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加油站油气回收工艺分析

2020-06-03 07:26

  加油站油气回收工艺分析_能源/化工_工程科技_专业资料。发表论文就找论道论文()汇聚期刊,服务学术! 浅议加油站和油库油气的回收工艺 摘要:油气回收工艺有“直接冷凝法”、“吸收法”、“膜分离法”“吸附+吸 收”、

  发表论文就找论道论文()汇聚期刊,服务学术! 浅议加油站和油库油气的回收工艺 摘要:油气回收工艺有“直接冷凝法”、“吸收法”、“膜分离法”“吸附+吸 收”、 “活性炭吸附法”等工艺方案,由于各种油气回收工艺所采用的装置不同, 其适用的场所也不同。通常而言,吸附法油气回收工艺适用大中型油库,冷凝法 油气回收工艺适用小型油库、油船,“冷凝+吸附”法装置适用加油站。应根据 场所特征及要求采用最佳的油气回收解决方案。 关键词:加油站 油库 油气回收 吸附+冷凝 一、油气回收系统 1、1 油气回收工艺流程 加油站油气回收总体分为三次油气回收[1],一次油气回收主要是指加油站 卸油时的油气回收, 即油罐车向地下储油罐卸油过程时,与卸出的油等体积的油 气被置换到油罐车内。 在接卸汽油时务必要连接一次油气回收管。二次油气回收 是指加油机给汽车加油时的油气回收,加油机发油时,通过油气回收真空泵做动 力, 把汽车油箱里的油气收集到地下储油罐内。三次油气回收即使用油气后处理 装置进行油气回收, 油气后处理装置是当汽油储油罐、输油管线系统内压力升高 需排放时, 对高浓度油气进行处理回收后再排放的装置。三次油气回收是在加油 站, 利用压缩冷凝和先进的膜分离技术,将油气变成液体汽油和高浓度的油气加 以回收利用,同时分离释放出清洁的空气(油气排放浓度≤25 mg/ L),保持加 油站储油罐油气呼吸损失接近于零。以此稳定和控制油站地下储罐的油气压力, 我们称为加油站膜式冷凝油气液化处理过程。 1.2 油气回收的意义 一、二、三次油气回收我们总称为油气回收系统,油气回收系统是降低油气 损耗的主要方法,可有效控制了加油站汽油的挥发,提高加油站安全等级,确保 人员的生命安全和企业财产安全,营造更加安全、和谐的经营环境。同时可大大 降低有害气体的排放, 减少空气污染,维护健康的生态环境和工作人员的身心健 康。油气回收系统是加油站油气回收的主要工艺流程。 1.3 油气回收系统设备组成 油气回收系统设备主要包括:带有油气回收系统的加油机、气相工艺管线、 汽油储油罐、真空压力(PV)阀、后处理装置等。一二次油气回收设备主要包括 加油机、二次油气回收泵、加油枪、加油枪管、拉断阀,也称脱离器。后处理装 置通常由主机和控制箱两部分组成。 加油机可以是单纯的加油机也可以是具备加油枪、管和二次泵的加油机。带 有油气回收装置的加油机构造与普通加油机没有区别。 二次油气回收泵是二次油气回收系统的心脏, 从形式上可分为集中式和分散 式两种,集中式通常靠近储油罐区独立安装,而分散式则安装在加油机内部。分 散式又分为单泵单枪和单泵双枪两种, 从具体的设备上又可分为泵机一体式和分 体式,一体式具有免维护、体积小,安装方便等特点,通常适用于潜油泵供油的 加油机, 主要通过加油枪流速靠主板电路发出的脉冲信号控制泵的转速而改变气 液比;分体式则通常靠电机皮带拖动,具有简单、直观、易维修等特点,它的气 液比调整在加油枪上,采用机械式流量调节阀控制,适用于自吸泵的加油机。在 发表论文就找论道论文()汇聚期刊,服务学术! 任何情况下,不得随意拆卸油气回收泵,集中式油气回收泵故障后,加油站要停 业并及时报修。 加油枪通常分为普通加油枪和带有油气回收的加油枪,带回收的加油枪与 普通加油枪具有本质的区别,内部构造很精密、复杂。值得注意的是工作中严 禁摔、碰撞、拆卸加油枪,加油枪密封圈要保证完好。 加油枪管不同于普通胶管,一般都是内外两层,但因品牌不同其内部构造 和安装方式均有所不同。平时使用是要注意不要用力拉扯、碾压,而且不得落 在加油岛以外的地面上。 拉断阀是在加油枪管受到不当外力拉扯时自动断开并切断油路、气路的装 置,它可以重复使用。但使用时一旦断裂,要收齐所有散落部件后立即报修。 二、油气回收工艺 2.1 吸附法油气回收 工艺原理:生产过程中从密闭鹤管收集系统管线来的汽油挥发气,经凝缩罐 分离出其中游离液滴后, 进入吸附罐 A, 挥发气中的汽油被吸附剂吸附在孔隙中, 空气则透过床层。达到排放要求的尾气由吸附罐顶部排放口经阻火器后排至大 气。当吸附罐 A 汽油吸附量达到一定值、在吸附罐顶部即将穿透前,通过 PLC 程序控制系统按照预先设定、 调整好的时间,自动切换至另一吸附罐 B 进行吸附 工作,而吸附罐 A 转入再生阶段,由解吸真空泵对其抽线KPa 以下, 根据变压吸附原理,吸附在吸附剂孔隙中的汽油被脱附出来[2]。为了保证床层 中的汽油被尽可能清除干净, 在后期引入少量空气对床进行吹扫。吸附剂床层设 置有上、中、下多个测温点。吸附剂吸附汽油时,由于吸附热的作用,床层温度 会升高, 当床层温度升至一定值时控制系统会及时报警,必要时自动切换至另一 吸附罐工作,或关闭油气进口阀门,以确保安全。吸附剂脱附汽油时,为吸热过 程,床层温度又会下降。吸附罐进口油气管线及尾气排放管线均设有阻火器,在 尾气排放管线上还可装可燃气体检测报警器。 真空泵机组采用液环式、 闭环系统。 脱附、解吸出来的高浓度油气(富气)进入真空泵后,与工作液及部分凝结的液 态汽油在真空泵出口分离器中分离。分离器设置有液位高低报警联锁,当液位超 过高限时,自动排液;工作液液位过低时,补液电磁阀打开。真空泵产生的热量 由工作液循环管线上冷却器中的冷却介质带走。 自真空泵出口分离器分离出来[3] 的油气(富气)送至填料吸收塔下部,用常温汽油吸收。从罐区来的汽油由油泵 送入吸收塔顶部, 自上而下经填料与自下而上的油气进行充分接触,由于液体分 压低、 流量较大, 相平衡分压比油气分压低, 大部分的油气不能继续以气相存在, 高浓度油气被成品油吸收。 在吸收塔未被吸收的少量低浓度油气,从吸收塔顶部 再引至吸附罐前油气总管,送入吸附罐进行循环吸附。 工艺要点:要精心筛选出适合汽油挥发气反复吸脱附场合的吸附剂,由于硅 胶吸附挥发气中绝大部分的汽油,且温度升高小,而少量的活性炭对微量的汽油 可进一步吸附,但温升较大,有着火燃烧隐患;所以吸附剂床层可分为硅胶和活 性炭两种,通过分层铺放从而避免两者缺点,充分发挥活性炭吸附尾气浓度低的 优势。 工艺设备选择:对于吸附油气装置选择上则要参照如下标准, ① 油气进口管线压力自动控制,系统设置压力报警、联锁; ② 吸收塔设置液位报警、联锁; ③ 系统要设置阻火器及切断阀,进出装置的汽油管线上要设有自控阀门, 故障或停机状态使汽油不再进入装置; 发表论文就找论道论文()汇聚期刊,服务学术! ④ 吸附剂床层要多处设置温度报警、联锁,在床层温度进入危险范围以前 就自动切换进入脱附状态,确保安全。 ⑤ 所有设备、电气、仪表、控制系统均按国家石油化工行业标准采用严格 的防爆设计、选型; 2.2 吸附+冷凝法油气回收 流程及工艺原理: 加油站一、二次收集系统来的油气(轻烃组分与空气的混 合物)被送至炭吸附罐,轻烃被吸附在炭层上,除去了大部分轻烃后达标的尾气 由炭吸附罐顶部排至大气。 吸附饱和的炭吸附罐用真空泵抽真空,其中的轻烃被 解吸,并送至超低温冷凝单元。先由超低温冷凝机组第一级预冷至+2℃左右,除 去水蒸气,再继续由第二级冷至-40℃,将大部分轻烃冷凝成液态油,暂存于贮 油槽。 而未被冷凝的气体, 送至回收碳罐吸附, 尾气由回收碳罐顶部排至大气[4]。 将“吸附、冷凝”两种处理方法优化组合在一起,既降低了装置整体能耗,又充 分发挥了吸附法适应性强、 回收率高的特点, 处理后尾气达到国家相关标准要求。 值得重视的是加油站要尽量采用增强型油气处理技术(EVR),将效率提高 到 95%以上,相应的要增加减少油枪滴油、尽量采用在线监测和后处理等技术。 除了“吸附法”和“吸附+冷凝法油气”回收工艺外,还可根据具体情况选 择“直接冷凝法”、“吸附+吸收”“膜分离法”等工艺方案,从而找到最佳的 油气回收解决方案。各种回收方法适用不同的场所,通常而言,吸附法油气回收 装置适用大中型油库,冷凝法油气回收装置适用小型油库、油船,“冷凝+吸附” 法装置适用加油站。 三、各种油气回收工艺比较 回收工艺技术 活性炭吸附法 尾气浓度(g/m3) 10 优点 缺点 流程简单、操作方便; 占地面积较大, 废料难处理; 回收率高,尾排浓度低; 但可集中回厂处理。 自动化程度高; 运行费用低; 规模从 30-2000m3/h。 流程简单; 回收率低; 安全性好; 占地面积小。 流程简单,操作方便; 投资省、安全性好 操作性好,便于放大; 操作简便,易于维护; 可快速开停车; 清洁生产,无二次污染; 回收率高; 运行费用低。[5] 须有固定的生产车间; 维修困难; 能耗很高, 不利于间歇操作。 占地面积较大; 不利于间歇操作; 需补充专用吸收剂。 膜组件需进口、价格昂贵; 易积聚静电、防爆要求高; 压缩机要求高、需进口、易 损; 控制要求高; 含空气的油气需压缩、 喷淋; 有气柜,占地面积大。 冷凝法 50 吸收法 50 膜分离法 25 发表论文就找论道论文()汇聚期刊,服务学术! 参考文献: [1]陈家庆,曹建树,王建宏等.面向加油站的油气回收处理装置及其关键技术[J].环境工 程,2007,25(1):41-46. [2] 黄 维 秋 , 吕 艳 丽 , 饶 原 刚 等 . 油 气 回 收 吸 附 剂 的 再 生 方 法 [J]. 石 油 学 报 ( 石 油 加 工),2010,26(3):486-492.DOI:10.3969/j.issn.1001-8719.2010.03.029. [3] 张 湘 平 , 刘 洁 波 . 吸 收 法 和 吸 附 法 油 气 回 收 技 术 的 联 合 应 用 [J]. 石 油 化 工 环 境 保 护,2006,29(3):57-61. [4] 赵 志 伟 , 杜 垲 . 冷 凝 法 油 气 回 收 技 术 中 的 油 气 冷 凝 特 性 分 析 [J]. 流 体 机 械,2009,37(9):67-70.DOI:10.3969/j.issn.1005-0329.2009.09.018. [5] 王 慧 铭 . 膜 分 离 技 术 在 油 气 回 收 过 程 中 的 应 用 [J]. 油 气 田 地 面 工 程,2009,28(6):44-45.DOI:10.3969/j.issn.1006-6896.2009.06.025.