油气的膜处理相关技术的分析

2016-11-30晨姚洪齐常州中源工程技术有限公司江苏常州36常州光辉生物科技有限公司江苏常州37

中国新技术新产品 2016年13期

徐晨姚洪齐（.常州中源工程技术有限公司，江苏常州 36；.常州光辉生物科技有限公司，江苏常州 37）

油气的膜处理相关技术的分析

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（1.常州中源工程技术有限公司，江苏常州 213126；2.常州光辉生物科技有限公司，江苏常州 213127）

摘要：伴随着我国石油领域的不断发展以及创新，我国的石油生产以及相应的产量也在不断地上升。在我国的化工原油领域中膜处理技术正在不断地扩大应用中。本文主要针对油气生产过程中的膜处理技术的主要内容进行了分析以及阐述，希望通过本文的论述以及分析能够为我国的膜处理技术在我国化工原油领域中的发展以及创新，同时也为我国的石油领域的发展以及创新贡献力量。

关键词：膜处理技术；油气分离；应用研究

我国的油气主要指的是在原油存储过程中以及原油装卸过程中产生的一种挥发性的原油气体。这些挥发性的气体含有很多对人体具有伤害的气体，例如含有大量的丁烷；大量的戊烷；二甲苯以及乙基笨等有机气体。因此在码头，油库以及炼油厂中进行装卸的过程中会产生很多的油气，这些挥发性的油气一旦暴露在空气中就会对人类造成很严重的伤害，同时对我国的环境也是一种危害，最主要的是能够在最大程度上对原油的品质造成困扰，造成不可挽回的经济损失。近些年我国在环保问题上不断地给予重视，同时还在提倡节能减排，因此我国的原油在装卸以及运输过程中的有机气体挥发问题已经受到了越来越多的关注和重视。在我国的化工生产领域现阶段应用最为广泛的处理这一问题的技术就是膜处理技术。膜处理技术能够有效地对挥发的有机气体进行必要的回收以及分离，膜处理技术的应用在很大程度上提升了油气的回收率，同时也就降低了化工企业的油气运营成本，以及投入。本文主要是通过国内外对于挥发性原油的处理办法以及相应的应用实例阐述，来介绍膜处理技术在原油领域的应用以及取得的成就，同时通过阐述也在一些问题上给予相应的建议。

1. 简要叙述现阶段对于油气处理的相应内容

关于现阶段对于油气处理的相应内容的阐述以及分析，本文主要从两个方面进行分析。第一个方面是国外对于油气膜处理技术的发展。第两个方面是国内对于油气膜处理技术的发展。下面进行详细地分析以及论述。

1.1 简述国外对于油气膜处理技术的发展

在20世纪70年代，美国的有些企业就实行了油气回收措施来清洁空气。伴随着现在人们对于环保意识的不断增强，世界上很多的国家都在效仿美国实行环保标准的制定。因此从九十年代起，国外很多的国家都在大范围地应用油气回收来保护环境，同时还在不断地创新油气回收方法。最主要的有3种油气回收方法。第一个是活性炭吸附方法；第二种是吸收法；第三种是冷凝法。根据不同法油气回收方法设计了不同的回收装置。油气的膜处理技术在八十年代初发明出来，同时推向市场。在那个时期，膜处理技术的主要应用国家还仅仅局限在欧美等发达国家。但是全世界范围内的第一台油气膜处理回收装置是日本在1988年设计研发的。现在为止，世界范围内已经有近200套油气膜处理设备在运转之中。特别是在加油站的油气处理过程中，膜处理技术的优势更加明显。

1.2 简述国内对于油气膜处理技术的发展

在二十世纪八九十年代，我们也开始逐渐的重视油气回收问题，在世界先进国家中引进了先进的油气处理技术以及装置。伴随着石油化工行业越来越多地受到来自世界的冲击，因此我国政府在强大的经济压力下，推行了一系列措施来保护环境，抑制挥发性气体对我国环境的污染。我国的环保单位不断地完善以及制定相关的法律法规，要求我国的油库，石化企业以及加油站都要采用相应的膜处理技术来进行油气的进一步回收，保护环境。我国的膜处理技术引入我国相对较晚，真正意义上的完整的膜处理油气回收技术以及装置是在2003年开始引进的。我国的上海一家加油站以及中石油一家炼油厂才开始引进并且制作了最新的膜处理油气回收技术以及装置。在投入运行过程中，自爱很多方面取得了非常可喜的成绩以及效果，不断地推动我国的膜处理技术的发展以及应用。因此膜处理技术在我国的实际应用以及推广是在20世纪初期，但是膜处理技术对我国的相关化工行业的帮助还是非常巨大的，需要进一步给予推广。

2. 简要叙述油气膜处理技术的主要内容

2.1 简述膜处理技术在油气处理过程中应用的技术原理

关于膜处理技术在油气处理过程中应用的技术原理的论述以及分析，本文主要从两个方面进行分析。第一个方面是膜处理技术中的扩散原理——使用致密膜进行的气体溶解。第二个方面是膜处理技术中的多孔膜透气原理。下面进行详细论述以及分析。

2.1.1 原理一：膜处理技术中的扩散原理——使用致密膜进行的气体溶解

在石化行业中，膜处理的相关技术能够使油品在蒸发以及排放过程中产生的混合油气有效地进行回收，这一过程最关键的一步就是要将混合油气有效的和空气进行分离。然后将油气进一步进行收集，变成液化石油气。膜处理技术的主要应用原理就是根据不同的油气穿膜速度来实现不同种类油气的分离。在油气分离的过程中使用的膜不同就导致了油气穿膜的速度以及形式都不同。在膜处理油气分离过程中有3个步骤，下面进行详细的介绍。

①简述气体扩散原理中的油气吸着过程

在油气分离的过程中，所有的油气都会被吸附到膜的侧表面，然后再进行相应的一系列吸附过程；凝聚过程以及溶解过程。

②简述气体扩散原理中的油气扩散过程

在油气的扩散过程中，我们参照不同气体的不同压力以及不同浓度，参照相应的扩散系数进行膜扩散。

③简述气体扩散原理中的油气解吸过程

在油气解吸的过程中，扩散到膜另一面的油气会逐渐被解吸以及剥离。油气在膜的表面都会出现吸着以及解吸的过程，这两个过程经过一定的时间能够形成平衡。但是油气在致密膜的内部会出现扩散速度慢的问题，因此我们在这一过程中要对油气的透膜速度给予一定的控制，这是非常重要的一个环节。

2.1.2 原理二：膜处理技术中的多孔膜透气原理

①当多孔膜的孔径和透过有机气体分子的行程相比较过大时，这种多孔膜的扩散是一种非常常见的有机气体扩散，优点就是渗透能力非常好。

②当多孔膜的孔径和透过有机气体分子的行程相比较过小时，这种多孔膜就会出现难以扩散的难凝性的有机气体分子，这些难凝性的有机气体会通过knudsen渠道进行扩散。

③当挥发性的有机气体分子在多空介质中被吸附时，有机气体分子会在多孔膜的表面进行扩散。

④当毛细管出现冷凝的时候，这个时候我们可以认为是可凝性气体在多孔膜中出现了毛细管的冷凝作用，能够进行多层吸附，这样能够有效地减少甚至消除有机气体的相对流动。这种情况下，我们会在多孔膜的压力作用下，取得非常好的渗透率以及较好的分离度。

3. 简要叙述油气膜处理回收装置的主要工艺流程

在膜技术油气回收系统中的油气，在经过液环压缩机加压至操作压力后，用液体贫油对液环式压缩机进行密封，从而形成一个非接触的密封环用以抵消由压缩气体所产生的热量。经过压缩后的气体会与环液一起进入喷淋塔的中部。喷淋塔可将压缩气体与环液进行分离。

贫油泵在将贫油输送到稳定塔的顶部和液环压缩机中后，油气在塔内可由下而上进入填料层与喷淋的液态汽油进行对流接触，从而将油气吸收。吸收了油气的液态汽油由富油泵再次输送至油品储罐，剩下的较低浓度的油气则进入膜分离器。膜分离器是由一套并联安装在管路上的膜组件组成的。真空泵刻在膜的一侧产生真空，这样可以更加有效地提高膜分离的效率。