膜分离+PSA变压吸附油气回收技术应用

膜分离+PSA变压吸附油气回收技术应用

贾昆玉

中国石油化工股份有限公司洛阳分石化，河南省洛阳市471012

摘要：企业原有的油气回收装置废气排放指标已不能满足国家新标准，因此对原有油气回收装置进行了升级改造。在装置原有膜分离技术工艺基础上增加了变压吸附（PSA）技术工艺，通过实现膜分离+PSA复合工艺油气回收技术工艺满足国家最新的废气排放标准。

关键词：油气回收；复合工艺；吸附油气

1 企业油气回收装置现状

   近年随着国家对排放气体中非甲烷总烃含量的要求越来越严，原三苯及轻油油气回收装置设计排放指标非甲烷总烃含量≦25g/m³已经远远不能满足新的国家标准《石油炼制排放标准》（GB31570-2015）中的要求，新标准中非甲烷总烃排放量提高到120mg/m³,苯由原来的12mg/m³提高到4mg/m³，为满足现执行的排放标准，在保证原有三苯及轻油油气回收装置运行正常的基础上进行升级改造，在装置原有膜分离技术工艺基础上增加了变压吸附（PSA）技术，通过实现膜分离+PSA复合工艺油气回收技术满足国家最新的废气排放标准。

   2 膜分离法油气回收工艺技术

膜法分离技术的基本原理是利用高分子膜对油气的优先通透性的特点，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通过膜得以脱除回收，而空气则被选择性的截留。公司两套膜分离法油气回收装置采用德国工艺技术与德国BORSIG膜相结合。工艺流程采用传统的压缩/冷凝、吸收工艺技术为辅，以膜分离技术为主的工艺组合。首先柴油吸收进行粗吸收，经冷凝压缩的油气在塔内由下向上流经填料层与自上而下喷淋的柴油对流接触，柴油吸收掉大部分油气; 其次剩余浓度较低的油气经塔顶流出后进入膜分离器，进行膜分离技术的精过滤；最后为提高膜分离的效率，在渗透侧使用经改装的真空泵产生真空，膜分离器将油气分成两股—含有少量烃类的截留物流和富集烃类的渗透物流。渗透物流经真空泵输送至油气入口，进行再次循环吸收；净化后满足排放标准的截留物中烃类、苯等尾气直接排入大气。

3 膜分离+PSA复合工艺油气回收工艺技术

膜分离+PSA复合工艺油气回收工艺由三部分组成：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；第三部分是变压吸附（PSA）工艺。即在原装置的基础上增加变压吸附（PSA）单元），利用膜分离+PSA复合工艺油气回收技术增加油气的吸收率。变压吸附单元有两组吸附罐( A－C罐为Ⅰ组，B－D罐为Ⅱ组)，每组吸附罐由一个(A罐、B罐)和一个(C罐、D罐)串联在一起，两组吸附罐采用并联安装。

气体经过变压吸附罐时，吸附与解吸过程是同时进行的，即一组吸附罐进行吸附过程的同时另一组吸附罐进行解吸过程，两组吸附罐吸附与解吸过程交替完成，每组吸附罐先后经过增压—吸附—泄压—抽真空—反冲洗过程。从膜分离器出来的截留物流经过Ⅰ组吸附罐进行吸附过程之前首先打开PCV6190a→H2 进行增压，压力达到设定值( PT6195＞H1) 后进入吸附过程，绝大部分油气被吸附，未被吸附的气体直接排放至大气，油气浓度≤120mg/m3;Ⅰ组吸附罐进入吸附过程的同时Ⅱ组吸附罐进入解吸过程，解吸过程首先是进行泄压，Ⅱ组吸附罐压力泄压至设定值(PT6195＜L1) 后打开PCV6197 抽真空，抽真空一定时间后打开PCV6190b→H1引入排放空气进行反冲洗解吸，解吸出的油气经真空泵循环至膜法回收系统入口，与收集的油气/空气混合物及经过膜分离起的渗透物流相混合，进行上述循环，解吸时间达到设定值后打开PCV6190b→H2 给Ⅱ组吸附罐进行增压，增压后同样进入吸附过程( 此时Ⅰ组吸附罐进入解吸过程，即泄压—抽真空—反冲洗过程)，循环往复。

4 应用过程中出现的问题与解决措施

4.1应用过程中出现的问题

该套油气回收工艺是采用催化柴油作为吸收剂，从实际运行情况来看，催化柴油含水率较高，经过吸收塔喷淋后进入膜组件和PSA吸附罐内的气体带有明水，这对高分子膜和PSA吸附剂具有致命性的损伤。另外夏季高温时段，吸收剂温度较高，装置运行时间不到一个小时就会温度联锁停机。

   4.2 解决措施

投用T01.T02储罐，将463#线吸收剂（柴油）先储存在罐中，静置后脱水，将脱水后的吸收剂供油气回收装置使用。吸收塔后增加除液聚结过滤器，确保无明水进入到膜组件和PSA吸附罐。催化柴油出装置温度尽可能按照≯35℃控制，硫磺回收装置试运制冷机，确保能够正常运行，在催化柴油装置温度不能够满足油气回收装置需求时，启动制冷机降低催化柴油温度至≯35℃。催化柴油流程确定为：二催化柴油→硫磺回收低温柴油吸收单元→油气回收装置→13#罐区催化柴油罐，不再直供柴油加氢装置。调整PID仪表参数，使系统参数平衡。调整进液泵调节阀LCV6042.排液泵调节阀PCV6033开度，保证吸收塔工作液位控制在30%～70%之间。定期对真空泵油路进行清理疏通。对润滑油量进行检查，发现润滑油少及时添加。定期对润滑油进行更换清洗，确保润滑油质量。

5实施效果

改造完成后油气回收装置一段工艺进行了标定，进行采样分析，主要考察了装置的处理能力、分离能力，达到了排放标准。

参考文献

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