吸收法油气回收利旧改造吸附法工艺初探--中国期刊网

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吸收法油气回收利旧改造吸附法工艺初探

发表时间：2020/11/10 来源：《基层建设》2020年第22期作者：王国强

[导读] 摘要：吸收-吸附集成工艺因其有较好的回收效果在油气回收领域有很多的工业应用。

        哈尔滨天源石化工程有限责任公司黑龙江省哈尔滨市 150090
        摘要：吸收-吸附集成工艺因其有较好的回收效果在油气回收领域有很多的工业应用。本文针对当前吸收-吸附集成油气回收工艺存在的不适用于油气量少、系统迚气不稳定等工况和能耗较高的问题迚行了优化，设计了采用节能模式和全流程模式交替运行的吸收-吸附集成油气回收工艺。经过优化设计，该工艺在运行过程中采用节能模式和全流程模式交替方式运行，从而大幅降低系统综合能耗，可以很好地控制运行成本，具有更好的应用前景。
        关键词：集成工艺；油气回收；工艺优化
        油气回收改造利旧现有装置的贫、富油循环系统、再吸收塔和真空泵，拆除吸收塔、真空解吸罐及其附属设备、管线、仪表，新增活性炭罐吸附装置，将现有溶剂法油气回收装置改造为活性炭吸附法油气回收装置，对尾气进行处理，使其达标排放。
        配套工艺方案
        原油气回收管线在汇管前增设自动控制阀门及阀门井；在油气进入油气回收装置前设置气液分离罐，气液分离罐上设有潜油泵、液位计、量油孔等；拆除集液包并进行封堵；拆除吸收塔、真空解吸罐及其附属管线、设备、设施等；并将原油气汇管引至气液分离罐入口，气液分离罐出口连接至新增活性炭吸附装置入口，并在活性炭吸装置入口处增设闸阀；气液分离罐出口管线新增安全放空系统；气液分离罐潜液泵出口连接至富油泵过滤器前管线上；将活性炭吸附装置的脱附管线出口增设闸阀后连接至现有真空泵入口；再吸收塔塔顶返气管线连接至新增活性炭吸附装置入口前管线上；油气输送管线的设置低点排凝。
        活性炭油气回收工作原理
        利用活性炭与油气中空气、轻烃组分的结合力不同，活性炭优先吸附油气，实现油气与空气的分离。利用真空减压对吸附了油气的活性炭进行解吸再生。再利用汽油吸收解析出的油气，将其转化为成品油。
        活性炭油气回收工艺流
        装车油气在微正压的作用下，经密闭盖、外网管线、气液分离装置进入一个活性炭罐的底部，经罐内活性炭床向活性炭罐的顶部流动，油气流经活性炭床时，油气中的轻烃组分绝大部分被活性炭吸附，剩余少量未被吸附的轻烃与空气，从活性炭罐的顶部达标排放，随着活性炭吸附油气量的增加，活性炭床逐渐饱和，系统自动切换到另一个活性炭罐继续吸附油气。
        启动真空泵，对完成吸附的活性炭罐进行抽真空，油气经真空泵输送到吸收塔底部，同时通过贫油泵将库区汽油罐内的汽油送入吸收塔顶部喷淋，将油气吸收，吸收油气后的汽油被富油泵输送回汽油罐内。
        活性炭罐解吸再生流程完成后，进行破真空作业，使活性炭罐内压力恢复常压。此时正在进行吸附油气的活性炭罐，已完成吸附流程，此时两个活性炭罐进行切换，将完成真空解吸的活性炭罐投入吸附油气作业，对吸附完成的活性炭罐进行真空解吸再生，从而实现活性炭吸附、解吸再生的连续作业。
        自控系统改造
        油气回收装置控制系统以PLC控制器作为系统检测和控制核心，通过对现场自动化仪表信号进行检测，实现对液位、压力、流量和温度等控制点进行自动控制，并根据控制实现多种连锁保护，保证系统安全运行。可与油库管理信息系统联网运行。
        控制系统构成
        油气回收系统采用PLC集中控制方式，主要由上位机系统、PLC机柜、现场检测仪表及控制设备三部分组成。
        上位机系统用于监测装置各种液位、温度、压力、流量、浓度等生产运行参数及机泵、阀门等执行设备的状态，对生产运行参数进行日志管理，可自动记录报警时间和报警日志。
        PLC控制系统采用西门子PLC处理器，用于实时采集现场仪表返回的信号及状态，并根据工艺流程对阀门和机泵进行程序控制，实现自动化运行。PLC控制系统实时检测活性炭罐温度及吸收塔高、低液位报警开关的工作状态，并根据采集到的数据经运算后对各运行泵及可控阀发出控制指令，使系统按预定的要求正常运行。
        为保证系统的可靠运行，控制系统设计有多种安全联锁保护功能，可实现系统运行过程中任何一个环节出现故障时都会安全停车，不会出现安全生产事故；油气回收装置可以实现手动或自动运行选择，装置的运行状态及运行参数在油库中心控制室的监控操作站上显示出来。
        系统实现的功能
        1）生产流程过程控制自动化。
        2）装置生产全过程的动态监测功能。
        3）生产检测数据及操作日志的自动存储、查询功能。
        4）报警和安全连锁保护记录的存储及查询功能。
        5）重要生产检测点数据提供动态曲历史曲线功能。
        6）系统可与上级管理系统网络连接，实现远端监控功能。
        7）装置控制可实现手/自动操作模式转换。

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        原油气回收装置的电动阀原位更换为智能型电动阀门。
        对原有油气回收PLC控制系统联锁控制软件升级，增加活性炭吸附橇装装置仪表信号采集，完成对现场仪表设备的数据采集和控制，与油气回收操作站实时通讯，实现系统的监控功能。
        油气回收系统根据油气管线的压力信号变化自动启动装置，实现油气回收装置运行无人值守的自动化过程控制，生产过程和设备状态的集中监测，安全连锁、生产数据管理及数据存储。装置具有自动/手动转换操作及运行功能。
        对原有PLC控制系统联锁控制软件和现场触摸屏软件升级，增加活性炭吸附橇装装置仪表信号采集，增加活性炭吸附橇装装置及气液分离罐仪表监控，实现远程监控功能。
        改造效果：
        回收介质：装车汽油油气；
        处理方式：活性炭吸附
        油气处理效率：≥95%；
        尾气排放质量浓度：≤10g/m3；
        装置噪声（距装置1m 处测量）：≤85dB（A）；
        设计压力：1.0MPa；
        装置装机容量：≤261kW；
        控制方式：PLC可编程控制，全自动7×24小时运行；
        防爆等级：Exd e mb ib ⅡB T4 Gb
        活性炭寿命：≥10年；
        活性炭罐切换时间：15min；
        活性炭罐解吸时运行压力：5kPa（绝压）以下；
        炭床的正常工作温度：35℃～45℃。
        安全保障
        1）装置设置完整的工艺参数检测仪表，实现各种工艺参数检测及安全联锁保护；
        2）控制系统设置多种安全联动、联锁保护功能；
        3）各联锁功能均采用软件联锁及硬件联锁双重保护；
        4）油气回收系统可与油库安防系统实现联锁保护；
        5）系统内各控制阀门均采用本质安全型，在异常情况下均自动恢复到安全位置；
        6）装置区设置ESD紧急按钮，当出现险情时可做系统紧急停车；
        7）装置区设有双重可燃气体检测，保证装置在安全环境下运行；
        8）有顺序开车、停机保护，避免非正常顺序的错误操作。
        质量保证措施
        选择高品质设备
        选择在相同环境具有成功使用先例的专用产品，并为中油销售入围推荐产品。关键仪表设备选用进口产品，以保证系统的高品质和高可靠性。
        冗余配置
        装置中的温度、液位、燃气检测等关键检测点采用冗余配置，关键控制环节的执行设备冗余配置，确保系统在安全状况下运行。
        独立的EPS供电系统
        在系统设计上采用独立的供电系统，即采用在线式的不间断电源（EPS）供电。由于EPS内部的稳压和逆变隔离作用，不但减少电网对控制系统的影响，在系统断电时能保证系统能正常停车。
        参考文献：
        [1]佟乐.化工储运系统无组织排放气治理[J].当代化工，2019，48 （8）：1819-1822.
        [2]蔡雅雯. 码头原油油气回收吸收法的技术研究[D]. 舟山：浙江海洋大学，2017.
        [3]黄维秋.油气回收技术的若干关键问题[J].油气储运，2017，36（6）：606-616.
        [4]王国栋，刘文勇，李有森.冷凝-吸附-吸收法油气回收系统在液体化学品储运罐区的应用[J].低温与特气，2015，33（4）：45.