原油码头油气催化燃烧处理方法研究

韩宗德

摘要：近年来，我国对于环境保护愈发重视，国家多次提出并着手改进的能源结构调整对石油产量和品质提出了更高的要求。我国己然发展成为了一个石油生产和消费的大国，但是由于我国油气储运设施以及油气回收处理技术与欧美发达国家相对比，目前仍然存在着着巨大的差距。油品在储运、装卸和销售等过程中产生的油气损耗量是惊人的，这不仅仅会造成了资源的极大浪费，还会对大气环境造成巨大的污染。鉴于此，本文主要分析探讨了原油码头油气催化燃烧处理方法，以供参阅。

关键词：原油码头；油气催化；燃烧处理

油品里面的挥发性有机化合物一般都是有毒物质，由于相对密度大于空气，会发到空气中漂浮在地面层，容易对周围的人和环境造成污染影响。人体如果在吸入过多的较高浓度的油蒸气以后，一般会造成人体中毒，皮肤层、呼吸系统以及大脑神经中枢有可能会被极大地破坏，最终还有可能造成麻醉、抽搐甚至死亡。除此之外，挥发性有机物还会对大自然造成巨大的危害，即形成光化学雾，同时油蒸气还可能会对涂料等有机化工材料起到腐蚀伤害，使得设备腐蚀速度增快。因此，对于油蒸气的回收处理技术的研究，对节能减排、保护环境都有着至关重要的作用。

1国外原油码头油气回收技术

码头油气回收技术在节约能源、提高资源利用率方面有着举足轻重的作用。油气在油库储存、码头油船运输等、炼化厂炼化、加油站销售等各个环节的挥发损耗量都是巨大的。研究表明，lm3汽油从油库出发，经过中间各种储运过程，最后被加到消费者汽车里面，将损耗3.41kg。2008年中国石油消费总量达3亿吨以上，汽油产量约为9000万吨，石油和天然气累计排放量约为5亿m3，高达60万吨汽油的损失降。相当于一个中等规模的油田和炼油厂的生产和炼油能力，以上都还不包括石油进口的损失，由此可知油气挥发损失所造成的能源和经济损失非常巨大。随着我国经济的发展，石油天然气的消耗量还会继续增大，尤其是码头油气回收处理量会持续增加，因此油气回收节能技术非常具有必要性。国内外文献资料表明，冷凝法、膜分离法、吸收法、吸附法、是原油码头油气回收的最常用的四种经典方法，油气破坏处理技术主要有催化燃烧法和热力焚烧法，近年通过几种回收技术或者破坏处理技术的组合工艺技术也逐渐出现，在国外原油码头油气回收处理工艺技术中吸收.活性炭吸附组合法使用最常见。

2催化燃烧法工业化应用前景

在港口码头装卸原油和物料的过程中会挥发出含易挥发有机组份的大量油气，并从船舱透气管、呼吸阀溢出进入大气。由于港口码头作业量大，导致油气挥发问题严重，并带来港口环境、安全和能耗问题。现有技术中处理废油气的方法有：吸附法、吸收法、冷凝法、膜回收法和燃烧法，其中吸附法对油气回收率低于国家标准，吸收法不利于码头上的间歇操作，冷凝法需要将油气降温到一40℃，制冷能耗大，膜分离法对防爆性能要求高，在现有条件下投资成本大，而且以上方法中所需的设备占地面积大，能耗要求高，不适宜处置码头上的油气。燃烧法通过将收集的油气直接充分燃烧生成二氧化碳、水等对环境无污染的物质后排出，所需投资少，对工艺技术要求不高，而且安全。中国专利CN202355988U，专利名称一种节能环保式油气回收处理装置，公告日期2012年8月1日，公开了一种含有油气吸附塔、锅炉或焚烧炉的油气焚烧装置，该装置通过吸附塔回收油气，然后送入锅炉或焚烧炉中焚烧排出，但是该油气吸附塔中止和重新运行的成本高，适宜长时间连续操作，适合油田开采等领域，而且吸附塔、焚烧炉的占地面积大，设备投资成本高因此不适宜码头油气的间歇处理操作。催化燃烧法的热效率是改变了锅炉传统火焰燃烧方式把催化燃烧推向工业化的重要步骤。

3催化燃烧法处理原油码头油气

直接燃烧法回收处理原油码头油气在国内外己经有比较多的案例，原油码头油气浓度一般比较高，成分也比较复杂，直接燃烧法是通过氧化燃烧反应直接将VOC反应生成有机气体C02和H2O，并且燃烧法处理油气的效率相对较高可达97%以上。而催化燃烧法处理原油码头油气装置设施目前国内外还没有先例。燃烧也称为直接火焰燃燒，它是把VOC中可燃的有机物组分当作燃料在气流中直接燃烧，温度一般在1100℃左右。因此，该方法只适用于净化有机物组分燃烧时热值较高的VOCs，因为只有燃烧时放出的热量能够补偿散向环境中的热量时，才能保持燃烧区的温度，维持燃烧的持续。而在特殊金属催化剂的催化作用下，催化燃烧反应可以在400℃左右便能正常催化燃烧反应，同时也放出大量的热量。从宏观上讲，国内处理船舶装船过程中的VOCs主要有两种方法：燃烧处理法和回收处理法。现有回收技术中：吸附法需要预处理、吸附、脱附，过程比较复杂，对于大流量、高浓度的油气，吸附法很难长时间稳定运行；吸收法不利于码头上的间歇操作，对吸收剂和吸收设备要求也过高；冷凝法需要将油气降温到-40℃—95℃，否则不能有效去除油气种的烃类化合物；膜分离法目前所需投资过高隋引。燃烧处理法操作简单、投资少，催化燃烧法能够大幅度节省能耗，适合码头油气处理。火焰燃烧方式下，燃烧温度常在1800K以上，NO，的产率会随温度的升高急剧增加。这样，燃气锅炉会产生大量的N0；污染物；其次，火焰烧烧效率低，挥发性有机物得不到充分燃烧，造成了能源的浪费和环境的污染；火焰的辐射量占燃烧发热量的比例很小，反应区内的辐射大部分来自燃烧产生的热烟气，其辐射量的大小则取决于是否赋予时间进行辐射换热。与化学工业中的不完全氧化反应不同，催化燃烧反应是异相催化反应中的完全氧化反应，可使气体分子完全破坏，生成燃烧最终产物C02和H2O，同时放出热量。催化燃烧作为一种新型的燃烧方式，恰好可以解决火焰燃烧的诸多弊端。催化燃烧作为一种新型的燃烧方式，可实现近100%的燃料转换率。与传统的火焰燃烧相比较，催化燃烧具有低燃烧温度和低污染物排放量等优点，并且到目前为止仅有催化燃烧能够实现近零污染物排放。

参考文献：

[1]刘会友，朱根民，王北福，张晓鹏，龚群.催化燃烧法处理原油码头油气[J].中国水运（下半月）.2017（05）.

[2]刘会友.原油码头油气催化燃烧处理方法研究[D].浙江海洋大学.2017.

[3]汪城，黄维秋.集成催化燃烧和氨水吸收制冷的油气冷凝吸附回收系统[J].环境工程学报.2018（05）.

（作者单位：山东鲁龙天然气有限公司）