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油气储运过程中的常见问题及解决措施

作者:崔伟永  
评论: 更新日期:2014年07月24日

        3.1.3 油气回收方法
        随着经济的迅猛发展,我国成品油消耗量剧增,油库、加油站数量及规模也相应增加。汽油等油品含有大量的轻烃组分,沸点低,挥发性强,在储运过程中,有一部分轻烃组分汽化而逸人大气,与空气混合形成油气。轻烃挥发造成严重的油品蒸发损耗,大量油气直接排放到大气,带来了严重的安全隐患、环境污染。因此,对油气中的轻烃组分进行回收有着重要意义[8]。目前,国内现已开发研制并推广应用了数套油气回收装置,为该项目的进一步研究提供了宝贵经验和着重点。但是由于设备庞大、结构复杂、操作不便等原因,至今仍不能普遍推广这些方法和装置[5]。所以目前所采用的油气回收方法,主要还是传统的油气回收方法,大概有吸收法、吸附法、冷凝法及膜分离法等几种。
        (1) 吸收法
        吸收分离过程中通过混合气体与适当的液体接触,气体中的一个或几个组分便溶解于该液体内而形成溶液,不能溶解的组分则在气相中,于是原混合气体的组分得以分离[5]。吸收法分为常压常温吸收法和常压冷却吸收法。前者是在常温常压下,利用吸收剂使其与排放气体接触以去除油蒸气的一种方法。该过程是利用填料塔使蒸气与从上部流下的吸收液进行对流接触,或者使吸收液从垂直填充有金属网的箱子的上部喷雾,使蒸气从流下的液膜中穿过。这种方法要求气液接触吸收率高、压力损失小和在喷雾部分等处不产生静电及吸收液不发泡等。后者是利用冷冻机将吸收液冷却到低温,然后送到吸收塔对混合气进行喷淋接触选择溶解吸收。由于可省略吸收的轻组分的汽提操作,因此作为吸收液一般可直接使用产品汽油。但是该方法与常温常压吸收法相比较,成本和操作费用较高。[7]
        (2)吸附法
        吸附分离过程是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别,即各组分在吸附剂与流体相间分配不同的性质,使混合物中难吸附与易吸附组分分离的技术[6]。一般吸附过程中选择活性炭进行油蒸气和空气混合气的分离,活性炭为疏水性和亲有机物质的吸附剂,因此特别适宜于从气体或液体混合物中吸附回收有机物,但活性炭存在寿命问题,而且在吸附油成分之后有较大的温度升高,易形成过热面白燃,存在安全隐患。所以吸附法的研究重点主要是新型吸附剂的选择。活性炭纤维是近年迅速发展起来的一种新型高效吸附材料,其外表面积和比表面积大,细孔均匀整齐,吸附效率高、容量大,脱附容易、迅速,且阻力小安全性,但由于活性炭纤维的机械强度低和制造费用大,因此限制了其推广应用。另外,也有资料介绍用炭分子筛、大孔吸附树脂、硫化橡胶及有机共聚物作为油气吸附剂[9]。
        (3)冷凝法
        冷凝法回收油气是采用多级连续冷却方法降低挥发油气的温度,使油气中的轻油成分凝聚为液体而排出洁净空气的一种回收方法[8]。这种方法操作安全可靠,回收的烃类液体不含杂质。但是深冷装置的投资偏大,装置在连续运行状态下的运行成本也偏高,因此只有用于大浓度大排放量的场合才具有比较好的经济性[10]。
         (4)膜分离法
        膜分离法是根据不同的气体在不同的速度下,由于扩散率与溶解度之间的差异,使空气渗透过薄膜从高压区到低压区而得到分离。分离效率受膜材料、气体组成、压差、分离系数以及温度等因素的影响,是一种典型的动力学分离过程,可用于各类混合气分离[11]。国外对膜法油气回收的研究和工业应用较早。1989年德国BORSIG公司成功推出了膜法油气回收装置,至今已有110多套大型装置在运行。德国的GKSS公司、日本的日东电工和美国的MTR公司也都在膜法油气回收方面实现了工业应用。中国起步相对较晚。2003年,从国外引进的膜法油气回收技术在中石油上海灵广加油站应用成功。这座加油站安装上膜法油气回收装置后,油气回收率达大大提高了,尾气排放浓度甚至比欧洲标准还低,是国内第一座真正意义上的安全、环保、效益型的加油站[7]。
        3.2防静电问题
        3.2.1静电产生的原因及条件
        根据双电层理论,当两种不同属性的物质相接触时,由于物质得失电子的能力不同,在接触面处发生电荷的重新排序和电子转移,这样就在界面两侧形成极性不同的等量静电。静电产生的另一种原因是静电感应:在带电物体附近有绝缘的导体时,因其受到静电感应而产生电荷分布不均匀,而使物体带电。这两种静电产生途径都存在于油气储运过程中,所以油气储运过程中静电是不可避免的。但是产生静电不一定会造成静电危害,静电危害是在一定条件下才能造成的,需满足以下四要素:
        (1)有静电产生的来源;
        (2)积聚起来的电荷形成具有足以引起火花的静电电压;
        (3)放电的火花能量达到爆炸性混合物的最小引燃能量;
        (4)放电过程发生在该油品蒸气与空气形成的混合气的爆炸极限范围内。
        只有这四个条件同时存在才可能造成危害,否则不可能引起静电危害的发生[12]。
        3.2.2产生静电的危害
        对于油气储运来说,静电的主要危害是静电放电可能引起的爆炸和火灾。在油品的灌装、输送、运输等过程中,它们在管道、储罐、油罐车中磨擦、冲击和激溅,尤其在压力大、流速快、磨擦面积大、器壁粗糙等情况下,静电电荷迅速增加和大量积聚,极易产生静电放电,引起爆炸事故。
        3.2.3静电防范措施
        对于油气储运过程中,我们不能完全消除静电电荷的产生,只能减少静电的产生,并且防止产生静电危害的四要素同时存在。因此,预防静电危害可以从以下几个方面着手。
        (1)一开始就设法尽量避免和减少静电的产生;
        (2)在工业生产的许多场合,由于生产上的要求,在静电大量产生不可避免的情况下,通常是采用加速静电逸散泄漏,防止静电荷积累的方法;
        (3)在部分无法采用上述措施,或采用了一些措施后,静电仍大量产生,并且不断积累的场合,应采用防止静电放电着火措施,避免电击、故障和爆炸、火灾事故的发生[13]。
        4.结束语
        油气储运行业正在飞速发展,但是由于油气储运过程的复杂性,很多问题还有待进一步的解决。对于油气蒸发损耗问题及防静电问题,还需寻求出更好的方法来应对。如何将一些技术有机的结合起来, 还需要以后的不断探索。
        参考文献
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        [3] 王世炜,焦光伟.国内油气储运业现状及发展趋势浅析[J].中国储运.2008,(11),117-118.
        [4] 徐辉利,孙杰,王莉.浅谈国内油气储运系统中存在问题及对策[J].炼油与化工.2006,(1),9-10,19.
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        [6] 王珊,黄维秋,董军波.储运过程中的油品蒸发及回收[J].油气储运.2008,27(12),56-60.
        [7] 李辉,王树立,赵会军,刘强.膜分离技术在油气回收中的应用[J].污染防治技术.2007,20(2),61-63
        [8] Xochitl Cruz-Nú?eza, José M. Hernández-Solísa and Luis G. Ruiz-Suárez. Evaluation of vapor recovery systems efficiency and personal exposure in service stations in Mexico City[J].The Science of the Total Environment.2003,309,59-68.
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        [13] 孙艳德,刘爱民,李敏东.油品储运过程中静电的危害及预防[J].化工科技.2005,13(6),27-29.
       

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