《油气回收技术》PPT课件.ppt

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1、油气回收技术介绍,一、油气回收问题的提出1、油气挥发损失及其危害2、油气挥发损失分析3、做好油气回收工作意义重大二、国内外相关法律法规和要求三、国内外油气回收技术及其评价四、中国石油的油气回收工作现状五、关于油气回收系统建设的建议,内容提要,1、油气挥发损失及其危害,成品油由于含有大量的轻烃组分，具有很强的挥发性，同时由于受到工艺、技术及设备的限制，在原油装卸、组分油输转、成品油的储存、转运、灌装以及汽车加油等环节，为了维持储油容器的压力平衡而不得不排放大量的油气。引起油品蒸发的内因是油料的馏分组成，馏分组成愈轻,沸点愈低,蒸气压愈大，蒸发愈严重，蒸发损失愈大，对油料质量影响愈严重。因此在储存

2、和运输过程中溶剂汽油、航空汽油、车用汽油和轻质原油，容易造成蒸发损失，煤油、柴油的蒸发损失稍小，润滑油的蒸发损失可忽略不计。油品蒸发损失主要有两种途径，即：油罐的呼吸损失和轻质油品在装车过程中的损耗。,油罐的呼吸损失 油品储存在容器中，液体因分子本身的热运动和空气流动，从中逸出蒸气分子，逐渐扩散到液面空间，形成油蒸气层，聚积在容器内，直到一种饱和平衡状态。饱和油蒸气在两种情况下会逸出容器，散发到空气中。轻质油品在装车过程中的损耗 现在大多数火车装车已经用液下式工艺替代了喷溅式装车工艺，但由于没有采用密闭装车，装车过程中的油品蒸发损耗也是巨大的。根据荆门炼油厂和齐鲁石化胜利炼油厂浸没式大鹤管装车

3、技术鉴定报告，汽油的装车年均损耗量为每车20kg左右，损耗率为0.044%0.049%，装车时排出的气体中烃蒸气的质量浓度为0.138 kg/m30.323kg/m3；装车时的烃蒸气排放速率为120 kg/h 150kg/h。,(1)油气挥发损失的原因,一是汽油蒸发气会对环境产生污染。油气烟雾导致了中国较差的空气质量；二是威胁人类健康。被油蒸气污染的空气成为人类特别是操作工人的健康隐患，引发疾病；三是增加发生火灾和爆炸危险性。汽油挥发物极易造成爆炸；四是降低油品质量技术指标；五是增大了油量损耗和经济损失。,(2)油气挥发损失及其危害,油品从生产、储运、销售到使用全过程密闭都应密闭！,2、油气挥

4、发损失分析,总体上，散装液态石油产品损害标准（GB 11085-1989）规定，汽油通过铁路罐车、汽车罐车和油轮装车（船）的损耗率分别不得大于1.7、1.0和0.7。这意味着1 m3汽油通过铁路罐车、汽车罐车和油轮装车时，分别损失1.7L、1.0L和0.7L都是符合国家规定的。根据大庆石化分公司的统计，如果没有油气回收系统，给汽油一次火车装车的油品损失约占装车总量的1.49左右。据文献介绍，装车过程中汽油的平均挥发量为装车量的1.3。实际上汽油从炼油厂生产出来到最终的用户手中，一般要经过4次装卸，油品损失约占装车总量的6左右。,国内油气蒸发损耗现状,（1）加油站加油枪安装与不安装集气系统，油气

5、排放量的比较,从上表可以看出，加油站加油时汽车油箱口油气的自然挥发率达到0.220.38，而加油枪安装集气系统后可大大减少了加油站油气的挥发与排放。,油罐车卸油与不卸油时，加油站储油罐呼吸阀油气排放量比较,从上表可以看出，油罐车卸油时油气挥发率为0.34，约为不卸油油气排放量的1000倍。,安装二次油气回收系统，卸油与不卸油时呼吸阀油气排放量比较,加油站虽然安装了二次油气回收系统，但由于油罐车没有安装一次油气回收系统，在卸油时仍将呼吸阀顶开，大部分油气从呼吸阀排出。因此对加油站而言，仅仅安装二次油气回收系统是没有意义的。油罐车卸油时卸油台周围环境中油气排放浓度 现场对3个加油站的卸油台附近6个

6、点进行采样，油气排放浓度的平均值为2.31 g/m3，油气挥发率为3.0510-3。说明在密闭卸车的情况下，油气几乎没有挥发。,股份公司1.8万多座加油站，回收枪，约占10%,（2）油库某油库油罐进油与不收发油时，油气挥发量见下表。,当储油罐不进行收发油时，油罐进行小呼吸，油气排放量很小；当储油罐进油时，油罐进行大呼吸，油气挥发量增大。某油库铁路槽车装车时油气挥发量，见下表。,该油库火车槽车采用小鹤管液下敞口式装车，随着装车量的增加，油气挥放量亦随之增加。,典型油库公路发油上装式装车,丹麦公路发油底部密闭装车,股份公司油库600多座，基本没有回收系统。,（3）炼油厂,股份公司只有极少数炼油厂装

7、车栈桥安装了油气回收系统：大庆石化分公司炼油厂-2004年8月安装哈尔滨石化分公司-2006年4月安装,3、做好油气回收工作意义重大,（1）有利于环境保护,轻质油品在生产、储运、销售和使用过程中，由于受到工艺技术以及设备的限制，会产生大量的油气蒸汽。4次装卸：炼厂-油库油库-中转站中转站-加油站加油站-汽车,油气主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多属致癌物质，平均油气浓度在3001200g/m3。如果直接排入大气，会严重污染环境。,（1）有利于环境保护,散装液态石油产品损害标准（GB 11085-1989）规定，汽油通过铁路罐车、汽车罐车和油轮装车（船）的损耗率分别不得大于1.7、1

8、.0和0.7。,（2）有利于节约能源,2003年全国消耗汽油5000万吨，在运、转、销过程中至少排放2.8亿立方米油气，每立方米油气中至少含有1.2千克汽油，我国仅油气挥发一项造成的经济损失就高达13亿人民币；2004年我国因油气挥发造成的经济损失高达20亿人民币。以一个年加油量为6000吨的加油站为例，一年的油气挥发率为千分之六以上，即36吨汽油被白白挥发掉。,（3）有利于安全生产,高浓度的油蒸气空气混合气大量排入大气，留下重大的火灾隐患。消防规范将油气排放口、加油站周围半径4.25米、离地平高1.25米的范围划为一级爆炸危险区域，油气无控制排放更加大了火灾和爆炸的危险性。非常之小的火星能量

9、（0.22.5MJ）就能点燃油气，油气一旦着火就会以每秒2米的速度迅猛蔓延。一旦火灾形成又会释放大量热能，加速油气蒸发，随着油气浓度变化，燃烧和爆炸就交替出现。加油站火灾爆炸事故大多是从油气起火开始。油气回收的实施，减少了汽油在运输、装载过程中或加油站加油时可能导致的爆炸、燃烧等安全隐患。,在汽车加油加气站设计与施工规范中明确指出，如加油站安装油气回收系统设备，汽油罐及其通气管口的防火距离可以相应减少20%30%。,（4）有利于职工身心健康,油气主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多属致癌物质，会对人体造成一定的危害。油气被紫外线照射以后，会与空气中其他气体发生一系列光化学反应，形成毒

10、性更大的污染物，这对在加油站的操作人员的身体危害非常严重。实施油气回收，对在加油站和油库工作的员工的身体健康起到了保护作用。,一、油气回收问题的提出二、国内外相关法律法规和要求1、国家相关法律法规和有关要求2、地方相关法律法规和有关要求3、国外国家相关法律法规和有关要求三、国内外油气回收技术及其评价四、中国石油的油气回收工作现状五、关于油气回收系统建设的建议,内容提要,1、国家相关法律法规和有关要求（1）法律法规 中华人民共和国大气污染防治法中华人民和国环境保护法（2）排放标准大气污染物综合排放标准（GB 16297-1996）成品油批发、仓储企业经营管理技术规范(2005年征求意见稿)（3）

11、油品损耗标准 散装液态石油产品损害标准（GB 11085-1989）2、地方相关法律法规和有关要求DB11/2062003储油库油气排放控制和限值DB11/2072003油罐车油气排放控制和检测规范DB11/2082003加油站油气排放控制和限值,3、国外发达国家相关法律法规和有关要求欧洲、北美等一些发达国家在要求成品油库、加油站安装油气回收系统的同时，对经过油气回收系统处理后外排的废气制订了严格的排放标准。1993年，欧共体要求非甲烷总烃允许排放标准为35 g/Nm3。2002年，德国提出非甲烷总烃允许排放标准为150 mg/Nm3。丹麦也开始执行150mg/Nm3的非甲烷总烃允许排放标准。

12、2002年后，德国又提出了更加严格的排放标准，包含甲烷，总烃允许排放量为50 mg/Nm3。1994年美国制订的联邦法规59 FR64318规定：每输送或收发1L汽油时，各种设备（包括油气回收装置）排放出的尾气中含烃量不大于10mg。,一、油气回收问题的提出二、国内外相关法律法规和要求三、国内外油气回收技术及其评价1、国内外油气回收技术介绍2、国内外油气回收技术评价分析四、中国石油的油气回收工作现状五、关于油气回收系统建设的建议,内容提要,（一）国内外油气回收技术介绍油气回收系统包括两部分，即：油气收集系统和油气分离回收系统。大家通常所说的油气回收技术是指完成油气分离达到回收目的的技术。从原理

13、上来说，目前常用的油气与空气的分离回收方法有4种：（1）吸收法油气回收；（2）冷凝法油气回收；（3）吸附法油气回收；（4）膜分离法油气回收。另外有些还含有压缩过程或几种方法的综合利用。,1、吸收法油气回收技术 国内外应用的吸收法油气回收技术有两种，即常压常温吸收法和常压冷却（低温）吸收法。（1）常压常温吸收法 常压常温下，在吸收塔内利用吸收剂与油品储运系统排放出来的油气空气混合气接触而回收或除去其中油气的一种方法。（2）常压冷却（低温）吸收法 由于冷液体的分压远低于油气蒸气的分压，且液体的质量较蒸气重，故大部分的易挥发有机化合物蒸气不能保持气相，易被吸收到液相中。,2、冷凝法油气回收技术 冷凝

14、法的基本原理是当冷凝气的温度低于其露点温度时将发生冷凝。由于易挥发性有机化合物的露点温度高于空气的露点温度，故当对油气蒸气和空气的混合物进行冷凝时，大部分的油气蒸气会被冷凝成液态而空气则可以通过通风口被排出，从而达到分离的目的。这种方法的优点是操作安全可靠，回收的烃类液体不含杂质；缺点是投资高、操作费用高。此项技术美国运用较多，在国内应用的实例有中石化引进的DEC-900直接冷凝法油气回收装置，该装置安装在其所属华北分公司。冷凝油气回收装置回收效果好，但多为进口设备，价格昂贵、操作成木高。国产设备要达到工业化应用程度成本太高，因此在国内得到社会化推广困难较大。,3、吸附法油气回收技术 吸附分离

15、过程是利用混合物中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差别，即在吸附剂与流体相间分配不同的性质，使混合物中难吸附与易吸附组分实现分离。它的特点是合适的吸附剂对各组分的吸附有很高的选择性。吸附分离技术己在各行业得到广泛的应用和发展，并也成为一项重要的气体分离技术。用于油气分离的吸附剂除一般要求外，还应具有压降小、比热容及导热系数大、劣化度小、使用寿命长等特点。活性炭适宜作为油气吸附首选吸附剂。由于用“水蒸气脱附+干燥”工艺将带来许多问题，所以近年在欧洲和北美将此技术发展为“活性炭真空再生吸附法”，利用真空解吸辅以微量热处理进行深度脱附，以获得更好的解吸再生效果又降低操作费用和能耗。,（1）活性炭真空再

16、生吸附法的工艺流程 整套装置包括三个主要单元：变压吸附单元（即：吸附再生单元）、分离罐和真空泵。,图 活性炭真空再生吸附法模型图,图 活性炭真空再生吸附法工艺流程示意图,（2）活性炭真空再生吸附法在现场应用情况 活性炭真空再生吸附法油气回收技术在欧洲和北美广泛应用。目前大连石化分公司已经采用该技术；中石化大兴油库采用的是该技术。,图 瑞典格登堡海湾Shell公司活性炭真空再生吸附法油气回收装置,4、膜分离法油气回收技术 膜分离技术的基本原理是利用了高分子膜对油气的优先透过性的特点，让油气/空气的混合气在一定的压差推动下经膜的“过滤作用”使混合气中的油气优先透过膜得以“脱除”回收，而空气则被选择

17、性的截留。,图 膜技术实现油气/空气分离的原理,膜法1988年开始使用，至今全球已经安装150多套。通过单一的膜法分离处理排放的废气中非甲烷总烃可以达到35-5g/Nm3。在我国，膜技术用于油气回收起步较晚。,图 德国BORSIG公司膜组件结构图,5、组合工艺油气回收技术 随着全球环保意识的增强，各国对油气回收装置尾气排放要求也越来越严，单一的一种油气回收技术和工艺，逐渐显露出其缺点。目前大多数在原有的活性碳再生吸附法油气回收装置前增加膜分离工艺。能够达到150mg/Nm3牌坊标准。该工艺由三部分组成：第一部分为液环压缩机与吸收塔构成传统的压缩/冷凝、吸收工艺；第二部分为膜分离工艺；第三部分是

18、变压吸附（PSA）工艺。,图 膜法+活性炭真空再生吸附法油气回收工艺流程示意图,成品油油气回收系统性能评估表（加油站）,（二）国内外油气回收技术评价分析 1、油气回收技术的评价指标和评价方法,成品油油气回收系统性能评估表（油库）,成品油油气回收系统性能评估表（油库）,成品油油气回收技术的评价指标研讨会,2、油气回收技术和工艺的初步评估分析,表 几种常见油气分离方法的特性评估结果表,一、油气回收问题的提出二、国内外相关法律法规和要求三、国内外油气回收技术及其评价四、中国石油的油气回收工作现状1、欧、美等发达国家油气回收技术应用现状2、国内其他公司成品油油气回收现状3、中国石油股份公司成品油油气回

19、收现状五、关于油气回收系统建设的建议,内容提要,1、欧、美等发达国家成品油油气回收现状 对成品油油气回收一般包括两个阶段。第一阶段是指把从炼油厂栈桥到油品配送中心，再从油品配送中心到加油站储油罐这个环节挥发的油气回收；第二阶段是指把从加油站储油罐通过加油机给汽车等交通工具加油过程产生的油气回收。其中，第一阶段是关键阶段，是油气回收重点考虑的单元，欧洲的经验是通过第一阶段，1.5的油气能够被回收回来。第二阶段，油气回收量低，泰国、马来西亚要求新建的加油站必须回收。西方发达国家早在70年代就已经生产出油气回收装置。这些国家对烃类气体的排放都有严格的法规。目前，欧洲、北美等一些发达国家对第一阶段和第

20、二阶段产生的油气都要求进行回收。,2、国内其他公司成品油油气回收现状 20世纪80年代初在长岭炼油厂研制成功利用轻柴油作吸收剂的汽油装车油气回收装置。20世纪80年代中期，中国石化先后从美国、日本引进三套不同类型的回收装置（吸附回收装置、吸收回收装置及冷凝回收装置），分别在天津、上海和太原的油库使用，其目的在于通过对国外设备的引进、消化和吸收，设计制造出更经济通用、切实可行的国产化回收装置以满足我国国情的需要。“八五“期间，中国石化就将研制油气回收装置列入了科研计划，在“九五”、“十五”科技计划及2015年科技规划中又非常明确地强调这一点。中国石化还明确地将储运油品损耗列入公司企业管理的四大损

21、耗之一而加以治理。,3、股份公司成品油油气回收现状 在现有装卸加油系统中，从油库进油到给汽车油箱加油，共有四次油气排放。分别是：（1）成品油入油库时第一次油气排放；（2）成品油出库给油罐车注油时第二次排放油气；（3）油罐车给加油站地下油罐注油时第三次排放油气；（4）加油机给汽车油箱加油时第四次排放油气。油气回收系统包括油气收集系统及油气分离回收系统两部分。炼油厂、油库、加油站、油码头等挥发排放的油气和空气混合气先通过油气收集系统引导到油气分离回收系统。油气和空气混合气在油气分离回收系统内加以分离，完成真正意义上的油气回收。,股份公司成品油油气回收示范工程技术方案审查会,上图3 油气收集环节示意

22、图 下图4 油气分离回收系统示意图,（1）炼油厂概述 股份公司现有26家炼油企业，2006年加工原油78500万桶。目前，26家炼油企业中，只有大庆石化、哈尔滨石化两家在成品油装车栈桥安装了油气回收系统；大连石化、宁夏炼化和青海油田格尔木炼油厂3家正在成品油装车栈桥安装油气回收系统。股份公司在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内情况 股份公司在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内的炼油企业共2家，即：华北石化分公司和大港石化分公司。华北石化分公司原油加工能力为350万吨/年；大港石化分公司原油加工能力为500万吨/年。,（2）成品油油库概述 股份公司现有成品油油库700多座，目前油库的汽油

23、储油罐全部采用浮顶罐，但目前没有上油气回收系统的油库，成都的104油库作为股份公司油气回收试点单位，正在安装油气回收系统（是溶剂吸收技术），计划2007年6月前建成投用。股份公司在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内情况 股份公司在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内的成品油油库23座，即：华北石化分公司2座，大港石化分公司2座，华北销售分公司19座油库（其中资产型14座）。目前这23座油库都没有针对油气挥发安装成品油油气回收系统。,（3）加油站概述 股份公司现有加油站18207座，其中资产型16906座。据统计安装加油枪集气系统的加油站约占1%，安装油气分离回收系统的加油站只有上海灵广、

24、上中和乐都3个加油站。股份公司在北京、天津及河北城市的城市规划区内情况 股份公司在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内的加油站共有1201座（资产型800座），其中：北京市148座（资产型48座），天津市164座（资产型130座），河北省889座（资产型622座）。,（4）成品油配送车辆 目前成品油配送的车辆包括火车槽车和油罐车，配送车辆资产已经转移，不归股份公司。装车工艺目前装车工艺大多采用顶部敞开的液下式。华东上海销售分公司在汇龙油库和海滨油库采用了下装式装车工艺实现密闭发油，杜绝喷溅式装油，有效降低油品的挥发，减少油品损耗，提高油库发油的安全性。卸油工艺目前油罐车卸油均采用下装式密闭卸

25、油，大多数采用卸油时把加油站地下储罐中的油气通过专用接头连接至平台油气回收管，然后通过阻火器高空排放大气。北京销售分公司改进了卸油工艺，在油罐车底部增加一路油气回路管线，密闭卸油时，同时把加油站地下储罐中的油气回到油罐车中，避免油气在加油站现场排放。,4、目前在油气回收系统建设方面存在的问题（1）油品运输的各个环节大多没有安装油气回收系统。（2）大多数企业对油气回收系统的认识不科学。（3）油气收集系统不能保证密闭集气。（4）针对加油站、油库油气回收处理技术的应用、设计规范的条款不健全。（5）针对加油站、油库的油气回收处理技术在实际运行中，没有较完善的安全操作规程等技术文件。,一、油气回收问题的

26、提出二、国内外相关法律法规和要求三、国内外油气回收技术及其评价四、中国石油的油气回收工作现状五、关于油气回收系统建设的建议1、两点认识2、五点建议3、初步规划设想（建议）,内容提要,1、两点认识：成品油油气回收工作既是国家法律法规的要求，也是中国石油安全、节能、环保、健康工作的需要，同时也是股份公司“奉献能源，创造和谐”企业宗旨的具体体现。油气回收技术应用工作是一项系统工程，为避免走弯路，必须依靠科技进步，吸收国内外在油气回收技术应用方面的经验，做好技术评估和工程示范，需要整体规划、分步进行推广实施。,五、关于油气回收系统建设的建议,为了北京2008年奥运会的顺利召开，国家环保总局要求：200

27、8年5月1日前，要完成北京、天津以及河北设市城市的城市规划区内全部加油站、油库、成品油配送车辆油气回收系统的建设。今年1月5日在股份公司质量安全环保工作例会上，廖永远副总经理专门强调节能和环保工作。特别指出2007年一定要突出重点，尤其是为了保证2008年北京奥运会举办成功，北京市和周边城市进行环境污染治理任务十分繁重，对中国石油也提出了更高要求，我们需要承担三大任务：一是生产的成品油质量要符合北京市的有关要求，管理层已经做出安排，要加紧推进；二是油库和加油站的油气回收工作要加快实施，总裁办公会已经做了安排和部署，一次投入9个多亿进行治理；三是北京市进行用能结构调整，中国石油要保证北京市的天然

28、气供应，在天然气供应方面还要加大力度。,国家和股份公司要求：,2、五点建议：要统一规划，分步实施。成品油油气回收工作已列为股份公司“十一五”期间重点推广项目，要抓紧研究制订油气回收系统建设总体规划与分步实施方案。要搞好技术评估，组织好示范工程。在油气回收技术的选择上，要坚持“先进、实用、经济、可靠”的原则。要研究制订配套的技术规范和管理制度。要加强技术系统的跟踪监测和评估。,3、初步规划设想（建议）：（1）基本原则：（1）整体规划、分步实施、稳步推进；（2）整合资源、系统设计、分级施策；（3）以标准为尺、以安全为纲、以业绩为考、兼顾效益。（2）工作目标总体目标：到2010年1月1日，股份公司全

29、部加油站的加油枪安装集气系统；油库建设完整的油气回收系统，包括油气收集系统和油气分离回收系统；要求成品油配送油罐车全部实现底部密闭装油和卸油，要求成品油配送火车槽车全部实现密闭装油和卸油。实现成品油储存销售的各个环节全密闭。具体目标：2008年5月1日前，完成北京、天津以及河北设市城市的城市规划区内的加油站、油库、成品油配送车辆油气回收系统建设。2010年1月1日，完成其他城市的加油站、油库、成品油配送车辆油气回收系统建设。,（3）实施方案（建议）基本情况 股份公司现有加油站18207座，其中资产型16906座。据统计安装油气收集系统的加油站约占1%，安装油气分离回收系统的加油站只有上海灵广、

30、上中和乐都3个加油站；成品油油库700多座，都没有安装油气回收系统。在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内的加油站共有1201座（资产型800座），其中：北京市148座（资产型48座，21座加油站已经安装油气收集系统，但个别需要改造），天津市164座（资产型130座），河北省889座（资产型622座）。在北京、天津及河北设市城市的城市规划区内的成品油油库23座，即：华北石化分公司2座，大港石化分公司2座，华北销售分公司19座油库（其中资产型14座）。目前这23座油库都没有针对油气挥发安装成品油油气回收系统。,北京、天津及河北设市城市的城市规划区内实施方案炼油厂油气回收项目（2个炼油厂的4个项目）成品油库油气回收项目（17座油库）加油站油气回收项目（包括成品油接卸和加油枪加油）方案一：“分散收集、集中处理”（计划改造1201座）。方案二：“分散收集、后端处理+集中处理”（计划改造1201座）。其他城市实施方案成品油库油气回收项目（700座油库）加油站油气回收项目（包括成品油接卸和加油枪加油，18000座）方案一：“分散收集、集中处理”方案二：“分散收集、集中处理+现场处理”,谢谢大家！,介绍完毕,