Меню Рубрики

Установки для рекуперации паров нефтепродуктов

Сравнительный анализ технологии рекуперации паров бензина и нефтепродуктов

Современная индустрия оперирует такими объёмами нефти и нефтепродуктов, что появились очень веские причины для уделения пристального внимания и их испарениям.

Исследования показывают, что на долю потерь от испарения приходится до 75% всех потерь при хранении и сливо-наливных 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 – в соответствии с Европейскими стандартами концентрация испарений не должна превышать 10. 35 г/м 3 ).

Традиционные средства сокращения потерь нефтепродуктов (диски-отражатели, газоуравнительные системы, понтоны, плавающие крыши) во многих случаях либо не применимы, либо малоэффективны.

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

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

Адсорбционный способ

Основан на поглощении газов твёрдыми поглотителями (адсорбентами) например, активированным углём.

Преимущества: высокая степень очистки, способность обрабатывать малонасыщенные пары.

Недостатки: высокая стоимость оборудования, сложность систем автоматики, необходимость регенерации адсорбента, необходимость периодической замены адсорбента с последующей его утилизацией, пожаровзрывоопасность, большие габариты.

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).

Вертикальные абсорбционные аппараты

Преимущества: высокая степень улавливания.

Недостатки: большая металлоёмкость и габариты, значительное гидравлическое сопротивление, необходимость в абсорбенте (в среднем до 100 литров на 1 м 3 паровоздушной смеси), пожаровзрывоопасность.

Горизонтальные абсорбционные аппараты

Преимущества: высокая степень улавливания, в технологии нет высоких или низких температур и давлений, небольшие капитальные и эксплуатационные затраты, не требуются площадки обслуживания, надёжная работа установки в летний и зимний период; простота монтажа и обслуживания установки.

Недостатки: наличие вращающегося вала с дисковыми элементами усложняет конструкцию, вызывает дополнительный расход энергии и увеличивает пожаровзрывоопасность установки, относительная скорость газа выше рекомендованных значений для атмосферных аппаратов, что снижает эффективность абсорбции, требуются дополнительные насосы для периодической подачи и откачки абсорбента (нефтепродукта) из подземной ёмкости в резервуар хранения.

Компрессионный способ

Сжатие паров углеводородов с последующим охлаждением до температуры окружающей среды и конденсации паров. Осуществляют созданием повышенного давления с помощью компрессоров или жидкостных эжекторов. Компрессор предусматривает сжатие смеси до давления 0,7-5 МПа (от 7 до 50 атм.) при этом конденсируется 50-99% углеводородов, содержащихся в смеси.

Преимущества: не требуется абсорбентов и адсорбентов, позволяет осуществлять сбор и транспортирование газа.

Недостатки: высокие энергетические затраты на сжатие, высокая степень конденсации достигается при очень больших давлениях сжатия, опасность компремирования смесей, содержащих кислород (из-за возникновения взрывоопасной ситуации), требуются дополнительные затраты на заполнение резервуаров инертным газом, требуется специальная аппаратура для согласования поступающего потока ПВС из резервуара и производительности компрессора установки (с целью исключения снижения давления на входе (в резервуарах) ниже атмосферного, что может привести к избыточной откачке ПВС, что вызывает дополнительное испарение нефтепродукта или даже к смятию резервуаров).

Эжекторные установки

Для сжатия используют энергию высокоскоростного жидкостного потока. В результате процесса эжектирования в струйном аппарате происходит сжатие ПВС и абсорбция паров рабочей жидкостью.

Преимущества: конструктивная простота эжектора, высокий уровень взрывопожаробезопасности.

Недостатки: низкая степень улавливания, высокие эксплуатационные энергозатраты насосного агрегата подающего рабочую жидкость, повышенные расходы рабочей жидкости, требуется специальная аппаратура для регулирования производительности потока газа и жидкости с целью исключения снижения давления на входе (в резервуарах) ниже атмосферного, что может привести к избыточной откачке ПВС, что вызывает дополнительное испарение нефтепродукта или к смятию резервуаров).

Мембранные технологии

Проблема выбора мембран требуемой селективности и проницаемости, ресурса работы, создания повышенных давлений перед мембраной (без возникновения взрывоопасных ситуаций), повышенными энергетическими затратами на осуществление процесса и необходимости введения абсорбционных или компрессионных контуров для утилизации выделенных (газообразных) углеводородов делают применение мембранных технологий весьма проблематичным.

Преимущества: отсутствие реагентов.

Недостатки: неустойчивость работы при наличии аэрозолей и воды, требуется подготовка газа, требуются дорогостоящие импортные мембраны и их периодическая замена.

Конденсационные технологии

Охлаждение ПВС без изменения давления до конденсации углеводородов в жидкую фазу.

Криогенный способ

Преимущества: могут использоваться как одиночные блоки, в оборудовании нет механических движущихся частей и электрических агрегатов, низкая степень взрывопожароопасности.

Недостатки: происходит вымораживание влаги на теплообменной поверхности и замерзание её в «мёртвых» зонах, необходима поставка жидкого азота, требуется специально подготовленный персонал, стоимость затрат выше стоимости полученного конденсата.

Конденсационные установки

Преимущества: возможность конденсировать газы несовместимые с активированным углём, не требуется наличие абсорбента.

Недостатки: высокая степень взрывопожароопасности за счёт подачи ПВС в холодильную машину, проблемы с льдообразованием, за счёт неудачно выбранных конструктивных и технологических решений.

Комбинированные технологии

Различные сочетания конденсационного и абсорбционного способов.

Читайте также:  Установка вариатора на калину

Преимущества: высокая степень улавливания.

Недостатки: высокая стоимость оборудования, высокая стоимость эксплуатации.

Выбор оптимальной технологии улавливания и возврата паров нефти и нефтепродуктов (паров бензина)

При выборе технологии (способа) в каждом конкретном случае оптимально использовать методологию разумно-приемлемой технологии.

Разумно-приемлемая технология определяется как метод, который обеспечивает минимальный уровень выбросов при выполнении технологически и экономически приемлемых мер. Принцип разумной достаточности: использование наилучшей доступной технологии (НДТ) или технологии максимального подавления выбросов (ТМП).

Существенные различия между НТД и ТМП заключаются в следующем:

  • Наилучшие и достаточные технологии можно использовать, когда содержание загрязнения не превышает предельно допустимого значения. При выборе Наилучшей и Достаточной Технологии необходимо учитывать стоимость различных вариантов систем улавливания.
  • Технологии Максимального Подавления используется, когда концентрация загрязнения превышает некоторое определенное значение. При выборе ТМП не учитывают экономические факторы.

Конденсато-абсорбционная технология, применяемая ООО «Газспецтехника» для установок ККР (комплексы конденсации и рассеивания) основана на снижении парциального давления паров при снижении температуры паровоздушной смеси и взаимной растворимости углеводородов.

Процесс конденсации идёт при атмосферном давлении.

Выбор технологической схемы рекуперации ПВС с промежуточным хладоносителем обоснован стремлением:

  1. максимально увеличить пожаровзрывобезопасность процесса,
  2. использовать холодильное и насосное оборудование в общепромышленном исполнении и располагать его на необходимом безопасном расстоянии,
  3. одновременно производить рекуперацию ПВС от разных нефтепродуктов (в отдельных теплообменниках-конденсаторах).

Основные преимущества установок ККР

  • возможность использования для широкого спектра химических и нефтяных продуктов,
  • безопасность процессов рекуперации,
  • отсутствие загрязнённых вторичных отходов,
  • отсутствие расходов на приобретение и утилизацию адсорбентов или абсорбентов,
  • резервирование технологического оборудования в составе ККР,
  • минимальное гидравлическое сопротивление комплекса,
  • минимальные требования к контролю и автоматизации технологического процесса,
  • минимальный срок окупаемости за счёт продажи или использования полученного рекуперата (конденсата),
  • наличие широкой сети гарантийного и пост гарантийного обслуживания холодильного и насосного оборудования в регионах.

Установки ККР позволяют уловить до 98% выбросов углеводородов. В зависимости от изменения тепловой нагрузки на установку рекуперации (изменение объёмного расхода, состава или температуры ПВС) холодопроизводительность холодильной установки автоматически меняется, что позволяет экономить на потребляемой электроэнергии, при этом постоянно поддерживать заданную температуру конденсации.

Проектирование установок производится с учётом требований и пожеланий заказчика.

Справочная информация, книги, статьи, публикации

Глоссарий

Рекуперация (от лат. recuperatio — обратное получение), возвращение части материалов или энергии для повторного использования в том же технологическом процессе.

Vapor recovery — улавливание паров.

Recovery of service station vapor — рекуперация бензиновых паров на АЗС.

Vapor recovery unit — установка для сбора резервуарных паров, установка для возвращения паров в жидкую фазу, установка улавливания легких фракций.

Историческая справка

Окатов Александр Петрович (р. 21 ноября (4 декабря 1889) в Петербурге) – профессор кафедры неорганической химии ТПИ. В 1928 году организовал проектное бюро рекуперации для возвращения части материала или энергии, расходуемых при проведении того или иного технологического процесса, для повторного использования в том же процессе. Оставил большое число научных работ, в том числе специальных, по заданию центральных военных учреждений. Более 40 работ были положены в основу проектирования рекуперационных установок.

источник

Описание систем рекуперации паров нефтепродуктов

Системы рекуперации используются для забора и возвращения паров нефтепродуктов и устанавливаются на различных объектах: морских терминалах, АЗС, наливных эстакадах, магистральных трубопроводах, а также в качестве связующего звена при обвязке резервуаров. Оборудование позволяет создавать условия на объекте, соответствующие санитарным и экологическим нормам и увеличивать рентабельность за счет повторной реализации.

Основное назначение и преимущества

Применение установок рекуперации паров нефтепродуктов позволяет решать следующие задачи:

  • снижаются энергетические затраты;
  • увеличивается в целом срок службы УРП;
  • уменьшается срок окупаемости;
  • показатели экологической чистоты соответствуют всем требованиям.

Если рассматривать для примера, то в большинстве случае все расходы на создание проекта, монтаж, производство и обслуживание окупаются в течение полутора лет и после этого времени владелец получает прибыль.

Установки рекуперации пара (УРП) предназначены для улавливания паров бутана, пропана, меркаптана, олефины и других легких углеводородов, кроме метана. При применении оборудования:

  • углеводороды превращаются в жидкую фазу, что позволяет ценные фракции паров использовать повторно;
  • снижается концентрация взрывоопасных веществ на участке налива нефтепродуктов;
  • происходит минимальное выделение вредных токсинов в окружающую среду.

Современное оборудование от европейских производителей, работающее на основе сухой технологии, за счет высоких эксплуатационных качеств обладает следующими преимуществами:

  • минимальные расходы на обслуживание;
  • высокий уровень безопасности и длительный срок службы;
  • десорбция происходит с использованием вакуумных насосов;
  • минимальное потребление электрической энергии;
  • установка рекуперации пара при наливе ЖД и автодорожных цистерн способны обрабатывать в пределах 20-10000 м3/час – в зависимости от исходной мощности.

к оглавлению ↑

Принцип действия установок рекуперации пара

В наливной цистерне присутствует в воздушных потоках смесь углеродов, которая начинает вытесняться в момент заливания нефтяных продуктов. По специальному трубопроводу по входной линии происходит поступление воздуха. В стандартную комплектацию входит вентиляционная система, обеспечивающая принудительное движение потоков и создающая разряд в паропроводе.

Технология улавливания основана на применении для адсорбции активированного угля и десорбции за счет вакуума. Дальнейшая абсорбция происходит жидким абсорбентом. В зависимости от конструкции в устройство могут входить от двух адсорбентов, что позволяет организовать беспрерывное функционирование. При работе 1-ого адсорбера 2-ой стоит в режиме регенерации.

Важно! Разработать эффективный проект и рассчитать правильно мощность установок рекуперации паров бензина на АЗС под силу только специалистам высокого уровня и при выборе компании стоит обратить внимание на наличие лицензий и разрешительных документов.

Активированный уголь, в момент рекуперации паров насыщается углеводородом, а после происходит регенерация путем создаваемого разряда с использованием насоса. Для снятия вакуума в адсорбер выполняется подача чистого воздуха. Оборудование включает в устройство датчик контроля газов на выходе, за счет чего отслеживается степень насыщения адсорбента. Выброс воздушных потоков, прошедших предварительную фильтрацию, происходит в атмосферу.

Читайте также:  Установка противотуманок на сенсе

При наличии увеличенной концентрации углеводорода пары с использованием насосов направляются в колонну абсорбции, где и происходит прямой контакт с абсорбентом, в качестве которого может выступать дизельное топливо, бензин и другие нефтепродукты. После поглощения выполняется автоматическое откачивание в резервуар.

Все установки рекуперации паров бензина на АЗС работают в автоматическом, ручном или беспрерывном режиме, за счет чего максимально эффективно оптимизируются все рабочие процессы. При необходимости управление насосами и запорно-регулирующей арматуры переводится на оператора.

Безопасность систем рекуперации паров

Высокий уровень безопасности эксплуатации оборудования обеспечивается следующими характеристиками:

  • в устройство входят чувствительные датчик давления и температуры;
  • при производстве соблюдаются все ТУ;
  • датчики концентрации при достижении критических отметок подают сигнал оператору;
  • в современные системы включают многоуровневую защиту рабочих параметров, что минимизирует влияния человеческого фактора.

Качественные показатели установки рекуперации пара обязательно подтверждаются следующими документами: заключением ВНИИПО и промышленно-инженерным нефтехимической компании, а также заключением МГУ инженерной экологии.

Технология изготовления и особенности монтажа

Производственный процесс установок рекуперации паров нефтепродуктов предполагает 100% входной контроль за качеством применяемых комплектующих элементов: от регулирующей арматуры до технического изделия. Стоит отметить упрощенный монтаж, так как на место установки все оборудование транспортируется в открытых законченных блоках.

Трубопровод устанавливается на раму на территории завода, что тоже положительно сказывается на скорости сборки. Все испытания на предмет качества герметизации соединений и обвязки выполняются на производстве. Проверяются также вакуумные насосы, электро- и пневмоприводные системы, арматура и другие важные элементы.

Большинство производственных компаний по продаже систем рекуперации паров оказывают услуги по установке и рамной сборки. Перед началом монтажных работ проверяется соответствие размеров фундамента. После завершения монтажа вся конструкция еще раз проверяется на наличие механических повреждений и качество всех соединительных элементов. На завершающем этапе выполняются испытания.

В заключение можно сказать, что применение установки рекуперации паров нефтепродуктов позволяет не только снижать негативное воздействие на окружающую среду, но и в целом повышать рентабельность бизнеса!

источник

Системы рекуперации паров летучих органических соединений (ЛОС)

Системы рекуперации необходимы для улавливания и возвращения паров нефтепродуктов в процессе транспортировки, хранения и переработки. Они востребованы на автозаправочных станциях, на железнодорожных сливо-наливных эстакадах, при обвязке резервуаров и т.д. Благодаря улавливанию и рекуперации (от лат. Recuperatio – «обратное получение») паров будут сокращены потери ввиду испарения нефтепродуктов, повышена рентабельность и доходность предприятия.

ООО «Инженерные системы» предлагает линейку установок рекуперации паров (УРП), предназначенных для восстановления летучих органических соединений (ЛОС) из воздуха.

Процесс основан на технологии адсорбции в слое активированного угля и регенерации активированного угля с помощью вакуума. Эта технология отлично зарекомендовала себя как лучшее решение для заполнения автоцистерн, товарных вагонов-цистерн, танкеров, а также резервуаров для хранения.

Дизайн наших установок и подбор запчастей для достижения прочного, безопасного и эффективного процесса основан на международных стандартах, признанных в нефтяной и газовой промышленности: ASME VIII, ASME B31.3, EN 60079 & EN 1127, а также ГОСТ РФ.

Типичные пары, улавливаемые и восстанавливаемые нашими cистемами:

  • Пары бензина и дизеля;
  • Пары топлива E5, E10, E85, E100;
  • Пары соединений метанола, бензола, толуола и ксилол;
  • Эфиры: Метил-трет-бутиловый (МТБЭ) и Этил-трет-бутиловый (ЭТБЭ);
  • Испарения лигроина (Нафта).

Получить консультацию

Производимые нами системы улавливания и рекуперации паров нефтепродуктов соответствуют всем требованиям в области здравоохранения и безопасности труда, установленным российскими и европейскими стандартами.

Стандарты эмиссии:

Основные характеристики:

  • Модульная конструкция
  • Сборные рамы делает установку простой
  • Энергоэффективность

* при 40% vol. концентрации углеводородов и эмиссии 10г/Нм3

** С использованием пластинчато-роторного вакуумного насоса

*** С использованием жидкостно-кольцевого вакуумного насоса

Описание процесса очистки нефтепродуктов в узле рекуперации пара

Рекуперация, или регенерация – улавливание органических веществ из воздушной массы с целью их возвращения для повторного применения в производстве. Данный процесс основан на разделении газов и паров при помощи активированного угля. Смесь летучих органических соединений поступает в угольные фильтры, где ЛОС адсорбируются слоем углерода, а чистый воздух выходит через отверстие в атмосферу.
Ниже представлена схема процесса:

После определенного периода, как правило, от 10 до 15 минут активированный уголь насыщен углеводородами, и эмиссия ЛОС незначительно увеличивается. Анализатор, расположенный в верхней части фильтров, обнаруживает это, и система управления переключает фильтр от режима поступления паровой фазы в режиме регенерации.

Система вакуумной фильтрации (очистки) откачивает восстановленные ЛОС из фильтра и направляет в абсорбционную колонну, где они конденсируются в потоке бензина или других нефтепродуктов. Функционирование данной системы основано на поочередном включении режимов адсорбции и регенерации. Пока один фильтр регенерируется, другой тем временем получает смесь воздуха и паров летучих органических соединений. Затем происходит переключение.

Читайте также:  Установка компрессор для уаз

УГЛЕРОДНО-ВАКУУМНОЕ КОНДЕНСИРОВАНИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ

Данный способ отличается от адсорбции лишь тем, что происходит в установке рекуперации паров, оснащенной узлом циркуляции и сжатия абсорбента. Преимущество такого процесса в том, что не требуется поток абсорбента из резервуарного парка или трубопровода. Восстановленные пары подвергаются компрессии и находятся в установке в качестве абсорбента до того времени, пока не будут возвращены в соответствующий резервуар для хранения.

В процессе реакции происходит адсорбция ЛОС при помощи активированного угля, который предназначен для удаления углеводородов. Это способствует выпуску чистого воздуха из угольных фильтров. Далее адсорбированные углеводороды извлекаются из гранулированного слоя активированного угля вакуумной системой, а пары поддаются сжатию и конденсации в циркулирующий внутри УРП поток абсорбента.

Плюсы и особенности применения

Установка оборудования для рекуперации паров нефтепродуктов обеспечит:

· увеличение эксплуатационного ресурса рекуперационных установок;

· соответствие экологическим требованиям к эксплуатации объекта.

В стандартных условиях срок окупаемости оборудования не превышает 1,5 лет. По истечении этого срока предприятие получает чистую прибыль за счет повторной реализации паров нефтепродуктов.

Как правило, такое оборудование используют для удержания паров пропана, олефины, бутана, меркаптана и пр. Установки рекуперации пара (УРП) не предназначены для улавливания легких углеводородов: этана (С2Н6, относительная плотность – 1,046) и метана (CH4, относительная плотность – 0,555 кг/куб. м). Их почти невозможно адсорбировать, либо в процессе адсорбции их вытесняют более тяжелые компоненты.

· переход углеводородов в жидкое состояние;

· минимизация объема токсичных испарений;

· понижение концентрации взрывоопасных веществ при наливе, сливе и переливе нефтепродуктов.

Установки, работающие на основе сухого метода и обладают такими достоинствами:

· низкая стоимость сервисных услуг;

· извлечение паров с поверхности адсорбента посредством вакуумных насосов;

· низкий расход электроэнергии.

Производительность установки рекуперации пара при заполнении автоцистерн достигает от 20 до 10 тыс. куб. м/ч (показатель прямо пропорционален мощности оборудования).

Особенности работы систем рекуперации пара в резервуарах

При наполнении резервуара нефтепродукты вытесняют смесь углеводородов, содержащуюся в воздухе (он поступает внутрь по входной линии – специально подведенному трубопроводу). Система рекуперации также оснащена вентиляционными каналами, которые обеспечивают принудительное движение потоков и разреженность воздуха над нефтепродуктами.

Удержание паров происходит благодаря впитывающим свойствам активированного угля. После адсорбции поглощенные вещества извлекают вакуумным способом. Затем происходит абсорбция с применением жидких абсорбентов. Для постоянной работы устройство комплектуют минимум двумя адсорбентами (точное число зависит от особенностей системы). В момент поглощения паров первым адсорбентом второй пребывает в состоянии регенерации: из микропор материала извлекают впитанные молекулы.

Помните: точный расчет мощности и проектирование установки рекуперации паров бензина для автозаправочных станций и нефтеперерабатывающих предприятий доверяют только опытным профессионалам. Компания ООО «Инженерные системы» имеет все необходимые разрешения и лицензии для проектирования и установки таких систем.

В процессе рекуперации паров активированный уголь поглощает углеводороды. Чтобы извлечь их, необходимо создать разряд посредством вакуумного оборудования. По окончании десорбции в адсорбционный аппарат подают чистый воздух.

Система состоит из выходного датчика контроля газа, позволяющего определить степень насыщения адсорбентов. По окончании рекуперации использованный воздух очищают и пропускают через специальные фильтры. После очистки происходит его выбор в атмосферу.

Высококонцентрированные пары нефтепродуктов подают в колонну абсорбции, где она непосредственно контактирует с абсорбентом – низколетучим поглотителем (бензином, дизельным топливом, керосином и др.). Смесь с поглощенными углеводородами перекачивают в специальный резервуар.

Установки рекуперации паров бензина оптимизируют рабочие процессы за счет функционирования в автоматическом, беспрерывном режиме. Также возможно ручное управление запорной арматурой и насосами, осуществляемое оператором.

УРП: эффективность и безопасность

Оборудование производительно и безопасно в работе благодаря таким особенностям:

· высокочувствительные датчики температуры и давления;

· сборка и монтаж в строгом соответствии с техническими условиями;

· автоматическая подача сигнала оператору при превышении допустимой концентрации паров;

· автоматизированная система контроля рабочих параметров.

После качественного монтажа установки рекуперации пара клиент получает заключения ФГБУ ВНИИпо МЧС РФ, МГУИЭ и Инженерно-промышленной нефтехимической компании.

Нюансы производства и сборки

Изготовление и монтаж установок рекуперации паров требуют строжайшего входного контроля. Специалисты определяют работоспособность и безопасность всех элементов – от регулирующих клапанов до щита управления. Оперативность сборки на объекте обеспечена благодаря поставке готовых блоков.

Трубопровод устанавливают на опорную раму на территории заказчика (герметичность системы проверена в заводских условиях). На объекте испытывают вакуумные насосы, пневматические приводы, арматуру и т.д.

Продажа систем рекуперации паров предполагает оказание услуг сборки и монтажа. До начала установки специалисты проверяют прочность фундамента, а по окончании выявляют и устраняют механические повреждения в системе, оценивают надежность соединений. Завершающий этап – пуско-наладочные работы.

Установки рекуперации паров нефтепродуктов сводят к минимуму негативное воздействие АЗС и нефтеперерабатывающих предприятий на окружающую среду, а также многократно повышают эффективность их работы и прибыльность бизнеса!

источник