СОБЫТИЯ

Руководство РусХимАльянса приедет на конференцию «НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКА - 2019»

Руководители комплекса по переработке этаносодержащего газа ООО «РусХимАльянс» примут участие в IXежегодной конференции «Модернизация производств для переработки нефти и газа» (НЕФТЕГАЗОПЕРЕРАБОТКА - 2019). Представители ...

Россия начала финальный этап укладки «Северного потока – 2»

Проект строительства газопровода «Северный поток – 2» завершен на три четверти. Оператор проекта - Nord Stream 2 - приступил к укладке финальной части трубы. «По дну Балтийского моря в водах России, Финляндии, Швеции и ...

Тюменские ученые придумали, как добывать нефть из исчерпанных месторождений

Они обнаружили, что суспензия наночастиц плоского графита проявляет свойства вытесняющей жидкости на границе раздела «нефть-вода». Большинство нефтяных месторождений на грани истощения. Чтобы достать всю возможную нефть, ...

Россия и Китай совместно изучат арктический шельф Сибири

В ходе первой совместной экспедиции ученые двух стран планируют выполнить ряд исследований в области морской геологии, топографии, физической океанографии, морской химии и ряда других направлений. Районы и основные направления исследований ...

В Санкт-Петербурге пройдет выставка "Рос.Газ.Экспо"

http://www.rosgasexpo.ru/about/

Установки улавливания и рекуперации паров нефти и нефтепродуктов – надежный инструмент сокращения выбросов в атмосферу

 

АЛТУНИН И.В., канд. физ.­мат. наук, директор по развитию ООО «Газспецтехника»

 

  Современная индустрия оперирует такими объемами перевалки нефти и нефтепродуктов, что появились очень веские причины – в первую очередь экологические – для улавливания с последующей конденсацией испарений этих углеводородов.

 

  Исследования показывают, что на долю потерь от испарения нефти и нефтепродуктов приходится до 75 % всех потерь при хранении и сливо­наливных операциях (остальные приходятся на утечки, смешение продуктов, аварии). Ущерб, наносимый этими потерями, является как экономическим – прямые потери нефтепродуктов (в России за год потери бензина от испарения только на нефтебазах составляет более 100 тыс. тонн, на АЗС – более 140 тыс. тонн), так и экологическим (загрязнение воздуха в местах расположения объектов хранения и налива нефтепродуктов). На сегодняшний день российское природоохранное законодательство, к сожалению, пока не регламентирует предельные концентрации испарений. В то же время в соответствии с Европейскими стандартами концентрация испарений углеводородов при операциях слива­налива нефтепродуктов не должна превышать 10… 35 г/м3.

  Наиболее полно решить проблему сокращения потерь и выбросов в атмосферу при приеме, отпуске и хранении нефтепродуктов можно с помощью систем улавливания и рекуперации паров углеводородов.

  Если исключить сжигание паровоздушной смеси как самый простой способ ликвидации выбросов, то технологии улавливания и рекуперации паров можно свести к следующим группам методов: адсорбционные, абсорбционные, компрессионные, комбинированные. Все они имеют свои преимущества и недостатки.

  Установки углеродно­вакуумной адсорбции основаны на поглощении газов твердыми поглотителями (адсорбентами) – активированным углем, с последующей их абсорбцией нефтепродуктом.

  Преимущества: высокая степень очистки; способность обрабатывать малонасыщенные пары с концентрациями до 150 г/м3 ( применяется в основном в покрасочных камерах при очистках паров растворителей).

  Недостатки: высокая стоимость оборудования, сложность систем автоматики, (вакуумные клапана удовлетворительно работают при температуре не ниже 5 °С), необходимость периодической замены адсорбента с последующей его утилизацией, высокая пожаровзрывоопасность (возможность резкого повышения температуры в слое активированного угля требует системы защиты и охлаждения), большие габариты, наличие сероводорода в парах образует элементарную серу в адсорбере, что выводит его из строя (требование предварительной сероочистки), выгрузка и замена отработанного адсорбента сопряжена с высокой пожароопасностью, высокие эксплуатационные затраты.

  При использовании этой технологии обязательно использование предварительных фильтров на входе адсорберов, которые тоже состоят из активированного угля и их надо менять один раз в 1–2 года. В противном случае произойдет отравление адсорберов сернистыми соединениями. Для заказчика – это серьезные дополнительные материальные сложности.

  Эта технология предполагает также в качестве второй ступени рекуперации использование того или иного абсорбента. При этом важно подчеркнуть, что процесс абсорбции требует постоянной прокачки абсорбента из резервуарного парка, что для заказчика, эксплуатанта, также является достаточно сложной технической и материальной задачей. Более того, если в качестве абсорбента использовать не тот нефтепродукт, пары которого улавливаем и конденсируем, то его необходимо будет отправлять на дополнительную переработку, что влечет за собой значительные материальные затраты.

  В процессе конденсации паров углеводородов в адсорберах происходит значительное выделение тепла. Для предотвращения возможного возгорания активированного угля в адсорберах на их входе ставятся термодатчики, выключающие установку при повышении температуры выше 100 °С. При этом отсутствует возможность контроля температуры внутри адсорберов, достигающих высоты несколько метров.

  Абсорбционный способ основан на процессе поглощения газа жидким поглотителем (абсорбентом), чаще всего дизельным топливом, что определяет основные преимущества и недостатки технологии. Абсорбционные процессы проводят в специальных массообменных контактных аппаратах (абсорберах).

  Преимущества: высокая степень улавливания, относительно низкая стоимость.

  Недостатки: большая металлоемкость и габариты, необходимость в абсорбенте (в среднем
до 100 литров дизельного топлива на 1м3 ПВС.) При использовании в качестве абсорбента бензина
для достижения необходимой эффективности рекуперации его необходимо охлаждать до ­20 °С,
большое энергопотреблени на регенерацию или охлаждение абсорбента, высокая пожаровзрывоопасность, наличие обязательной прокачки абсорбента из резервуарного парка.

 

 

  Эжекторные установки для сжатия ПВС используют энергию высокоскоростного жидкостного потока. В результате процесса эжектирования в струйном аппарате происходит сжатие ПВС и абсорбция паров рабочей жидкостью. Для обеспечения сжатия смеси в струйном аппарате требуется мощный насосный агрегат с большим расходом рабочей жидкости, так как КПД эжектора не превышает 30 %, при этом степень улавливания составит не более 50 % (из­за недостаточного времени контакта между паром и жидкостью). Для увеличения степени улавливания до 90–95 % струйные аппараты дополнительно комплектуются сепараторами, абсорберами с системами восстановления свойств отработанного абсорбента.

  Преимущества: конструктивная простота, низкая чувствительность к наличию в откачиваемой ПВС капель конденсата, агрессивных веществ и твердых частиц.

  Недостатки: низкая степень улавливания, высокие эксплуатационные энергозатраты насосного агрегата, подающего рабочую жидкость, повышенные расходы рабочей жидкости, требование специальной аппаратура для регулирования производительности потока пара и жидкости с целью исключения снижения давления на входе ниже атмосферного, что может привести к смятию танков или избыточной откачки ПВС, что вызывает дополнительное испарение нефтепродукта, сложность регулировки струйных аппаратов при конденсации ПВС, колебаниях расходов ПВС и различных концентрациях, наличие необходимого специального оборудования для поддержания определенных концентраций кислорода (не более 5 %) в ПВС.

 

  Комбинированная технология установок рекуперации на основе низкотемпературной конденсации и абсорбции использует простой физический принцип перехода вещества из газообразного состояния в жидкое при снижении температуры паровоздушной смеси ниже критической и принцип взаимной растворимости углеводородов.

Процесс конденсации идет при давлении вытеснения ПВС из соответствующих резервуаров без сжатия.

Выбор технологической схемы рекуперации ПВС с промежуточным хладоносителем обоснован стремлением:

­ максимального увеличения пожаровзрывобезопасности процесса;

­ использования холодильного и насосного оборудования в общепромышленном исполнении и возможностью его расположения на необходимом безопасном расстоянии;

­ использованием возможности одновременной рекуперации ПВС от разных источников (в отдельных теплообменниках­конденсаторах).

 

  Основные преимущества установок, работающих по этой технологии:

­ возможность использования для широкого спектра химических и нефтяных продуктов;

­ абсолютная некритичность к содержанию серы в ПВС;

­ безопасность процессов рекуперации;

­ отсутствие загрязненных вторичных отходов;

­ отсутствие расходов на приобретение и утилизацию адсорбентов или абсорбентов;

­ резервирование технологического оборудования в составе установок;

­ минимальное гидравлическое сопротивление комплекса;

­ минимальные требования к контролю и автоматизации технологического процесса;

­ минимальный срок окупаемости за счет продажи или использования полученного рекуперата (конденсата);

­ наличие широкой сети гарантийного и постгарантийного обслуживания холодильного и насосного оборудования в регионах;

­ простое управление.

 

  В зависимости от изменения тепловой нагрузки на установку рекуперации (изменение объемного расхода, состава или температуры ПВС) холодопроизводительность холодильной установки автоматически меняется, что позволяет экономить на потребляемой электроэнергии, при этом постоянно поддерживать заданную температуру конденсации.

 

 

 

НГС 3(36)2019

 


Категория статьи: Технологии

К содержанию журнала
Яндекс.Метрика