油气储运中油气回收技术的具体运用

2020-01-12 12:38白路路
化工设计通讯 2020年5期
关键词:膜技术烃类膨胀剂

白路路

(中海油惠州石化有限公司,广东惠州 516000)

长期以来,油气资源的回收利用问题一直都是油气加工行业的技术难点,我国的油气回收技术目前尚不成熟,依然存在诸多需要改进和优化的内容。在这一背景下,加强对于油气储运中油气回收技术的应用研究对于推动油气加工行业的持续发展有着一定的现实意义。

1 油气回收技术

油气回收技术种类繁多,但其本质上均以根据分层液化和分层冷却的原理来实现油气回收,从而将油气资源转变为液态的油品,最终达到提高油气资源利用率,创造更高经济效益的目的。在实际当中,油气储运的最大问题在于蒸发现象的存在,一旦出现蒸发现象,则意味着势必会造成油气资源的损失,即便是后期的加工环节也会存在这种情况。与欧美等发达国家相比,我国针对油气回收技术的研究尚不成熟,且起步较晚,故我国油气资源在储运过程中的损失量相对较高,一般维持在5%~10%。其次,我国的基础设施相对较为欠缺,不够全面,而欧美等国基本上会在油库、石油炼厂等区域安装油气回收装置,且普及率较高,接近100%,从而在油气资源的生产、运输、加工等全部环节做好衔接工作,进而实现对油气损失量的有效控制。因为欧美等国在油气回收技术层面的先进性和回收基础设施的充足性,才能将油气损失量控制在5%之内,而这一标准远远超过了我国的实力水平[1]。

2 常见的油气回收技术

2.1 吸附技术

吸附技术原理是利用固体吸附剂将油气资源内的烃类气体吸附出来,同时也可以实现烃类气体组成部分的相互分析。一般情况下,吸附技术主要应用于天然气中含烃类气体相对较小的地区,且天然气自身的气量需要保持较低的水准。需要注意的是,吸附烃类气体的过程中,只有当固体吸附剂转变为饱和状态之后才能够停止气体的吸附,吸附完成之后需要给予固体吸附剂一定的热气流,从而将烃类气体分离出来,最终得到理想的油气产品。从技术优势的角度来看,吸附技术的最大优点在于成本投入少、使用简单、无技术难点,但同时也存在着无法重复使用、可应用范围较小的局限性[2]。

2.2 油吸收技术

烃类气体的组成部分在油中会存在着不同的溶解度,因为可以根据这一原理将部分烃类气体分离出来。油吸收技术分为多种形式,主要的区分依据在于温度的不同,其主要包括常温吸收技术和低温吸收技术,而不同的技术形式适应于不同的环境当中。一般而言,批量生产中常使用常温吸收技术,而当生产环境的压力较高时,则优先考虑低温吸收技术。低温吸收技术主要使用冷却装置对油进行冷却,而低温的油则可以将天然气中的重组分吸收出来,而当吸收完成之后还可以在低压环境下将吸收的组分重新释放,从而实现吸收油的重复利用。从本质来看,吸收油会随着使用次数的增加而导致吸收效果下降,二次使用吸收油时,只能吸附80%左右的目标组分。现阶段,由于低温吸收技术自身的工艺流程较为复杂、且成本较高、技术难度高,故该技术已经逐步被淘汰,冷凝分离技术则成为了替代者。

2.3 冷凝分离技术

冷凝分离技术是依靠油气资源的物理特性来实现油气的回收。油气的组成成分较多,且不同成分的冷凝温度不同,因而可以通过将油气资源冷却至特定的温度之后,将沸点较高的烃类气体分离出来,最终再通过精加工的形式来获取特定的油气产品。与其他油气回收技术相比较,冷凝分离技术的最大优势在于其自身的成本低、流程简单以及回收效率高,因而该技术在实际当中得到了广泛的应用。冷凝分离技术可以根据冷却方式不同划分为多个种类,包括复合制冷、热分离机制冷、膨胀剂制冷、压缩式制冷、吸收制冷等。其中,压缩式制冷并不是传统意义上的制冷方式,其属于变相制冷的一种,主要使用丙烷、乙烷等制冷剂来达到制冷的效果。而吸收制冷则是利用热能来实现制冷效果的变相制冷,其主要只指将油气资源中的热能吸收出来,从而达到降低温度的效果,由于吸收制冷技术具有一定的特殊性,且技术应用难度较高,故在实际当中很少应用,仅在条件特殊的情况下进行使用。应用比例最大的制冷方式为冷剂制冷,其主要优势在于可以根据实际的生产要求,灵活调控制冷效果,且该技术具有较高的稳定性,不会因为油气资源中气体组成成分和比例的不同而受到影响。膨胀剂制冷技术则对于压力环境有着明确的要求[4]。从压力角度来看,外部气体和油气之间必须存在压力差,否则就无法实现压缩部分油气的效果。此外,当油气处于膨胀状态时才能够达到吸收热量的效果,进而才能达到制冷的目的。膨胀剂制冷的优势在于技术应用难度低,且所需的设备种类、数量相对较少,维护成本也相对较低。但是,我国的膨胀剂制冷技术相对不够成熟,其主要问题集中在设备不完善方面,制冷温度区间仅仅能够控制在-20~60℃,且需要通过中低压制冷,无法使用高压制冷,因而实际的制冷效果和制冷效率相对较低,具有较大的改进空间。复合剂制冷技术则是使用多种制冷剂实现制冷效果的制冷技术,复合剂制冷技术的最大优势在于融合了多种制冷技术的优势,同时也对其他制冷技术的不足进行了补充。例如:冷凝制冷和吸附制冷的同时使用,可以将油气资源冷凝为液体,并通过吸附技术来将特定的物质回收,最终达到了提高回收效率的根本目的,且能够保证油气回收的质量。

2.4 分离膜技术

分离膜技术主要是通过不同气体对于分离膜的渗透率不同而实现油气资源的回收。从技术原理可以看出,分离膜技术的重点在于分离膜的制作。在面对不同成分、不同比例的油气资源时,所使用的分离膜也是不同的。具体回收时需要根据油气资源的组成情况来判断物质的渗透效果,从而有针对性的进行制作,且制作工艺和制作原料也相对较为特殊。由于分离膜技术的针对性较强,故其能够在回收油气资源时保持较好的效果和效率,但缺点在于分离膜需要现场制作,需要耗费大量的时间,且分离膜自身的成本也相对较高,因而分离膜技术只在面对特殊的油气资源时使用。

3 油气回收技术的优化策略

从油气加工企业的角度来看,油气回收技术首先需要具有实用价值,能够满足基本的油气回收要求,同时才能考虑经济效益,尽量降低油气回收技术的应用成本。为了实现这一目标,油气加工企业需要对现有的油气回收技术进行优化和调整,重视先进技术的应用和普及,提高油气回收装置的普及率,最终达到提高油气回收效率的根本目的。

在实际应用过程中,低温分离技术普遍存在着能耗较高的问题,而导致这一问题的主要原因在于保温效果较差,冷却介质在运输过程中的能耗较高。为了控制能耗情况,不仅需要重视保温操作,更需要对现有的冷却装置进行适当的调整和优化,尽量减少冷源与生产设备之间的距离,通过减少运输距离的方式来控制能耗情况。此外,油气加工企业还可以应用自然风冷设备,来强化生产设备的散热效果,确保将热量值控制在理想范围之内。而在电机设备的选择方面,应当优先考虑具有节能性特征的电机设备,并通过加装变频调速装置的方式来控制电机的运输频率,从而在满足基本生产需求的情况下,对电机的转速进行调整,避免额外的功率消耗。

4 结语

油气加工企业需要充分了解各种油气回收技术的应用原理和应用要点,切实提高自身的油气回收水平,减少油气资源的浪费情况。

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