油气冷凝和吸附集成回收工艺的研究

提出了油气冷凝和吸附集成回收工艺,并对其回收效果进行了模拟和实验研究。考虑到太阳能作为动力能源供给,开发了冷凝和吸附集成回收装置,利用Aspen Plus软件灵敏度分析工具,对4种不同浓度的汽油油气冷凝过程进行了模拟,并进行了实验验证。结果表明,冷凝段的冷凝温度可以设计在-25℃左右,此时回收率在50%以上;当冷凝温度为-25℃时,油气回收率的实验值与模拟值吻合。该集成工艺回收装置的油气回收率达到99%以上,出口油气质量浓度低于7.7 g/m³,可以达标。吸附剂动态吸附容量可达0.24 kg/kg,通过高真空解吸及微量氮气吹扫,饱和吸附剂可被完全解吸。该工艺的吸附热效应远低于纯吸附法,从而进一步提高了系统的安全性和经济效益。     

原油油气冷凝回收工艺模拟与优化

我国每年都会进口大量原油作为战略储备,主要采用地下水封石油洞库进行原油储存。具有量大、种类多、高含硫等特点的原油在我国进行周转和储存,会产生大量油气。油气回收是防火防爆、保护环境的最优方法,而冷凝法为最常见的油气回收方法之一。通过Aspen Plus模拟软件对原油油气冷凝回收工艺模拟可知,加压后回收率明显提高,且出口浓度降低;高浓度油气回收率不一定高于低浓度油气回收率。冷凝温度达到-10℃,油气回收率出现上升趋势;冷凝温度为-110℃时,出口浓度低于1 g/m³的排放要求,再降低冷凝温度已不具有经济性,可采取加压冷凝或集成工艺后续进一步处理。随着气量的增大,能耗增加;在相同冷凝温度及压力下,相同气量、不同浓度的油气所需的压缩机功率相近。     

冷凝式油气回收装置

冷凝式油气回收原理：利用冷冻工程方法，将油气热量置换出来，使其气态变为液态，实现回收利用。依据对汽油油气组分模拟分析，须采用三级制冷工艺才能达到国家标准将要求的回收率。100—800m^3／h冷凝式油气回收处理装置设定三级制冷工艺，第一级从30℃降为3℃，将水分和C6以上组分冷凝下来；第二级从3℃降到-35℃，将C5以上组分冷凝下来；第三级从-35℃降到-70℃，将C4以上组分冷凝下来。根据不同汽油组分进行装置结构个性设计。冷凝回收的汽油汇流到油水分离器以后外输可直接销售使用。处理后净化的尾气经排气管排放。     

等压开式制冷天然气凝液回收工艺优化研究

等压开式制冷工艺是一种较新的天然气凝液回收工艺技术,与目前广泛采用的直接换热工艺相比,该工艺所需设备数量少,投资和运行费用低。以长庆油田典型伴生气为例,对该工艺进行了模拟研究,分析并优化了影响该工艺C_3~+回收率以及能耗的主要工艺参数。计算结果表明:(1)C_3~+回收率随原料气预冷温度的降低而增加,当原料气预冷温度低于-30℃后,C_3~+回收率随温度变化的增幅变缓;(2)混合冷剂节流压力对C_3~+回收率以及脱乙烷塔塔底重沸器热负荷的影响不显著,但节流压力降低会增加混合冷剂压缩机的能耗;(3)混合冷剂冷却温度越低,C_3~+回收率越高。最优操作条件为:原料气预冷温度-30℃,混合冷剂节流压力500kPa,混合冷剂冷却温度-30℃。此时,C_3~+回收率可达96.1%。     

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中国大庆喇萨杏油田伴生气甲烷含量为 73.4 %～ 88.1% ,采用氨制冷和丙烷制冷的 10套浅冷装置回收C3 + 轻烃组分 ,制冷深度为 - 2 0～ - 35℃ ,丙烷收率为 18.2 %～ 4 7.1% ,C2 + 组分的回收率只有 5 2 .72 % ,轻烃资源回收率低。在对大庆油田伴生气冷凝规律研究的基础上 ,提出了浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺 ,并在萨中30× 10 4m3 /d浅冷装置上进行了现场试验研究。结果表明 ,浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺丙烷收率可达到 6 1%～ 85 % ,比氨制冷、丙烷制冷回收工艺提高 30～ 5 5个百分点 ,轻烃收率可提高 30 %～ 5 0 %。浅冷—油吸收复合轻烃回收工艺装置的试验成功 ,为我国油田伴生气轻烃回收提供了新的工艺路线 ,特别适合于丙烷收率低于 6 0 %的轻烃回收装置改造和新建装置的工艺设计。     

一种易挥发烃类油气混合物回收方法探讨

系统阐述了用于油气回收的三级直接冷凝法的原理和特点,在此基础上提出油气回收的三级加压冷凝法。通过数值计算分析,得出两种油气回收方法的回收效率和冷负荷特点。结果表明,三级加压冷凝法能有效减少第三级制冷负荷,提高能量利用效率。与三级直接冷凝法相比,三级加压冷凝法可将深冷温度提高约32℃,能耗降低51.87%。综合分析加压引起的温度和压力变化对爆炸下限和爆炸速率的安全性结果表明,采用三级加压冷凝法的安全性可以保证。     

天然气轻烃回收与提氦联产工艺

为了降低单一提氦过程的能耗和成本,实现冷量的最大化利用,将天然气轻烃回收工艺与提氦工艺有机结合,提出了自产冷剂制冷+膨胀制冷+冷箱集成换热的直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺。利用HYSYS软件对联产工艺、DHX轻烃回收和闪蒸提氦单一工艺进行了工艺过程模拟,并分析了关键参数对设备能耗、C3+回收率和粗氦回收率的影响情况,最终确定了DHX塔顶回流温度为-70℃、提氦闪蒸罐进料温度为-166℃等最优工艺参数。模拟计算的结果表明:(1)创新提出的联产工艺使用了自产冷剂循环制冷,有效地集成并回收冷量,针对给定的原料气条件,与单一提氦工艺相比,C3+回收率达到99.11%,并且粗氦回收率也达93.39%,粗氦浓度达38.30%;(2)从经济性和热力学角度的比较结果表明,联产工艺的总压缩功耗比单一工艺低1 118 kW,约低22.20%,单位综合能耗降低约17.27%。结论认为,直接换热(DHX)—闪蒸提氦联产工艺具有较高的经济价值和性能,为轻烃回收和提氦联产工艺的应用提供了范例。     

船舶油舱油气冷凝回收系统流程模拟与能耗优化

目的 解决船舶油舱内的油气回收处理问题,节约能源,降低环境污染。方法 使用HYSYS模拟多级冷凝油气回收的流程,并进行试验验证,依据试验后的数据分析,增加了余冷回收流程以改进冷凝回收系统,并通过火用分析方法对比分析改进前后系统的火用损失及火用效率。结果 模拟及试验均能成功完成多级冷凝的油气回收,并且增加了余冷回收流程的系统总能耗,相比试验时总能耗可节约301.5×10⁴ kJ/h,占改进前试验总能耗的13.71%,整个系统火用损失减少了45 432 kJ/h,火用效率提升了2.79%。结论 多级冷凝回收系统处理后的尾气完全满足国家排放标准及油气回收要求,减少了尾气直接排放的冷量损失及冷凝回收系统的能耗。     

基于燃气调压工艺冷能利用的油气回收工艺

在对高压管输天然气调压工艺冷能可用性进行分析的基础上,针对冷凝法油气回收装置存在制冷系统复杂、成本较高的问题,提出了基于燃气调压工艺冷能利用的冷凝法油气回收集成工艺。新工艺不仅可以简化冷凝法油气回收的工艺流程、提高回收效率、降低制冷能耗,同时还可使调压工艺冷能的利用方式得以丰富和完善,具有显著的社会、环境和经济效益。     

基于含水油气冷凝回收模拟的状态方程筛选及工艺优化

在油气冷凝回收的模拟中,油气-空气混合气中的水分会对模拟过程产生较大影响,并且模拟计算采用何种状态方程也尚无定论。为此,利用Aspen plus模拟软件研究了含水油气状态方程和有效相态的选择对冷凝模拟灵敏度的影响,并对现有的三级冷凝工艺进行优化,以提高冷凝法油气回收率。结果表明,当油气组分中不含水蒸气时,常规状态方程(PENG-ROB,RK-SOAVE,SRK,PR-BM,RKS-BM)都能满足计算需要;当油气组分中含水蒸气时,状态方程不能选择SRK,有效相态设置应选择汽-液-液相或汽-液-结合水相;三级冷凝油气回收工艺宜设置2个单独的回收罐,1个不保温的回收罐收集预冷级的高含水冷凝产物,另1个保温的回收罐收集二级和三级的冷凝产物。