码头原油油气回收吸收法的技术研究

苗健松

摘要：在国内外低油价的刺激下，我国的原油进口量迎来了自2010年以来的最大增幅。面对日益庞大的原油进口量，随之相应的便是在油品运输装卸过程中产生的大量油品蒸发损耗量。在码头原油全年不断地收发过程中，会有一大部分油气不可避免地逸散到空气中。这些油气不仅会威胁到员工的身心健康，给企业造成经济损耗，同时也会严重污染环境，因此，开展码头原油油气回收工作对保障油品储运行业节能高效发展有着重要的现实意义。本文主要分析探讨了码头原油油气回收吸收法的技术，以供参阅。

关键词：码头原油；油气回收；吸收法；技术

由于原油开采数量的越来越多，原油逐渐呈现出下降的趋势，而船运也与陆地运输和管道运输一样，成为我国原油运输的重要部门之一。由于原油在装船的过程中会产生许多高浓度的油气泄露，不仅降低了油气企业的经济效益，还造成了原油资源的浪费，原油油气泄露造成的环境污染，也严重威胁到了周边居民的正常生活。因此，对码头原油油气回收吸收法技术的研究就显得更加重要。

1码头原油油气回收吸收法的技术

1.1直接燃烧法

直接燃烧法的主要工艺只是控制油气的排放，并不能对油气进行回收。对于码头而言，燃烧处理的方法主要为火炬燃烧，火炬燃烧的方式又包括开放式和封闭式两种。开放式火炬没有封闭的燃烧器，直接安装在竖直的烟囱上，具体可以分为TO和RTO两种方式。TO的工作原理是油气经缓冲罐后通过液环压缩机增压后进入到水封罐，气体破水封后进入到焚烧炉中与空气配比后在燃烧炉中（操作温度一般为11000C）充分燃烧，最后利用换热器直接换热降温（温度降至180℃后排放）。RTO是利用陶瓷续热的燃烧方式，适用于低热值气体，特点是占地面积大，维修成本高。另一种为封闭式燃烧法，燃烧器采用内壁耐火材料的外壳将火焰围住，一方面能够有效控制燃烧速度，另一方面也可以提高处理效率。国内在直接燃烧法领域比较成功的是台湾凯鸿集团，主要负责工业危废处理系统，VOC处理系统，焚烧系统，火炬系统和污泥干化等等。

1.2吸附法

当两相组成一个体系时，一种物质的分子，原子或者离子能够自动地附着在另一种物质表面上，或者某物质在界面层中浓度能够自动发生变化，从而出现两相界面。吸附现象产生的原理是把在两相界面处产生积累的成分收集。按照吸附作用力性质的不同，吸附可以分为物理吸附，化学吸附和离子交换吸附，油气回收领域主要讨论的是物理吸附的问题1231。吸附法用于油气回收设备中效果比较显著的是利用活性炭，硅胶或活性纤维等吸附剂，这些吸附剂是改变油气和空气混合气的吸附力来实现油气与空气的分离。

1.3吸收法

吸收法不同于吸附法的地方在于：它是利用液体吸收剂在一定的温度和压力下，对油气中烃类成分进行油气的吸收处理，这种液体吸收剂的特点是具有良好吸收性能和解吸性能。吸收法的原理实际上是根据烃蒸气在吸收剂中具有一定的溶解度而能够被吸收，一般这种传质的过程是高浓度烃蒸气从下部进入吸收塔与吸收塔内的吸收剂逆流接触。原油油气的吸收法目前使用效果最好的是日本的“冷凝-吸收-燃烧，工艺，直接通过设计的处理设备TVR实现油气的处理。

1.4膜分离法

膜分離法的原理是根据气体组分分子在薄膜内扩散能力的不同即渗透速率的不同来实现气体组分分子与空气的分离。影响膜分离法处理效率的因素主要有：膜的材料及结构、处理过程中的压力以及油气的浓度有关。由于国外膜成本较高，而国内膜技术处于起步阶段，国内膜材料适用寿命短，对于规模较大的油气回收装置，设备的一次投资费用及维护均高于其他工艺叫。

1.5冷凝法

冷凝法的原理是根据各气体组分在不同温度下的蒸汽压差异，使用降温的方法将油气中的烃类蒸汽压在达到过饱和状态之后冷凝为液态，最终实现回收。冷凝法比较常用的方式是连续冷却法，按照预冷和机械制冷等步骤来实现，根据挥发气的成分和油气浓度限值来确定冷凝装置的最低温度。预冷器是单级冷却装置，一般能使油气温度从环境温度降至4摄氏度，大部分水汽凝结为水除去之后，剩余的气体离开预冷器后再进入浅冷级，进入浅冷级的气体温度冷却至-30℃～-50℃，离开浅冷层再进入深冷级的油气一般冷却至一73℃～-110℃。

2吸收法在码头原油油气回收中的技术优势

对原油进行装船作业时，码头原油油气回收主要包括以下几部分：1）安全单元；2）油气输送单元；3）油气回收存储单元。界区划分图如下图1所示：

码头相对于岸上油气回收的特点是：码头的占地空间小，同时装卸过程中产生的油气处理量大。另外，原油油气本身也具有浓度高和成分复杂的特点。针对以上所提出的5种油气处理方法，首先，如果燃烧法用于码头的处理装置中，只能实现原油油气的处理，并不能实现资源的回收；其次，由于直接燃烧法所需要的占地面积和处理量大，因此不适宜码头使用。冷凝法只适用于高浓度烃蒸气的回收，成本和能耗较高，因此不适用与规模较大的油气回收装置I3sl。膜分离法目前应用广泛的领域是加油站的汽油油气回收，因此码头原油油气的回收不适宜采用膜分离法的回收技术。如果在码头上使用吸附法，一方面，虽然吸附分离的优点是可以使油气浓度控制在一个很小的指标内，但是进口浓度难以达到，从而会影响到处理量网；另一方面，大量的原油油气会使吸附剂在短时间内实现饱和，从而回收效率大大降低。而吸收法的优点是占地面积适中，可以吸收大量的原油油气，吸收剂不容易饱和。故而，吸收法在码头原油的油气回收中优点较为突出，对于企业来讲，吸收法的成本也相对较低。

3结束语

综上所述，每一种原油油气回收方法技术都具有自身的特点以及优劣性。随着原油供给量的逐渐加大，对于原油油气回收工艺的要求也就越来越高，单一的油气回收方法势必无法满足油气运输不断发展的要求。因此，码头原油油气回收工艺方案在未来的研发过程中，要加强各类方法之间的组合运用，大力研发有机溶剂吸收液。

参考文献：

[1]蔡雅雯.码头原油油气回收吸收法的技术研究[D].浙江海洋大学.2017.

[2]高建丰，蔡雅雯.码头原油油气回收吸收剂的对比应用[J].广州化工.2016（07）.

[3]秦玉洁.浅谈码头原油油气回收工艺方案研究[J].中国石油和化工标准与质量.2017（02）.

（作者单位：天津港石油化工码头有限公司）