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多屬致癌物質(zhì)，平均的油氣濃度在10～35vol.％。油氣對人體造成的危害也不能無視。油氣被紫外線照射以后，會與空氣中其他氣體發(fā)生一系列光化學(xué)反響，形成毒性更大的污染物，這對在加油站的操作人員的身體危害非常嚴(yán)重，也影響進(jìn)入加油站的客戶的身體健康。同時對油站周邊的大氣環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，這在鬧市區(qū)尤其如此。在北京，城區(qū)內(nèi)的加油站已被全部要求加裝油氣回收系統(tǒng)，以適應(yīng)北京2008年綠色環(huán)保奧運(yùn)的要求。國外加油站油氣污染問題早在80年代已根本解決，主要采用密閉卸油和加油系統(tǒng)、油氣燃燒處理系統(tǒng)或油氣回收系統(tǒng)。目前國內(nèi)的加油站一般采用敞口卸油和加油，溢散的油氣直接排放到大氣中，造成加油站附近的空氣嚴(yán)重污染。國家環(huán)境保護(hù)總局、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局最近新制定的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求：煉油廠、石油公司油庫的原油、汽油周轉(zhuǎn)量等于或大于10萬M3都必須裝設(shè)油氣回收裝置。根據(jù)《石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《石油及成品油儲運(yùn)銷售業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，對于新源油氣回收裝置回收率控制標(biāo)準(zhǔn)和排放限值，按以下執(zhí)行：非甲烷總烴回收率%95以上排放限值g/m3小于25根據(jù)GB11085-89《散裝液態(tài)石油產(chǎn)品損耗》顯示：加油站零售汽油損耗率為0.29%，實際上很多加油站的油品損耗率遠(yuǎn)高于上述數(shù)值。隨著國家對城市環(huán)境提出更新、更高的要求，油氣排放問題尤其是處于城市內(nèi)的加油站的油氣揮發(fā)問題應(yīng)該受到關(guān)注。二、油氣回收技術(shù)簡介目前國內(nèi)外對揮發(fā)性油氣的治理大致有6類方法：冷凝法、吸收法、吸附法、膜別離法、生物法和燃燒〔其中包括催化燃燒〕法。在儲運(yùn)過程中，前四種方法是主要方法。冷凝法：是利用油氣在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸氣壓，通過降低溫度或增加壓力，使油氣首先凝結(jié)出來。冷凝法在理論上可到達(dá)很高的凈化程度，但是當(dāng)其濃度低于較低時時，需采取深度冷凍，這將使運(yùn)行本錢大大提高。該工藝采用多級連續(xù)冷卻方法，降低油氣溫度并使之液化以到達(dá)油氣回收的目的。典型的油氣回收率在90～95%。根據(jù)凈化氣體中烴含量要求不同，冷凝溫度通常在-70℃~-180℃之間。采用冷至－73℃，排放的貧油空氣中的油氣濃度可以到達(dá)35g/m3。如果要求排放氣體油氣濃度更低，比方10g吸收法：是通過油氣和吸收劑(輕柴油、低溫汽油、有機(jī)溶劑)的逆流接觸，利用油氣中各組分在吸收劑中溶解度的不同而進(jìn)行別離。主要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計彈性大，操作方便，吸收、解吸、再吸收過程同步操作。缺點(diǎn)是排入空氣中的汽油組分的濃度高(>35g/m3)，不利于間歇操作，占地面積大，對吸收劑和吸收設(shè)備要求較高，而且吸收劑需要定期更換，過程較復(fù)雜，費(fèi)用較高，目前已經(jīng)逐漸被其他方法取代。膜別離法：在壓力驅(qū)動下，借助氣體各組分在高分子膜外表的吸附能力以及在膜內(nèi)滲透速率的差異進(jìn)行別離。采用膜別離技術(shù)處理油氣,具有流程簡單、運(yùn)行費(fèi)用低；設(shè)備占地面積小、重量輕、便于安裝；易放大、和其他技術(shù)兼容性好；回收率高、能耗低、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。近年來,隨著膜材料和膜技術(shù)的進(jìn)一步開展,國外已有許多成功應(yīng)用的范例，日東電工、GKSS和MTR公司等已經(jīng)開發(fā)出多套用于VOCs回收的氣體別離膜。吸附法：是利用油氣中各組分與吸附劑(活性炭、活性炭纖維、硅膠、分子篩等)間結(jié)合力不同，實現(xiàn)難吸附組分與易吸附組分的別離。傳統(tǒng)的吸附方法主要采用活性炭作為吸附劑，這是因為其價廉易得、較大的外表積、較好的微孔結(jié)構(gòu)、多樣的吸附效果、較高的吸附容量和高度的外表反響性等特征，所以應(yīng)用最為廣泛。活性炭吸附法的主要優(yōu)點(diǎn)是汽油組分的回收率高，尾氣排放濃度低(小于10g/m3)；一次性投資費(fèi)用低，可回收有用成分、設(shè)備簡單、操作方便等。目前采用的吸附劑主要有顆?；钚蕴考盎钚蕴坷w維。吸附法是目前治理回收有機(jī)廢氣、并使其資源化的常用方法。吸附法可采用活性炭、分子篩、吸附樹脂、硅膠等做有機(jī)廢氣的吸附劑，而活性炭以其吸附容量大、脫附效果好而最常用。用于氣體吸附的活性炭有普通的顆?；钚蕴亢突钚蕴坷w維。針對不同的有機(jī)物采用不同的吸附材料，對不易“中毒”且排放氣有機(jī)物濃度要求比擬苛刻的場所，采用較高吸附率的活性碳纖維作為吸附材料，在對有機(jī)物回收率要求不高，處理組成比擬復(fù)雜的場所，宜采用活性碳顆粒作為吸附材料，對于汽油儲運(yùn)過程中汽油油氣的回收，我們采用顆粒汽油吸附活性碳與活性炭纖維相結(jié)合的工藝來進(jìn)行處理。三、大連理工大學(xué)油氣油氣回收裝置簡介大連理工大學(xué)在借鑒國外技術(shù)的根底上，經(jīng)過十幾年的努力，開發(fā)出了一套技術(shù)先進(jìn)的工業(yè)有機(jī)廢氣自動化回收裝置。由于我國以前對芳烴油氣揮發(fā)有嚴(yán)格的要求，所以，我們所設(shè)計的裝置主要用于芳烴類油氣的回收。先后在齊魯石化儲運(yùn)廠、南通農(nóng)藥廠、揚(yáng)子石化—巴斯夫有限責(zé)任公司等單位設(shè)計了油氣回收裝置，實際運(yùn)行結(jié)果遠(yuǎn)好于設(shè)計值，經(jīng)過長期運(yùn)轉(zhuǎn)，裝置完全正常。尤其為揚(yáng)子石化—巴斯夫有限責(zé)任公司設(shè)計的五床回收工藝，對苯的吸附效果非常好，處理后，尾氣中苯的濃度低于2mg/m3，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家規(guī)定的12mg/m3的排放標(biāo)準(zhǔn)，到達(dá)世界領(lǐng)先水平。此外，我們還將吸附技術(shù)應(yīng)用于其他有機(jī)氣體的回收及氣體別離過程。我們開發(fā)的變壓吸附富氧、富氮技術(shù)及系列產(chǎn)品曾屢次獲得省部級獎勵，被列為國家產(chǎn)學(xué)研重點(diǎn)推廣工程。我們開發(fā)的變壓吸附回收CO2技術(shù)也到達(dá)了國內(nèi)領(lǐng)先水平。此外，還為大慶石化總廠開發(fā)過回收乙烯的吸附劑及工藝包，為齊魯石化塑料廠設(shè)計過火炬氣回收工藝包。在吸附法回收氣體方面具有深厚的理論根底及豐富的實踐經(jīng)驗。四、經(jīng)濟(jì)效益分析〔僅供參考〕1.年回收汽油價值估算：〔300立方米/小時〕a.年回收汽油〔按2‰揮發(fā)率，回收率為90%，每年裝置運(yùn)行2000小時〕300×2000×0.659×2‰×98.1％＝=300*2000*659*0.002*0.981/1000775.775噸/年b.年回收汽油價值〔按市價0.55萬元/噸〕775.775×0.55＝=775.775*0.55426.676萬元2.運(yùn)行費(fèi)用：a.水蒸氣〔價格：100元/噸，脫附1噸汽油耗蒸汽3噸〕：3×100×258＝=3*100*258/100007.74萬元/年b.循環(huán)冷卻水〔40噸/小時，0.1元/噸〕40×0.1×2000＝=40*0.1*2000/100000.8萬元/年c.電力〔48.5kw，0.4元/kwh〕48.5×2000×0.4＝=48.5*2000*0.4/100003.88萬元/年e.設(shè)備折舊〔設(shè)備按10年凈殘值10%計〕［360－〔360×10%〕］×10%＝=(360-(360*0.1))*0.132.4萬元/年f.運(yùn)行費(fèi)用總計：7.74+0.8+3.88+32.4＝=7.74+0.8+3.88+4.8+32.444.82萬元/年3、年收益：426.676－44.82＝381.856萬元/年由上面可以知道，2年內(nèi)就可以收回本錢。不但可以防止環(huán)境污染，改善了工人的工作環(huán)境，同時還可以回收資源，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。五、應(yīng)用實例序號應(yīng)用單位名稱工程性質(zhì)采用工藝凈化率設(shè)計完成時間合同要求實際到達(dá)1齊魯石化公司儲運(yùn)廠苯系列產(chǎn)品裝車排氣吸附雙吸附流程90%98%1996年2武漢有機(jī)實業(yè)空分甲苯廢氣吸附雙吸附器流程90%98%1998年3南通農(nóng)藥廠苯、甲苯廢氣吸附雙吸附器流程90%98%2001年4揚(yáng)子石化-巴斯夫有限責(zé)任公司苯、甲苯、二甲苯廢氣吸附五吸附器流程5m