??????? 3.1.3 油氣回收方法
??????? 隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,我國成品油消耗量劇增,油庫、加油站數(shù)量及規(guī)模也相應(yīng)增加。汽油等油品含有大量的輕烴組分,沸點低,揮發(fā)性強,在儲運過程中,有一部分輕烴組分汽化而逸人大氣,與空氣混合形成油氣。輕烴揮發(fā)造成嚴(yán)重的油品蒸發(fā)損耗,大量油氣直接排放到大氣,帶來了嚴(yán)重的安全隱患、環(huán)境污染。因此,對油氣中的輕烴組分進行回收有著重要意義[8]。目前,國內(nèi)現(xiàn)已開發(fā)研制并推廣應(yīng)用了數(shù)套油氣回收裝置,為該項目的進一步研究提供了寶貴經(jīng)驗和著重點。但是由于設(shè)備龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作不便等原因,至今仍不能普遍推廣這些方法和裝置[5]。所以目前所采用的油氣回收方法,主要還是傳統(tǒng)的油氣回收方法,大概有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分離法等幾種。
??????? (1) 吸收法
??????? 吸收分離過程中通過混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸,氣體中的一個或幾個組分便溶解于該液體內(nèi)而形成溶液,不能溶解的組分則在氣相中,于是原混合氣體的組分得以分離[5]。吸收法分為常壓常溫吸收法和常壓冷卻吸收法。前者是在常溫常壓下,利用吸收劑使其與排放氣體接觸以去除油蒸氣的一種方法。該過程是利用填料塔使蒸氣與從上部流下的吸收液進行對流接觸,或者使吸收液從垂直填充有金屬網(wǎng)的箱子的上部噴霧,使蒸氣從流下的液膜中穿過。這種方法要求氣液接觸吸收率高、壓力損失小和在噴霧部分等處不產(chǎn)生靜電及吸收液不發(fā)泡等。后者是利用冷凍機將吸收液冷卻到低溫,然后送到吸收塔對混合氣進行噴淋接觸選擇溶解吸收。由于可省略吸收的輕組分的汽提操作,因此作為吸收液一般可直接使用產(chǎn)品汽油。但是該方法與常溫常壓吸收法相比較,成本和操作費用較高。[7]
??????? (2)吸附法
??????? 吸附分離過程是利用混合物中各組分與吸附劑間結(jié)合力強弱的差別,即各組分在吸附劑與流體相間分配不同的性質(zhì),使混合物中難吸附與易吸附組分分離的技術(shù)[6]。一般吸附過程中選擇活性炭進行油蒸氣和空氣混合氣的分離,活性炭為疏水性和親有機物質(zhì)的吸附劑,因此特別適宜于從氣體或液體混合物中吸附回收有機物,但活性炭存在壽命問題,而且在吸附油成分之后有較大的溫度升高,易形成過熱面白燃,存在安全隱患。所以吸附法的研究重點主要是新型吸附劑的選擇?;钚蕴坷w維是近年迅速發(fā)展起來的一種新型高效吸附材料,其外表面積和比表面積大,細(xì)孔均勻整齊,吸附效率高、容量大,脫附容易、迅速,且阻力小安全性,但由于活性炭纖維的機械強度低和制造費用大,因此限制了其推廣應(yīng)用。另外,也有資料介紹用炭分子篩、大孔吸附樹脂、硫化橡膠及有機共聚物作為油氣吸附劑[9]。
??????? (3)冷凝法
??????? 冷凝法回收油氣是采用多級連續(xù)冷卻方法降低揮發(fā)油氣的溫度,使油氣中的輕油成分凝聚為液體而排出潔凈空氣的一種回收方法[8]。這種方法操作安全可靠,回收的烴類液體不含雜質(zhì)。但是深冷裝置的投資偏大,裝置在連續(xù)運行狀態(tài)下的運行成本也偏高,因此只有用于大濃度大排放量的場合才具有比較好的經(jīng)濟性[10]。
???????? (4)膜分離法
??????? 膜分離法是根據(jù)不同的氣體在不同的速度下,由于擴散率與溶解度之間的差異,使空氣滲透過薄膜從高壓區(qū)到低壓區(qū)而得到分離。分離效率受膜材料、氣體組成、壓差、分離系數(shù)以及溫度等因素的影響,是一種典型的動力學(xué)分離過程,可用于各類混合氣分離[11]。國外對膜法油氣回收的研究和工業(yè)應(yīng)用較早。1989年德國BORSIG公司成功推出了膜法油氣回收裝置,至今已有110多套大型裝置在運行。德國的GKSS公司、日本的日東電工和美國的MTR公司也都在膜法油氣回收方面實現(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。中國起步相對較晚。2003年,從國外引進的膜法油氣回收技術(shù)在中石油上海靈廣加油站應(yīng)用成功。這座加油站安裝上膜法油氣回收裝置后,油氣回收率達大大提高了,尾氣排放濃度甚至比歐洲標(biāo)準(zhǔn)還低,是國內(nèi)第一座真正意義上的安全、環(huán)保、效益型的加油站[7]。
??????? 3.2防靜電問題
??????? 3.2.1靜電產(chǎn)生的原因及條件
??????? 根據(jù)雙電層理論,當(dāng)兩種不同屬性的物質(zhì)相接觸時,由于物質(zhì)得失電子的能力不同,在接觸面處發(fā)生電荷的重新排序和電子轉(zhuǎn)移,這樣就在界面兩側(cè)形成極性不同的等量靜電。靜電產(chǎn)生的另一種原因是靜電感應(yīng):在帶電物體附近有絕緣的導(dǎo)體時,因其受到靜電感應(yīng)而產(chǎn)生電荷分布不均勻,而使物體帶電。這兩種靜電產(chǎn)生途徑都存在于油氣儲運過程中,所以油氣儲運過程中靜電是不可避免的。但是產(chǎn)生靜電不一定會造成靜電危害,靜電危害是在一定條件下才能造成的,需滿足以下四要素:
??????? (1)有靜電產(chǎn)生的來源;
??????? (2)積聚起來的電荷形成具有足以引起火花的靜電電壓;
??????? (3)放電的火花能量達到爆炸性混合物的最小引燃能量;
??????? (4)放電過程發(fā)生在該油品蒸氣與空氣形成的混合氣的爆炸極限范圍內(nèi)。
??????? 只有這四個條件同時存在才可能造成危害,否則不可能引起靜電危害的發(fā)生[12]。
??????? 3.2.2產(chǎn)生靜電的危害
??????? 對于油氣儲運來說,靜電的主要危害是靜電放電可能引起的爆炸和火災(zāi)。在油品的灌裝、輸送、運輸?shù)冗^程中,它們在管道、儲罐、油罐車中磨擦、沖擊和激濺,尤其在壓力大、流速快、磨擦面積大、器壁粗糙等情況下,靜電電荷迅速增加和大量積聚,極易產(chǎn)生靜電放電,引起爆炸事故。
??????? 3.2.3靜電防范措施
??????? 對于油氣儲運過程中,我們不能完全消除靜電電荷的產(chǎn)生,只能減少靜電的產(chǎn)生,并且防止產(chǎn)生靜電危害的四要素同時存在。因此,預(yù)防靜電危害可以從以下幾個方面著手。
??????? (1)一開始就設(shè)法盡量避免和減少靜電的產(chǎn)生;
??????? (2)在工業(yè)生產(chǎn)的許多場合,由于生產(chǎn)上的要求,在靜電大量產(chǎn)生不可避免的情況下,通常是采用加速靜電逸散泄漏,防止靜電荷積累的方法;
??????? (3)在部分無法采用上述措施,或采用了一些措施后,靜電仍大量產(chǎn)生,并且不斷積累的場合,應(yīng)采用防止靜電放電著火措施,避免電擊、故障和爆炸、火災(zāi)事故的發(fā)生[13]。
??????? 4.結(jié)束語
??????? 油氣儲運行業(yè)正在飛速發(fā)展,但是由于油氣儲運過程的復(fù)雜性,很多問題還有待進一步的解決。對于油氣蒸發(fā)損耗問題及防靜電問題,還需尋求出更好的方法來應(yīng)對。如何將一些技術(shù)有機的結(jié)合起來, 還需要以后的不斷探索。
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