03-吸附法油气回收技术交流

中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001吸附法油气回收技术交流中国石化青岛安全工程研究院中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001目录1234装置的技术路线项目背景介绍经济效益分析主要设备和工作原理5自主知识产权中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-0011.项目背景介绍有数据显示，每吨汽油从炼油厂发出，经水路或铁路运输、油库储存中转、油罐车送到加油站零售的过程，至少会产生7立方米油气，我国每年仅油气排放一项就损失11.8亿元人民币。此外，温度每升高1摄氏度，汽油会排出0.21％的油气。原油、汽油等轻质油品在生产、运输、储存、使用过程中非常容易挥发，高浓度的油气混合空气排放到大气中，不仅造成能源的浪费，而且还容易污染环境，造成重大的火灾隐患。中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001油品损失呼吸损失装车损耗大呼吸小呼吸1.1油品主要损失途径中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001包括汽车加油站的油气损耗和火车、汽车、船舶等运输工具装卸过程中引起的油气损耗。与油罐的呼吸损耗相比，这部分损耗要大得多。根据国外多年的研究表明，在装车的过程中，排入大气中的烃类物质为1.3kg/m3，进行一次装卸作业所浪费的油气约占整个装车量的0.17%左右。当油品被加入到油罐中时，一定浓度的油气就会从顶部的呼吸阀中被排出，从而造成了油品的蒸发损失。当油罐车向外发油的时候，随着罐内压力的减小，呼吸阀吸入空气，使得油面上方的油气呈现不饱和状，从而加快了油品的蒸发速度，促使其重新达到饱和，饱和油气又会在下一次的操作中被呼出。大呼吸损耗指罐内油品在静止储存的情况下，由于环境温度、压力周期性变化的原因从呼吸阀造成的损耗。小呼吸损耗装车损耗中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-0011.2油气回收的发展状况随着工业化的进行，人类越来越重视油品的损耗问题，慢慢开始研究如何将挥发的油气进行回收利用，从而创造一定的经济和社会效益。自20世纪40年代起，欧美国家的各个石油公司和环保部门就开始着手研究油品的蒸发损耗问题，并且采取了很多措施来降低油气的损耗。从50年代在卡车上安装浓缩和压缩工艺的回收终端到60年代的低温制冷系统和吸收法回收工艺。70年代初，JamesC．McGill等人开始研究活性炭吸附回收技术，并于1976年申请了油气回收技术的美国专利。当时由于能耗和泄漏率的要求提高，因此吸附法迅速发展起来。2000年，美国油气回收市场中活性炭吸附法占45%之多。国外中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001我国的油气回收技术起步比较晚。近年来，随着经济的迅猛发展，能源损耗问题日趋严重，集团公司党组，安环局，科技部，销售公司对此高度重视，2000开始组织国外技术考察，并于2002年下达了“吸附法油气回收技术开发及工业应用”的课题任务。国内在此期间，青岛安全工程研究院承担了课题任务，首先对国外相关技术进行了深入剖析，然后利用自主研发的试验装置对工艺流程和参数进行改良和优化。经过数年的实验研究与技术沉淀，第一台自主研发的吸附法油气回收装置样机于2006年在北京沙河油库开车成功。中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001自主研发的试验设备1.通过对吸附材料的对比性实验，研究了其吸附性能，从而筛选出了合适的吸附材料。2.对工艺条件进行了试验研究，优化了吸附、解吸时间、真空度以及吹扫空气量等参数，为装置的工业化推广奠定了基础。中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001吸附法油气回收技术开发及工业应用课题于2005年10月通过了中国石化科技开发部组织的技术鉴定。在沙河油库安装的油气回收装置规模满足年装油量15万m3的油库，油气回收率不低于95%，处理每立方米混合气体（油气）能耗小于0.3kWh，冬季可最多满足三个鹤管同时装车。完全符合中国石化委托开发合同《吸附法油气回收技术开发及工业应用》中对工业化装置的规模要求。安工院课题组对沙河油库工业化油气回收装置研制包括：工艺、设备、控制系统和配套工程等的设计、制造和安装等。装置能适用于炼油厂、油库、油码头、加油站等多种场合，其主要技术、经济指标优于冷凝法和吸收法油气回收装置。另外本装置具有智能化控制系统，装置操作过程完全自动化，无需专人看管。中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001沙河油库油气回收装置中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-0012007年国家颁布了《储油库大气污染物排放标准》（GB20950－2007）要求处理效率≥95%排放浓度≤25mg/L泄露点0.05%底部装油漏油10ml搜集系统4500Pa至此，储油库油气回收技术在我国迅速发展，工业化推广也已经成熟。安工院在奥运会前夕进行了第一次油气回收工业化推广，在北京周边安装了8套活性炭吸附法油气回收装置。运行后经过第三方检测，所有指标均符合国标要求。中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001油气回收运行检测情况油库名称非甲烷总烃浓度（g/m3）温度（℃）处理效率（%）进口出口天津大港油库1862.073098.9天津东郊油库1242.893097.7天津善门口油库5803.283099.4高庄油库563.85.33299.1坨子头油库1050.75.63099.5任各庄油库961.46.42099.3保定油库5295.53099.0廊坊油库6705.43099.2中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001与国外技术对比0.160.230.190.170.1230.16240.000.050.100.150.200.25长辛店东方沙河住海善门口大港单位能耗(度/立方米)油库名称油库回收装置能耗对比图中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001油气回收装置类别国产半进口进口处理能力500m3/h500m3/h500m3/h投资费用(万元）300405500处理效率99％99.5％99.5％耗电量平均每天150度平均每天300度平均每天150度回收单位体积油气耗电量（KW.h)0.150.300.15运行维护费用（万元）16.5920.9125投资成本回收年限355.5维护响应响应迅速维修周期长维修周期长中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001吸收法膜分离法冷凝法吸附法通过混合气体在溶剂中溶解度的差异，利用吸收剂对油气的溶解吸收来实现油气回收的技术。利用冷凝剂通过热交换器来冷凝油气，该工艺主要采用多级连续冷却的方法，降低油气温度使其液化最终达到油气回收的目的。利用不同气体在不同速度下扩散率和溶解度的差异，通过高分子膜对油气中某些烃类物质选择性透过，使得混合气中的油气优先透过膜得到回收，空气被过滤排放。利用了混合气体中各组分与吸附材料间结合力强弱的差别，油气中的烃组分会进入吸附剂的孔隙中被吸附下来，而空气和水蒸气则不能被吸附。目前油气回收工艺主要有以上四种，其中吸附法以工艺简单、可操作性强、能耗少等特点越来越为人们接受，因此在油气回收市场的占有率也是最高的。1.3主要回收工艺中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-0011.油库油气灌装排放的随机性大，而且往往是阶段性作业，回收装置如果连续运行势必会造成能源的浪费，吸附法回收工艺恰恰是间歇性运行的，只有当吸附饱和后才会启动机组对吸附的油气进行回收处理，因此可以有效节约能耗。另外，油气冬夏季的浓度变化范围非常大，而吸附法可以处理的油气浓度范围比较大。2.油库在支撑装置运行的公用工程配套方面比较单一，除电能以外，往往不会具备蒸汽、冷却水和仪表风等其他回收工艺所要求的辅助条件。吸附法油气回收工艺流程则非常简单，装置正常运行时，只需要提供进回油和电能即可。3.油库等作业场所特殊，因此对安全环保要求也非常高。炭吸附法的装置正常运行时基本上属于常温常压，设备密封性好。油库和加油站油气排放与回收的特殊性决定了其比较适合采用吸附法油气回收工艺：中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-0011自2002开始，安工院开展了油气回收课题，通过对国外相关技术的研究和自主创新，最终确立了吸附+吸收的油气回收工艺路线。第一台样机于2006年在北京沙河成功运行。2009年开始自主研发苯回收技术，2010年第一套苯回收装置在南京扬子石化正式投用。312008年奥运会前夕，油气回收装置得到了第一次大范围的推广，在河北、天津等地成功安装8套，并取得了良好的环保和经济效益。22010年油气回收装置在广东省再一次得到大规模地推广，17套装置在亚运会之前均顺利投用，并一次性通过了环保等相关部门的验收。4到目前为止，安工院顺利完成回收装置30多套，遍及全国九个省份。其中2套为苯回收装置。1.4主要业绩中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001序号应用地点规模（m3/h）时间备注1北京沙河油库2002004汽油油气、水环式真空泵2济南炼油厂3002006汽油油气、水环式真空泵3天津大港油库5002008汽油油气、水环式真空泵4天津善门口油库5002008汽油油气、水环式真空泵5天津东郊油库5002008汽油油气、水环式真空泵6石家庄高庄油库5002008汽油油气、水环式真空泵7保定南库5002008汽油油气、水环式真空泵8廊坊东库油库5002008汽油油气、水环式真空泵9唐山沱子头油库4002008汽油油气、水环式真空泵10唐山任各庄油库6002008汽油油气、水环式真空泵11浙江康桥油库6002008汽油油气、水环式真空泵12江西鹰潭白马油库3002009汽油油气、水环式真空泵13广州南村油库4002009汽油油气、干式真空泵14深油库圳妈湾7002009汽油油气、干式真空泵15深圳大鹏湾油库4002009汽油油气、干式真空泵16上海高桥油库4002009汽油油气、干式真空泵中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001序号应用地点规模（m3/h）时间备注17扬子石化6002010回收苯类气体，干式真空泵18广州石化3002010回收甲苯、溶剂油，干式泵19济南炼化3002009回收苯，水环泵20广东寮步油库7002010汽油油气、干式真空泵21广东新溪油库3002010汽油油气、干式真空泵22广东花都油库3002010汽油油气、干式真空泵23广东北村油库5002010汽油油气、干式真空泵24广东唐家油库3002010汽油油气、干式真空泵25广东飞蛾油库5002010汽油油气、干式真空泵26广东富湾油库3002010汽油油气、干式真空泵27广东三榕油库3002010汽油油气、干式真空泵28广东湟边油库5002010汽油油气、干式真空泵29广东张家边油库3002010汽油油气、干式真空泵30广东泽华油库3002010汽油油气、干式真空泵31广东黄埔油库1202010汽油油气、干式真空泵32江苏通桥油库9002010汽油油气、干式真空泵中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-001中国石化安全工程研究院QDRISE©2007版权所有No.2007-PPT-0012.装置的技术路线本装置采用的是吸附/吸收相结合的工艺路线，即活性炭