Меню Рубрики

Установки улавливания и 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 и вязка арматуры отдельными стержнями

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 ↑

Читайте также:  Установка подогрев сидений fusion

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.

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

Распространённые методы рекуперации паров нефтепродуктов

В настоящее время, когда нефть и нефтепродукты используются в колоссальных объемах, проблема устранения их испарений становится как никогда актуальной.

Проведенные исследования дали следующие результаты: доля потерь от испарений доходит до 75 процентов от общего объема потерь, происходящих в процессе хранения и операций слива/налива.

Такие потери наносят не только ощутимый экономический ущерб (к примеру, в нашей стране, по оценкам специалистов, годовые потери только бензина, происходящие в процессе его испарения, на нефтебазах превышают 100 тысяч тонн, на автозаправочных станциях – 140 тысяч тонн), но и крайне вредны с экологической точки зрения (согласно Европейским стандартам, концентрация испарений нефтепродуктов в атмосфере в местах перевалки и хранения нефтепродуктов должна быть не больше 10-ти – 35-ти грамм на кубический метр).

Традиционные способы сокращения таких потерь, такие, как диски-отражатели, плавающие крыши и понтоны, системы газоуравнивания, зачастую либо трудно применимы, либо отличаются малой эффективностью. Поэтому улавливание паров нефтепродуктов является важнейшей задачи современной нефтяной промышленности.

Для того, чтобы наиболее эффективно решать эту проблему, необходимо применение систем улавливания и рекуперации паров, выделяемых в процессе испарений нефтепродуктов.

Такой способ ликвидации вредных выбросов, как сжигание паровоздушной смеси, вреден с экологической точки зрения, поэтому его применение нежелательно.

В остальном рекуперация паров нефтепродуктов делится на следующие виды применяемых методов:

  • адсорбционные способы;
  • абсорбционные;
  • компрессионные;
  • мембранные;
  • конденсационные;
  • комбинированные.

Рассмотрим более подробно их принцип, основные достоинства и недостатки.

Адсорбционный метод

Суть этим методов заключается в том, что выделяемые газы поглощаются с помощью твёрдых поглотителей, называемых адсорбентами (к примеру, активированный уголь).

К несомненным достоинствам этих способов относятся:

  • высокая степень очистки;
  • возможность поглощения паров, насыщенных маслами.
Читайте также:  Установка райские острова ошибка обновления

Основными недостатками являются:

Полезная информация
1 дороговизна оборудования
2 сложные системы автоматики
3 необходимо постоянно проводить регенерацию адсорбирующего вещества
4 необходимо периодически заменять адсорбент и утилизировать его
5 пожаро- и взрывоопасность
6 большие габаритные размеры установок

Абсорбционные методы

В таких установках газопоглощение осуществляется жидкими поглотителями, которые называют абсорбентами. Чаще всего с этой целью используют дизельное топливо, с чем и связаны как достоинства, так и недостатки таких технологий.