吳學軍，王興，雷玉秀

（1．中石化青島煉油化工有限責任公司，山東 青島266500；2．中海油（青島）重質油加工工程技術研究中心有限公司，山東 青島266500；3．山東海普勞動安全技術咨詢有限公司，山東 青島266071）

冷凝式油氣回收技術在油品儲運中的應用

吳學軍1，王興2，雷玉秀3

（1．中石化青島煉油化工有限責任公司，山東 青島266500；2．中海油（青島）重質油加工工程技術研究中心有限公司，山東 青島266500；3．山東海普勞動安全技術咨詢有限公司，山東 青島266071）

介紹了冷凝法油氣回收技術的技術特點及在實際油品儲運中的應用，并對實際應用中的效果進行了總結。

冷凝法油氣回收；油品儲運；應用

汽油、石油苯等油品在儲運過程中會有部分輕烴組分揮發(fā)進入大氣，與空氣混合成為油氣。這部分油氣在儲運過程中難免產生環(huán)境污染、能源浪費等問題。隨著國家對環(huán)保要求的提高，控制含油蒸氣的排放及回收油品蒸氣的措施得到了廣泛重視，油氣回收裝置廣泛應用于煉油廠、油庫和加油站。油氣的回收技術可分為吸收法、吸附法、冷凝法及膜分離法等，有些還含有壓縮過程或幾種方法的綜合應用。綜合回收工藝、節(jié)能、環(huán)保各方面，我公司在公路發(fā)油區(qū)域安裝冷凝法的油氣回收裝置，該油氣回收裝置壓縮機關鍵設備進口，國內生產，采用澳大利亞制冷工程公司（簡稱RE）提供的冷凝法油氣回收技術。

1 技術簡介

冷凝法油氣回收采用壓縮制冷工藝，將油氣氣化潛熱置換出來，使其由氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)，以實現(xiàn)油氣回收和利用。一般需用三級制冷才能達到國家標準要求的油氣回收裝置的控制標準和排放限額。因此，油氣回收裝置采取了三級制冷工藝。冷凝回收的油品匯流到油水分離器，直接回收使用。處理后的尾氣經(jīng)排氣管排放。

該套油氣回收裝置，設計油氣回收能力最大負荷500 m3·h-1，可連續(xù)運行21h，編程在夜間無負荷時自動完成3h除霜或人工選擇時間完成除霜。油氣回收裝置采取了三級制冷工藝，回收汽油、石油苯、混合二甲苯、粗三甲苯及MTBE公路裝車過程中產生的油氣。制冷工藝見圖1。

圖1 三級制冷示意圖

苯、汽油等產品形成的油氣通過一級制冷達到8℃左右，將油氣中部分苯和水分凝析出來送入油水分離器。脫掉部分水分的混合油氣經(jīng)過二級制冷達到－30℃，在這一過程中，苯從5℃開始凝固，到達－30℃時99%的苯可被回收。苯的回收是以回收水汽和苯的冷凝晶體（可流動）形式進行的，收集后送到積液罐。汽油油氣到－30℃時90%油氣被液化，收集后送到油水分離器。剩余油氣經(jīng)過三級制冷達到－80℃，此時油氣中99%的碳氫化合物均被液化，收集后送到油水分離器。被冷凝為液體的碳氫化合物用泵送到指定儲罐，水可直接用于綠化。經(jīng)過三級冷凝后分離排出的達標尾氣被重新加熱到10~15℃后排放。壓縮機的廢熱被收集起來貯存在一個液體加熱罐內，用于除霜。二級制冷劑在進入二級冷凝區(qū)域和復疊三級冷凝系統(tǒng)前，首先與－80℃尾氣進行熱交換，使二級制冷劑冷卻下來，并使－80℃尾氣加熱到10℃后排放，這樣既可以減少能耗，又能提高效率，由此形成了最優(yōu)化的冷凝工藝。另外，由于使用的是用乙烯、丙烯作制冷劑的高效率壓縮機，因此RE的冷凝法油氣回收技術能耗很低，平均處理1 m3汽油油氣耗能0．1 kWh，是目前已知能耗最低的油氣回收技術。

2 主要設備及技術參數(shù)

壓縮機采用美國Copeland公司生產的卷軸式壓縮機，卷軸式壓縮機具有高可靠性、高效能比、結構簡單、體積小、重量輕、免維護保養(yǎng)的特點。其中，預冷壓縮機2臺，額定功率為7．5 kW，電壓等級為380 V；淺冷壓縮機2臺，額定功率為22 kW，電壓等級為380 V；深冷壓縮機2臺，額定功率為6 kW，電壓等級為380 V。此外，還有預冷／淺冷冷卻器1臺，深冷冷卻器1臺，深冷制冷膨脹罐1臺，一級冷卻器1臺，二級冷卻器1臺，三級冷卻器1臺，冷凝泵1臺，以及儀表管道系統(tǒng)。

3 技術特點

（1）歐美安全標準，實現(xiàn)本質安全；

（2）操作彈性大，可在0～100%范圍內操作，特別適用于間斷裝車情況；

（3）工藝流程短，工藝過程簡單，易于操作和維修；

（4）模塊化設計制造，整體發(fā)運到用戶現(xiàn)場，不需大型基礎，安裝簡單；

（5）采用了先進工藝技術設計，自動化儀表控制，關鍵設備進口，國內配套；

（6）系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，可實現(xiàn)無人值守；

4 應用過程

2008年6 月份，該套油氣回收裝置正式投入運行，用于收集汽油、苯、混合二甲苯、MTBE、粗三甲苯裝車鶴位產生的油氣，設計處理油氣能力500 m3·h-1。在使用中經(jīng)過不斷摸索調試，其性能不斷得到優(yōu)化提高。

4．1 完善監(jiān)控手段

為了確保油氣回收裝置在正常工況下運行，采取的一項重要的監(jiān)控手段是在油氣回收裝置的進氣口和排氣口定期取樣化驗，通過化驗確定油氣回收率指標是否正常，檢測油氣排放是否達到環(huán)保要求。其次是保障儀表系統(tǒng)正常工作，實時檢測油氣回收裝置各部分功能組件是否正常工作，主要檢測指標包括：各級回氣、排氣壓力及溫度，TCV輸出、PCV輸出。

如2009年一張化驗分析單，總烴含量9625 mg·m-3，油氣排放指標高于平常值，也高于國家排放標準（25 mg·m-3），通過檢查確認是二級壓縮機制冷劑循環(huán)管路發(fā)生泄漏，影響二級制冷效果，從而導致排放的油氣中烴類超標。

4．2 完善裝車端油氣收集功能，實現(xiàn)密閉裝車

油氣回收裝置投用初期，發(fā)現(xiàn)裝車總量與回收油氣量比例高于行業(yè)經(jīng)驗值，而且通過對裝車口周圍半徑1m內采樣分析，總烴含量達到700 mg·m-3。主要原因是裝車密封罩密封不嚴，沒有實現(xiàn)密閉裝車。更換油氣回收罩后，保證了裝車過程中90%以上的油氣能回收利用，極大地減少油氣揮發(fā)對大氣的污染，保障裝車過程中的油氣最大可能進入油氣回收裝置。

4．3 集氣管路增加防爆風機

裝車鶴管更換密閉裝車罩后，裝車過程中仍存在部分油氣泄漏，尤其在氣溫高的夏季及鶴管對位不正時，油氣泄漏更為嚴重。為了保障油氣回收徹底，在油氣集氣管路增加一臺防爆風機，在裝車罐口形成微負壓，保障油氣優(yōu)先進入回收系統(tǒng)，風機排放量與油氣回收裝置處理量相匹配。增加防爆風機后，對裝車罐口周圍油氣抽樣檢測，總烴含量不到20 mg·m-3，基本保障裝車過程中油氣全部回收。

4．4 選擇適宜的開機模式

由于苯的冷凝點是－5℃，經(jīng)過一級、二級壓縮冷凝，苯基本上被冷凝回收，單純對苯裝車來說，三級壓縮已無必要，實際取樣化驗數(shù)據(jù)也證明這一點。以下是在只有苯裝車的情況下，分別經(jīng)過一級制冷、二級制冷、三級制冷在出氣口取樣化驗所得的結果（表1）。

表1 單純苯裝車的化驗結果

從以上實際化驗數(shù)據(jù)可知，在只有苯裝車的情況下，經(jīng)過一、二級制冷后，99%以上的苯已經(jīng)被回收，苯含量遠低于國家要求排放標準12 mg·m-3，所以在只有苯裝車的情況下，可以只開一、二級壓縮機，也可以達到回收的目的。

5 節(jié)能效果

該套油氣回收裝置由于采用先進制冷工藝，進口卷軸式壓縮機，每回收1 m3油氣平均能耗為0．1 kWh，而國產同類冷凝法回收裝置的平均能耗為0．5 kWh，運行能耗遠遠優(yōu)于同類產品。由于采用本安型歐美安全標準，比同類產品采用正壓室防爆模式更具安全性。經(jīng)三級冷卻回收后，排氣指標遠低于國家排放標準。

2010 年我公司公路共發(fā)送汽油、苯、二甲苯及粗三甲苯24．9萬t，油氣回收量約為29．9萬m3，根據(jù)GB 11085－89公路裝車損耗標準，可回收199．36 t油品，該套油氣回收裝置全年可產生直接經(jīng)濟效益127萬元。

經(jīng)濟效益測算：

全年用電費用為：0．8×299043．42720．1＝23923元；

全年回收油品收益：6500×199．36＝1295840元；

全年直接經(jīng)濟效益：1295840－23923＝1271917元。

不可再生能源的循環(huán)利用，從每一個生產環(huán)節(jié)中節(jié)約，降低損耗是落實建立節(jié)約型社會，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的具體措施。特別是油氣揮發(fā)給環(huán)境、生產帶來的損害已危及到人類的安全生存。要真正實現(xiàn)油氣的不浪費，必須重視新技術、新設備的開發(fā)和采用，新技術、新設備的推廣應用在給企業(yè)帶來經(jīng)濟效益，同時也帶來良好的社會效益。

Application of Condensing Oil-gas Recovery Technology in Oil Storage and Transportation

WU Xue-jun1，WANG Xing2，LEI Yu-xiu3
（1．Sinopec Qingdao Refining and Chemical Co．，Ltd．，Qingdao 266500，China；2．Heavy Oil Processing Research Center Grop．，Qingdao 266500，China；3．Shandong Help Safety﹠Environmental Protection Technique Co．，Ltd．，Qingdao 266071，China）

TE 868

B

1671-9905（2011）06-0067-03

2011-03-23