膜技術在石油化工油氣回收系統應用

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摘要：石油化工產品生產中，需要借助提純工藝的處理，將不同的物質進行分離，進而達到油氣回收的目的，使分離出的不同物質應用在其他用途中。膜技術研究是從20世紀開始，該技術通過分離膜的阻礙作用，同時根據不同氣體的分子大小不同，使部分氣體可以通過分離膜，部分氣體不能通過分離膜，從而達到氣體的分離作用。膜技術在石油化工領域的運用中是一種常見的分離技術方式，借助技改幫助石油化工企業實現油氣的分離回收。本文是對膜技術在石油化工油氣回收系統中的應用展開相應研究，采用回收裝置和體系，達到油氣回收的目的，為油氣回收再利用提供良好途徑。

關鍵詞：膜技術；石油化工；油氣回收系統；應用

膜技術是利用膜的分類原理，使用特殊方法進行分類，該技術利用不同氣體分子的滲透能力差異性，按照不同滲透性要求進行分離操作。膜技術的運用可以阻止部分氣體分子通過，能夠實現對不同組分分子的分類。當前石油化工油氣回收系統中，烴類組分與空氣分離中，常見的分離膜形式以橡膠聚合物分離膜為主，其借助膜的滲透能力，先通過吸附和溶解的作業，將處于上游位置的滲透分子吸附和滲透過來，再通過擠壓和濃度梯度的作用，在膜裝置的兩側施壓，使其通過膜裝置，在有吸附裝置將下游位置進行吸附，進而完成整個的油氣分離過程，即為膜滲透過程。

1膜技術在石油化工油氣回收系統的應用概述

膜技術在石油化工回收系統中運用能夠顯著提高油氣的回收利用效果，通過膜的特性分離裝置，同時選擇適宜的工藝流程，達到油氣回收利用的目的。

1.1膜分離工藝

膜分離工藝中，膜技術分離運用，可以與其他方式聯合并用，單一使用膜分離技術，可能無法保證滿足分離的實際需要。而借助其他技術的并用，則可以提升分離效率，分離的效果也更為顯著。通常情況下，膜的分離工藝可以與內部油氣循環聯合并用，借助改技術的強大吸附功能，增加分離的效果。其次，膜分離技術單獨使用需要的成本比較高，需要較大的動態符合，消耗的能源也比較多。膜分離技術與吸附方法并用的方式，能夠降低運行成本，改善成本投入過高等情況，尤其是膜分離無法直接處理油氣負荷波動情況，而吸附法可以有效改善這種情況。膜技術與吸附法聯合運用，能夠保證裝置處在循環運行的狀態，并且保證設備運行溫度不過高過熱，對于油氣波動實用性比較強。膜分離技術研究時間比較短，相關研究比較少，尤其是膜分離效果一般，需要從國外引進，因此實際應用面臨較多的問題，還需要加強研究。

1.2膜分離過程

膜技術分離過程中，油和氣是同時進入到裝置內部的，強氣可以通過一側的油氣，經過升壓過程進入吸收塔后，再由其他外部系統的作用，使油和氣逆流進入，在溫度和升壓壓力塔的作用下氣體會進入系統中，雖然部分石油進入到油氣分離裝置中，但是其并不影響排放。膜分離器可以將石油和氣體分類，在這個過程中可以通過壓力調整提高分離效果。膜分離器是通過氣壓差方式調節分離強度，改裝置的應用效果明顯。尤其是在油氣裝置內部循環量比較大的情況下，可使設備投資和運行成本有效降低，同時提升設備的生產運行能力，并且在這個標準下，膜分離器可以充分地發揮其應用的作用。膜分離中部分尾氣剩余并不直接排放，而是將其排放到吸附槽中，這樣就可以將剩余部分吸收，這種處理方式可以滿足膜分離操作要求，同時改造工程要求，具有明顯的優勢。膜分離是比較成功的油氣分離方式，并且這個裝置在工業上運用比較多，但是當前膜分離技術的綜合能力不強，在油庫和煉油廠的運用少。

1.3膜技術在石油化工油氣回收系統的應用特點

膜技術在石油化工油氣回收中運用要充分的考慮排放濃度，在回收處理中需要考慮工藝特點。第一，催化裂化。膜技術應用中要充分的考慮分離產物的質量，將天然氣、汽油等進行分類，這些氣體可以作為裝置的燃料燃燒使用。液化石油氣是珍貴的原材料，在民用燃料中運用比較多。膜技術運用可以促進催化裂化工作開展，確保分離的吸收穩定性。吸收穩定性是將石油氣體相關物質分離出來，提煉析出石油氣體中的少量氣態烴，降低吸收，提升產品的質量。油氣分離器可以通過壓縮機吸抽和冷卻，富油可以從泵中出來，在吸解塔頂部回收。膜技術在油氣回收中運用能夠從中間回流保持塔內的溫度，并且能夠將塔中少量汽油分理，這種方式可以通過吸收、分解等得到穩定的汽油。第二，提高工作效率。膜技術在石油化工油氣回收中運用，可以提高油氣吸附裝置效果，在設備啟動后要選擇合適的方案，保證設備工作狀態。動態設備運行的長度與操作吸附和吸附劑有較大的影響，要想控制吸附效果就要啟動后處理，設備加載的過程不同，在裝置內吸附劑需要再生裝置，自動啟動后再生。膜技術的運用可以降低設備運行效率，能夠降低設備能耗，提高設備使用壽命。在吸附過程中可以提高運行效果，并且在工業生長中運用比較多。

1.4吸附法運用的原則

膜技術在吸附中運用能夠實現對油氣中有機的烴類組分分離。回收的過程中可以結合膜技術實現有效吸收。尤其是吸附劑在接近飽和狀態后可以使用室溫真空再生，進而降低吸附罐的壓力，并且能夠通過外部系統中的循環汽油被吸收，使其返回到外部汽油系統中，實現回收的目的。膜技術在油氣回收中運用可以分為油氣回收和處理單元，在回收中可以切換操作，并且在這個過程中可以降低比表面積，改善吸附現狀，尤其是吸附罐可以自由切換，通過降低吸附槽的壓力再生后期注入適量空氣。吸附劑表面吸附烴，產生濃度高于解析氣體。膜技術在油氣吸收中運用能夠實現過程同步，在油罐車裝載中運用，能夠按照汽油數量開展回收活動，汽油裝車量可以通過罐車數量和流量計測量在回收氣體過程中計算活性炭的吸附量，及時的再生啟動，提升吸附效果。

2油化工油氣回收方法

油化工油氣回收裝置是將石油與氣體分離，系統釋放出的C1～C4氣體進入到氣體回收系統中，經過壓縮和凈化后可以重新利用。石油中的氫氣體在常溫常壓狀態下是液體狀態，在改變溫度和壓力后可以分類。油氣回收系統可以將混合氣體分類，并且能夠將有機烴類物質冷凝后回收處理，這部分回收后可以直接排放到大氣中。

2.1吸收法

吸收法在油氣分類中運用可以將有機烴類和空氣分類，能夠結合溶解度要求進行分類研究，在混合油氣和吸收劑亞久中要分析有機烴類物質與空氣分離的實際要求。在吸附劑的選擇上一般是選擇柴油、煤油等等，這類物質不容易揮發，進行吸收處理能夠滿足分類的目的，并且可以提高吸收質量。吸收法在油氣分離中運用能夠實現對排放濃度的控制，但是在實際運用中的局限性比較大，可能會影響吸收效果。

2.2冷凝法

冷凝法的運用要充分的考慮使用要求，主要是將容易冷凝的有機烴類物質液化，這樣能夠達到與空氣分離的效果。冷凝法的運用可以采用多級冷凝法處理，能夠結合工藝要求和溫度要求進行回收，通過調整溫度方式進行處理，但是這種工藝的使用需要的設備比較多，并且操作比較復雜，能耗高，成本比較高。

2.3吸附法

吸附法回收油氣可以將氣體吸附在物質表明，能夠將石油與氣體分類，并且能選擇不同的吸附劑進行操作，按照操作要求和分離效果進行分類處理，通常以活性炭或是纖維物質組成。活性炭吸附是一個放熱的過程，在溫度升高后可以將油氣中的混合物質釋放出來，將氧氣和氮氣等釋放，但是這種方法的運用需要充分的考慮安全性和投入成本等情況，有效控制安全風險。

3膜技術在石油化工油氣回收系統的應用

膜技術運用可以使用高分子物質制成透氣膜，可以讓石油氣體優先通過透氣膜，這種方式能夠實現對油氣的有效控制，達到理想分離效果，尤其是可以讓有機烴類物質穿透膜后回收。膜技術在石油化工油氣回收系統中運用需要對運行的設備和回收工藝進行分析，掌握影響油氣回收的因素，這樣在膜技術運用中能夠選擇合適的參數，降低其他因素對系統運行的影響，保證油氣回收效果。

3.1油氣回收工藝

油氣回收工藝在運用中工藝流程主要為排放油氣、油品存儲揮發和呼吸，油品裝卸過程中揮發油氣，通過管路系統回收氣體，能夠將油氣回收使用，并且可以自動回收，在氣柜的氣囊逐漸升高后膜分離系統可以自動啟動。油氣回收可以提高油氣回收率，能夠達到環境排放標準，將對環境污染。油氣回收可以達到排放標準，混合油氣后分類可以使用吸收劑將有機烴類回收，被吸收的物質和新揮發出的油氣可以進入膜組件中分類，在膜組件側增加真空裝置回收。通過增加油氣滲透差方式穿透膜組件，將含有空氣的油氣物質回收到油氣吸收塔，自上而下逆流結束，將大部分油氣吸收后進入油氣存儲罐中回收處理。沒有吸收的油氣可以進入膜分離系統中，穿透膜組件的油氣可以進入真空泵后液化處理，將汽油吸收回收利用。

3.2膜組件

油氣回收中運用膜技術可以達到比較理想的效果，可以用環境和條件分離，按照膜分離要求進行設備組裝，膜組件可以分為螺旋卷式、板框式、中空纖維。其中螺旋卷式回收應用吸收效果比較理想，但是在大型工業化油田回收系統中應用比較少。中空纖維抗壓性比較強，分離效果理想，但是通透性比較差，需要較大的傳質推動力，在組建配置方面比較復雜，需要的成本比較高，對于尤其回收的效果一般。膜技術的運用中平板膜與金屬外殼基礎，液體與外界導電性良好，但是這種膜設計可以防靜電，安全性比較高，適合油氣回收分離使用。

3.3緩沖氣柜

油氣回收中使用緩沖柜需要控制操作環境，降低壓力，操作壓力一般是在0.1～0.2kPa左右，在操作中可以通過管線與油氣收集分離相連，油氣聚集后，油氣的壓力超過操作后油氣會進入到緩沖氣柜中。緩沖氣柜比較穩定能夠保證系統的壓力穩定，尤其是在收集過程中可以保證各個部位的壓力穩定。在油氣回收中能夠均勻穩定的實施，保證氣體裝置的工作效率。緩沖氣柜運用中需要控制高峰和低估，并且可以保證回收氣體穩定。回收系統比較穩定，能夠保證系統正常運行，控制運行的費用。

3.4膜技術回收油氣的影響因素

膜技術回收油氣的效果受到多種因素的影響。進料的濃度影響膜技術應用效果，油氣回收中需要結合烴類物質濃度調整進料濃度，進料的濃度增加，空氣濃度隨著進料濃度增加導致空氣滲透效果降低。因此在一定溫度和壓力下需要控制烴類物質濃度，降低對排放空氣濃度的影響。溫度影響油氣回收效果，在一定溫度下氣體通量密度有機烴類物質大于惰性氣體，油氣膜屬于高分子材料，在烴類氣體膜中溶解系數大于擴散系數，烴類氣體穿透膜速率與溫度有較大的關系，烴類氣體在膜中溶解系數下降，烴類氣體穿透膜速率明顯降低，無機脫性氣體在膜中溶解系數小。溫度升高對于烴類物質膜中溶解系數高于低碳烴類物質，創問下膜通量密度一般大于低碳烴類氣體。操作壓力影響烴類物質的回收，一般壓力越高銅梁密度越高，對于油氣回收效果比較理想，但是提高溫度不利于油氣回收利用。在工業應用中要充分的考慮運行成本，將操作溫度和壓力控制在一定范圍內，在烴類氣體計算中需要按照常數考慮通量密度。

4結語

綜上，當前我國石油化工油氣回收系統中膜技術不斷成熟，環境保護理念不斷完善，尤其是對石油油氣分離相關污染問題更重視，因此對于油氣分離膜技術的研究不斷增多，對于膜技術的運用也提出了更高的要求。相比于傳統膜技術具有更好的性能，可以提高環保性能和智能化程度。膜技術在石油化工尤其回收中運用能夠保證回收的便捷性，更方便操作，同時能夠實現高效運轉，滿足回收要求。石油化工企業在油氣回收中需要對膜技術進行研究，同時需要選擇合適的膜，滿足生產要求，總結相關經驗，要創新分離膜，加強對各種材質的油氣分離膜的研究，控制膜技術應用成本，提高膜分離應用的效果。

作者:劉玉偉 單位:大慶石化公司銷售儲運中心