油氣的膜處理相關(guān)技術(shù)的分析

徐 晨姚洪齊（.常州中源工程技術(shù)有限公司，江蘇 常州 36；.常州光輝生物科技有限公司，江蘇 常州 37）

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油氣的膜處理相關(guān)技術(shù)的分析

徐 晨1姚洪齊2
（1.常州中源工程技術(shù)有限公司，江蘇 常州 213126；2.常州光輝生物科技有限公司，江蘇 常州 213127）

摘 要：伴隨著我國石油領(lǐng)域的不斷發(fā)展以及創(chuàng)新，我國的石油生產(chǎn)以及相應(yīng)的產(chǎn)量也在不斷地上升。在我國的化工原油領(lǐng)域中膜處理技術(shù)正在不斷地擴(kuò)大應(yīng)用中。本文主要針對油氣生產(chǎn)過程中的膜處理技術(shù)的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析以及闡述，希望通過本文的論述以及分析能夠為我國的膜處理技術(shù)在我國化工原油領(lǐng)域中的發(fā)展以及創(chuàng)新，同時也為我國的石油領(lǐng)域的發(fā)展以及創(chuàng)新貢獻(xiàn)力量。

關(guān)鍵詞：膜處理技術(shù)；油氣分離；應(yīng)用研究

我國的油氣主要指的是在原油存儲過程中以及原油裝卸過程中產(chǎn)生的一種揮發(fā)性的原油氣體。這些揮發(fā)性的氣體含有很多對人體具有傷害的氣體，例如含有大量的丁烷；大量的戊烷；二甲苯以及乙基笨等有機(jī)氣體。因此在碼頭，油庫以及煉油廠中進(jìn)行裝卸的過程中會產(chǎn)生很多的油氣，這些揮發(fā)性的油氣一旦暴露在空氣中就會對人類造成很嚴(yán)重的傷害，同時對我國的環(huán)境也是一種危害，最主要的是能夠在最大程度上對原油的品質(zhì)造成困擾，造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失。近些年我國在環(huán)保問題上不斷地給予重視，同時還在提倡節(jié)能減排，因此我國的原油在裝卸以及運(yùn)輸過程中的有機(jī)氣體揮發(fā)問題已經(jīng)受到了越來越多的關(guān)注和重視。在我國的化工生產(chǎn)領(lǐng)域現(xiàn)階段應(yīng)用最為廣泛的處理這一問題的技術(shù)就是膜處理技術(shù)。膜處理技術(shù)能夠有效地對揮發(fā)的有機(jī)氣體進(jìn)行必要的回收以及分離，膜處理技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提升了油氣的回收率，同時也就降低了化工企業(yè)的油氣運(yùn)營成本，以及投入。本文主要是通過國內(nèi)外對于揮發(fā)性原油的處理辦法以及相應(yīng)的應(yīng)用實例闡述，來介紹膜處理技術(shù)在原油領(lǐng)域的應(yīng)用以及取得的成就，同時通過闡述也在一些問題上給予相應(yīng)的建議。

1. 簡要敘述現(xiàn)階段對于油氣處理的相應(yīng)內(nèi)容

關(guān)于現(xiàn)階段對于油氣處理的相應(yīng)內(nèi)容的闡述以及分析，本文主要從兩個方面進(jìn)行分析。第一個方面是國外對于油氣膜處理技術(shù)的發(fā)展。第兩個方面是國內(nèi)對于油氣膜處理技術(shù)的發(fā)展。下面進(jìn)行詳細(xì)地分析以及論述。

1.1 簡述國外對于油氣膜處理技術(shù)的發(fā)展

在20世紀(jì)70年代，美國的有些企業(yè)就實行了油氣回收措施來清潔空氣。伴隨著現(xiàn)在人們對于環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，世界上很多的國家都在效仿美國實行環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的制定。因此從九十年代起，國外很多的國家都在大范圍地應(yīng)用油氣回收來保護(hù)環(huán)境，同時還在不斷地創(chuàng)新油氣回收方法。最主要的有3種油氣回收方法。第一個是活性炭吸附方法；第二種是吸收法；第三種是冷凝法。根據(jù)不同法油氣回收方法設(shè)計了不同的回收裝置。油氣的膜處理技術(shù)在八十年代初發(fā)明出來，同時推向市場。在那個時期，膜處理技術(shù)的主要應(yīng)用國家還僅僅局限在歐美等發(fā)達(dá)國家。但是全世界范圍內(nèi)的第一臺油氣膜處理回收裝置是日本在1988年設(shè)計研發(fā)的?，F(xiàn)在為止，世界范圍內(nèi)已經(jīng)有近200套油氣膜處理設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)之中。特別是在加油站的油氣處理過程中，膜處理技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯。

1.2 簡述國內(nèi)對于油氣膜處理技術(shù)的發(fā)展

在二十世紀(jì)八九十年代，我們也開始逐漸的重視油氣回收問題，在世界先進(jìn)國家中引進(jìn)了先進(jìn)的油氣處理技術(shù)以及裝置。伴隨著石油化工行業(yè)越來越多地受到來自世界的沖擊，因此我國政府在強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)壓力下，推行了一系列措施來保護(hù)環(huán)境，抑制揮發(fā)性氣體對我國環(huán)境的污染。我國的環(huán)保單位不斷地完善以及制定相關(guān)的法律法規(guī)，要求我國的油庫，石化企業(yè)以及加油站都要采用相應(yīng)的膜處理技術(shù)來進(jìn)行油氣的進(jìn)一步回收，保護(hù)環(huán)境。我國的膜處理技術(shù)引入我國相對較晚，真正意義上的完整的膜處理油氣回收技術(shù)以及裝置是在2003年開始引進(jìn)的。我國的上海一家加油站以及中石油一家煉油廠才開始引進(jìn)并且制作了最新的膜處理油氣回收技術(shù)以及裝置。在投入運(yùn)行過程中，自愛很多方面取得了非?？上驳某煽円约靶Ч粩嗟赝苿游覈哪ぬ幚砑夹g(shù)的發(fā)展以及應(yīng)用。因此膜處理技術(shù)在我國的實際應(yīng)用以及推廣是在20世紀(jì)初期，但是膜處理技術(shù)對我國的相關(guān)化工行業(yè)的幫助還是非常巨大的，需要進(jìn)一步給予推廣。

2. 簡要敘述油氣膜處理技術(shù)的主要內(nèi)容

2.1 簡述膜處理技術(shù)在油氣處理過程中應(yīng)用的技術(shù)原理

關(guān)于膜處理技術(shù)在油氣處理過程中應(yīng)用的技術(shù)原理的論述以及分析，本文主要從兩個方面進(jìn)行分析。第一個方面是膜處理技術(shù)中的擴(kuò)散原理——使用致密膜進(jìn)行的氣體溶解。第二個方面是膜處理技術(shù)中的多孔膜透氣原理。下面進(jìn)行詳細(xì)論述以及分析。

2.1.1 原理一：膜處理技術(shù)中的擴(kuò)散原理——使用致密膜進(jìn)行的氣體溶解

在石化行業(yè)中，膜處理的相關(guān)技術(shù)能夠使油品在蒸發(fā)以及排放過程中產(chǎn)生的混合油氣有效地進(jìn)行回收，這一過程最關(guān)鍵的一步就是要將混合油氣有效的和空氣進(jìn)行分離。然后將油氣進(jìn)一步進(jìn)行收集，變成液化石油氣。膜處理技術(shù)的主要應(yīng)用原理就是根據(jù)不同的油氣穿膜速度來實現(xiàn)不同種類油氣的分離。在油氣分離的過程中使用的膜不同就導(dǎo)致了油氣穿膜的速度以及形式都不同。在膜處理油氣分離過程中有3個步驟，下面進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

①簡述氣體擴(kuò)散原理中的油氣吸著過程

在油氣分離的過程中，所有的油氣都會被吸附到膜的側(cè)表面，然后再進(jìn)行相應(yīng)的一系列吸附過程；凝聚過程以及溶解過程。

②簡述氣體擴(kuò)散原理中的油氣擴(kuò)散過程

在油氣的擴(kuò)散過程中，我們參照不同氣體的不同壓力以及不同濃度，參照相應(yīng)的擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行膜擴(kuò)散。

③簡述氣體擴(kuò)散原理中的油氣解吸過程

在油氣解吸的過程中，擴(kuò)散到膜另一面的油氣會逐漸被解吸以及剝離。油氣在膜的表面都會出現(xiàn)吸著以及解吸的過程，這兩個過程經(jīng)過一定的時間能夠形成平衡。但是油氣在致密膜的內(nèi)部會出現(xiàn)擴(kuò)散速度慢的問題，因此我們在這一過程中要對油氣的透膜速度給予一定的控制，這是非常重要的一個環(huán)節(jié)。

2.1.2 原理二：膜處理技術(shù)中的多孔膜透氣原理

①當(dāng)多孔膜的孔徑和透過有機(jī)氣體分子的行程相比較過大時，這種多孔膜的擴(kuò)散是一種非常常見的有機(jī)氣體擴(kuò)散，優(yōu)點就是滲透能力非常好。

②當(dāng)多孔膜的孔徑和透過有機(jī)氣體分子的行程相比較過小時，這種多孔膜就會出現(xiàn)難以擴(kuò)散的難凝性的有機(jī)氣體分子，這些難凝性的有機(jī)氣體會通過knudsen渠道進(jìn)行擴(kuò)散。

③當(dāng)揮發(fā)性的有機(jī)氣體分子在多空介質(zhì)中被吸附時，有機(jī)氣體分子會在多孔膜的表面進(jìn)行擴(kuò)散。

④當(dāng)毛細(xì)管出現(xiàn)冷凝的時候，這個時候我們可以認(rèn)為是可凝性氣體在多孔膜中出現(xiàn)了毛細(xì)管的冷凝作用，能夠進(jìn)行多層吸附，這樣能夠有效地減少甚至消除有機(jī)氣體的相對流動。這種情況下，我們會在多孔膜的壓力作用下，取得非常好的滲透率以及較好的分離度。

3. 簡要敘述油氣膜處理回收裝置的主要工藝流程

在膜技術(shù)油氣回收系統(tǒng)中的油氣，在經(jīng)過液環(huán)壓縮機(jī)加壓至操作壓力后，用液體貧油對液環(huán)式壓縮機(jī)進(jìn)行密封，從而形成一個非接觸的密封環(huán)用以抵消由壓縮氣體所產(chǎn)生的熱量。經(jīng)過壓縮后的氣體會與環(huán)液一起進(jìn)入噴淋塔的中部。噴淋塔可將壓縮氣體與環(huán)液進(jìn)行分離。

貧油泵在將貧油輸送到穩(wěn)定塔的頂部和液環(huán)壓縮機(jī)中后，油氣在塔內(nèi)可由下而上進(jìn)入填料層與噴淋的液態(tài)汽油進(jìn)行對流接觸，從而將油氣吸收。吸收了油氣的液態(tài)汽油由富油泵再次輸送至油品儲罐，剩下的較低濃度的油氣則進(jìn)入膜分離器。膜分離器是由一套并聯(lián)安裝在管路上的膜組件組成的。真空泵刻在膜的一側(cè)產(chǎn)生真空，這樣可以更加有效地提高膜分離的效率。

4. 簡要敘述烴類回收過程中的膜處理技術(shù)主要內(nèi)容

關(guān)于烴類回收過程中的膜處理技術(shù)主要內(nèi)容的闡述以及分析，本文主要從兩個方面進(jìn)行論述。第一個方面是在烴類物質(zhì)回收過程中膜處理技術(shù)的主要原理。第二個方面是膜處理技術(shù)在處理烴類物質(zhì)回收過程中的主要工藝特點。下面進(jìn)行詳細(xì)地分析以及論述。

4.1 簡述在烴類物質(zhì)回收過程中膜處理技術(shù)的主要原理

在烴類物質(zhì)的回收過程中，膜處理技術(shù)主要的應(yīng)用原理就是采用反向選擇的復(fù)合膜來實現(xiàn)氣體的回收。不同的氣體分子有著不同的擴(kuò)散速率以及溶解速率，這樣就能夠在一定的壓力推動下實現(xiàn)可凝氣體的有機(jī)蒸汽同惰性氣體進(jìn)行順序不同的滲透溶解，實現(xiàn)分離的目的。

4.2 簡述膜處理技術(shù)在處理烴類物質(zhì)回收過程中的主要工藝特點

特點一：C3以上的組份的回收率在60%以上。

特點二：回收期很短。

特點三：可以采用原系統(tǒng)中的壓力作為膜回收的動力，因而不需要傳動和轉(zhuǎn)動部件。

特點四：該回收方式可以將原裝置中富含甲烷的原料氣體，通過滲透將輕烴類氣體返回至裝置的增壓壓縮機(jī)內(nèi)。特點五：該系統(tǒng)操作簡單，易于保養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

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