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中高浓度VOCs油气回收工艺选择考虑
VOCs废气点多面广,组成、浓度、流量、现场依托条件、治理方式、处理后的排放指标等等各不相同,这使得VOCs治理项目往往都是个性化的,很难有一个“打遍天下”的治理模式。国内在高标准VOCs治理方面,特别是纯回收法的高标准油气/溶剂回收方面遭到了普遍性挫折。面对当前VOCs治理困难形势,找到高标准的VOCs治理普遍性技术方案具有特别的必要性和紧迫性。今日我们来分享下中高浓度油气/溶剂的液化回收,特别是我们石化、炼油行业以及储油库、码头等场景的高浓油气(VOCs)回收。
汽油、石脑油、原油、凝析油、轻质溶剂油等轻质油品,或MTBE、苯、甲醇等轻质化工品液体装车等过程,以及多数工艺过程产生的油气浓度在10~60v%的中高浓度油气是有机物排放量最大、最集中的一类油气,也是最初国外开展油气回收的动因。对于这类油气来说,合理的回收工艺是油气先进液化模块,只要离开液化模块的不凝气浓度足够低,与原料气和浓缩气浓度之间的浓度差足够大,则液化模块就会有较高的单程回收率,进而就可以大幅降低分离模块的负荷。
液化模块采用吸收单元操作,就是吸收+吸附/吸收工艺(本文用“+”连接原料气经过的单元操作,用“/”代表浓缩气处理操作单元),用原本就需要进一步加工的中质中间产品,或中质原料油,比如,炼化企业的直馏或催化柴油,或煤化工企业的洗油等做吸收油进行吸收,可以得到有机物浓度2v%左右的塔顶不凝气,液化模块的单程回收率可以达到85~95%左右,这就可以大幅降低分离模块的负荷,最终回收的有机物随富吸收油进入工厂加工流程中。由于吸收单元操作的投资和运行费用相对较低,而吸附单元操作的投资和运行费用又与吸附和再生负荷密切相关,这种回收工艺整个装置的投资和运行费用就比较低。因此,在有合适吸收油的场合,这是一种最合理的中高浓度油气回收工艺,特别适合有吸收油条件的炼厂、煤化工等生产型企业的油气回收。
液化模块采用深冷单元操作,就是深冷+吸附/深冷,液化模块可以获得90%左右的单程回收率,也是一种效率较高的中高浓度油气回收工艺。但需要注意的是,原油、汽油、石脑油、凝析油等轻质油品油气中通常含有不等量的C2~C4等轻组分,只有将这些轻组分充分液化回收,尾气浓度才能做到mg级达标。如果不能将这些轻组分充分液化,它们会随不凝气进入分离模块,又从分离模块随浓缩气循环返回液化模块,导致内循环量加大,循环积累后,最终轻组分就可能从尾气中带出,导致尾气浓度超标。
尽管中高浓度油气从分离模块进入不是最合理的工艺选择,但现实中,国外油气回收工艺,最早,也是最普遍应用的油气回收工艺就是原料气从分离模块的吸附床进入,液化模块用产生油气的轻质油品自身做吸收油进行吸收的吸附法油气回收工艺,也就是吸附/吸收工艺。这应该也是一种无奈选择,因为用装车轻质油品做吸收油可以将回收的有机物“物归原主”地回归轻质油品,从回收油利用角度,这是最合理的。而当采用轻质油品做吸收油时,如果中高浓度油气从液化模块进入,也就是采用吸收+吸附/吸收工艺,原本尚不饱和的油气经过吸收后,转化为浓度更高的饱和的塔顶不凝气,反而更增大了分离模块的负荷,显然是不合理的。只是由于进入分离模块的油气浓度较高,吸附/吸收工艺的吸附单元操作的负荷较大,因而这种工艺的投资和能耗相对较高。当然,现有的2床1泵常规吸附法工艺多数情况下难以实现mg/Nm³级达标,在吸附剂选型、吸附动力学、吸附床结构、再生条件等方面都有进一步改进和提升的空间。但这不属于本文所指的工艺路线问题,而是吸附法工艺本身的问题。
来源:VOCs减排工作站
标签:   VOCs油气回收