УДК 66

Анализ эффективности методов рекуперации паров на нефтебазах

Малышев Илья Игоревич – студент факультета нефтегазового дела Дальневосточного федерального университета.

Аннотация: Данная научная статья посвящена исследованию и анализу методов рекуперации паров на нефтебазах с целью оптимизации энергопотребления и снижения воздействия на окружающую среду. В контексте современных вызовов устойчивого развития и энергоэффективности, авторы рассматривают разнообразные технологии и инженерные решения, предназначенные для эффективного использования тепловой энергии, выделяемой в нефтяных технологических процессах. Детальное рассмотрение различных методов рекуперации паров, таких как теплообменные установки, комбинированные системы и инновационные технологии, представлено с учетом их экономической эффективности и воздействия на окружающую среду.

Ключевые слова: потери нефтепродуктов, рекуперация, экологичность, ресурсосбережение, улавливание.

В современном контексте стремительного развития промышленных технологий и повышенного внимания к вопросам устойчивого развития, эффективного использования энергоресурсов и сокращения воздействия на окружающую среду. При хранении нефти и нефтепродуктов ежегодно в атмосферу выбрасывается огромное количество паров углеводородов, которые являются важным фактором экологического вреда. Также выбросы приводят к потери нефтепродуктов, и повышают уровень загазованности на нефтебазе. Внедрение инновационных технологий становится неотъемлемым фактором для повышения конкурентоспособности и ответственности предприятий. В данном контексте, установки рекуперации паров приобретают особую актуальность, представляя собой технологическое решение, которое совмещает в себе экологичность и экономичность. Это важное направление исследований нацелено на минимизацию негативного воздействия нефтепродуктов на окружающую среду и, следовательно, способствует улучшению качества экосистем.

Компрессионная УРП

Установка включает в себя компрессорные блоки, спроектированные для сжатия паровоздушных смесей с последующим охлаждением и конденсацией целевых углеводородных компонентов. Процесс компрессии обеспечивает повышение давления и температуры газов, что способствует конденсации легких углеводородов. Этот улучшенный метод рекуперации паров позволяет эффективно извлекать ценные компоненты из паровоздушных смесей, восстанавливая их в жидкую фазу для последующего использования.

Преимущества данной установки включают в себя высокий коэффициент рекуперации, энергоэффективность и снижение выбросов в атмосферу. Несмотря на достоинства установки рекуперации паров, использующие компрессионный способ, она также имеют некоторые минусы и особенности, а также требуют точной оценки их экономической эффективности в рамках определенного предприятия. Процесс компрессии требует значительных энергетических затрат. Это может снизить общую эффективность установки и привести к дополнительным экологическим и экономическим нагрузкам, связанным с производством электроэнергии. Поэтому данный способ рекуперации подходит для нефтебаз с большим грузооборотом.

Криогенная УРП

Криогенная установка рекуперации паров представляет собой технологическую систему, основанную на использовании низких температур для эффективного сбора и восстановления паровоздушных смесей, образующихся в процессе слива и налива на нефтебазах. Этот метод рекуперации применяет принципы криогенной конденсации для выделения и конденсации ценных углеводородных компонентов из паровоздушных смесей, что способствует минимизации выбросов в атмосферу и уменьшению потерь продукции.

Основные компоненты криогенной установки включают систему холодильного цикла, обеспечивающую низкие температуры, и криогенные конденсаторы для извлечения и конденсации паров углеводородов. Процесс начинается с компрессии паровоздушной смеси, после чего происходит ее охлаждение до криогенных температур, что приводит к конденсации летучих углеводородов. Затем извлеченные компоненты могут быть собраны и переработаны для дальнейшего использования. Данная технология позволяет высокой степени очистки до 99%.

Одним из основных недостатков данной установки является работа с криогенными технологиями, требующая высокотехнологичного оборудования и высоких инвестиций в инфраструктуру, включая системы хранения и обработки криогенных сред. Также стоит учитывать постоянные затраты на хладогент.

Установка данного типа обладает высокой энергоэфетктивностью, но с учетом в постоянной потребности в азоте, она несколько снижается.

Абсорбционная УРП

Абсорбционная установка рекуперации паров представляет из себя сложную систему, разработанную для эффективного извлечения и восстановления паровоздушных смесей, возникающих в процессе технологических операций на нефтебазах. Основной принцип функционирования данной установки базируется на процессе абсорбции, в рамках которого летучие углеводороды поглощаются специализированными абсорбционными растворами.

Система абсорбционной установки включает в себя несколько ключевых компонентов, таких как абсорбер, где происходит контакт паровоздушной смеси с абсорбционным раствором, регенератор, отвечающий за извлечение углеводородов из раствора, и теплообменные устройства, направленные на оптимизацию энергопотребления.

Процесс работы абсорбционной установки начинается с абсорбции, где паровоздушная смесь, содержащая летучие углеводороды, проходит через абсорбер, взаимодействуя с абсорбционным раствором. Насыщенный раствор направляется в регенератор, где поддается термической обработке для выделения углеводородов. Этот процесс позволяет восстановить абсорбционный раствор для повторного использования в абсорбере.

Преимущества абсорбционной установки включают в себя высокую эффективность рекуперации паров, минимизацию воздействия на окружающую среду, а также универсальность в работе с различными углеводородами. Вместе с тем, данная технология также имеет некоторые недостатки, такие как энергозатраты в процессе регенерации и техническая сложность.

Исследования в области абсорбционных установок направлены на оптимизацию их работы, повышение экологической и экономической эффективности, а также расширение области применения для различных промышленных секторов.

Адсорбционная УРП

Адсорбционная установка рекуперации паров представляет собой технологическую систему, целью которой является снижение потерь летучих углеводородов при хранении и транспортировке нефтепродуктов. Принцип работы установки основан на использовании адсорбентов, способных адсорбировать углеводороды из паровоздушных смесей.

Основные компоненты установки включают адсорбер, где происходит адсорбция углеводородов, и регенератор, предназначенный для восстановления адсорбента путем выделения адсорбированных компонентов. Процесс включает в себя циклическую работу между адсорбцией и регенерацией, обеспечивая непрерывную возможность использования адсорбента.

Эффективность адсорбционной установки зависит от выбора подходящего адсорбента, оптимизации параметров процесса и совершенствования конструкции адсорбера и регенератора. Внедрение таких систем в промышленность может способствовать сокращению выбросов углеводородов в атмосферу, снижению экологического воздействия и оптимизации производственных процессов.

Комбинированная УРП

Комбинированная установка рекуперации паров представляет собой инновационное решение, объединяющее различные методы и технологии для максимальной эффективности в извлечении и восстановлении паровоздушных смесей, возникающих при технологических операциях на нефтебазах. Эта установка интегрирует в себя как адсорбционные, так и абсорбционные принципы, а также возможно другие методы рекуперации, с целью оптимизации процесса и улучшения результативности.

Ключевые компоненты комбинированной установки могут включать в себя адсорберы для адсорбции летучих углеводородов, абсорберы для поглощения углеводородов абсорбционными растворами, регенераторы для восстановления адсорбентов и абсорбционных растворов, а также другие модули, такие как теплообменники и фильтры.

Процесс работы комбинированной установки начинается с пропускания паровоздушной смеси через адсорбер, где адсорбенты улавливают углеводороды. Затем она может проходить через абсорбер, где абсорбционные растворы поглощают оставшиеся компоненты. После этого происходит регенерация адсорбентов и абсорбционных растворов с последующим повторным использованием в цикле рекуперации.

Такой комбинированный подход позволяет синергетически использовать преимущества различных методов рекуперации, обеспечивая высокую эффективность извлечения углеводородов и минимизацию потерь. Оптимизация такой установки может включать в себя подбор оптимальных адсорбентов, оптимизацию параметров процесса и интеграцию дополнительных модулей для максимального использования энергии и ресурсов. Такая комбинированная установка представляет собой перспективное направление в области технологий рекуперации паров, обеспечивая эффективное и экологически устойчивое решение для промышленных процессов.

Результаты и обсуждения

Проведенный анализ включал в себя оценку эффективности различных технологических методов, используемых для снижения потерь летучих углеводородов на нефтебазах. В исследовании рассмотрены адсорбционные, абсорбционные и комбинированные установки рекуперации паров. Были проанализированы плюсы и минусы каждого метода, учитывая экологические, технологические и экономические аспекты.

В ходе анализа выявлено, что адсорбционные и абсорбционные установки обладают определенными преимуществами, но также сопряжены с ограничениями, такими как энергозатраты, техническая сложность и высокие эксплуатационные расходы. Кроме того, отмечено, что отдельные методы не всегда могут обеспечить максимальную рекуперацию паров в различных условиях и для различных составов паровоздушных смесей.

В результате сравнительного анализа выявлено, что комбинированный метод рекуперации паров, интегрирующий адсорбцию и абсорбцию, представляет собой наиболее перспективное решение. Этот подход позволяет компенсировать недостатки отдельных методов, обеспечивая высокую эффективность в извлечении углеводородов из паровоздушных смесей. Комбинированный метод также предоставляет гибкость в адаптации к разнообразным условиям эксплуатации на нефтебазах, обеспечивая оптимальную рекуперацию при различных сценариях.

Таким образом, на основе проведенного анализа можно сделать вывод о том, что комбинированный метод рекуперации паров является наилучшим вариантом для применения на нефтебазах, предоставляя комплексный подход к снижению потерь ценных углеводородных компонентов, с учетом различных факторов, включая экологические, технологические и экономические аспекты.

Вывод

Данная статья представляет собой комплексный анализ методов рекуперации паров на нефтебазах с целью определения наиболее эффективного подхода. Исследование охватывает адсорбцию, абсорбцию, и их комбинированный метод. Результаты анализа позволяют сделать следующие выводы:

Адсорбционные и абсорбционные установки обладают своими преимуществами, но ограничиваются определенными недостатками. Адсорбционные установки требуют высокой технической сложности, в то время как абсорбционные могут потребовать значительных энергетических затрат.

Таким образом, проведенный анализ позволяет рекомендовать комбинированный метод как наиболее перспективный для применения на нефтебазах, обеспечивая эффективное снижение потерь углеводородов и внося вклад в устойчивое развитие промышленных процессов. Дальнейшие исследования могут быть направлены на оптимизацию параметров комбинированных установок и расширение их применимости в различных отраслях нефтегазового комплекса.

Список литературы

Сафронова Е.В., Спиридонов А.В., Голубев Т.В. Современные методы улавливания углеводородов при хранении и транспортировке // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия B. Промышленность. Прикладные науки. 2021. №11.
Мешалкин В.П., Бабаков Е.А. Совершенствование адсорбционно-абсорбционной установки очистки газовоздушной смеси от легких органических соединений и сероводорода при погрузке нафты на морские танкеры // Вестник ВГУИТ. 2022. №2 (92).
Слесаренко Вячеслав Владимирович, Лапшин Виктор Дорофеевич, Соколова Полина Алексеевна Совершенствование установок рекуперации паров нефти для снижения вредных выбросов в атмосферу // ГИАБ. 2013. №3.
Любин Е.А., Занетдинов К.А., Белов Д.Ю. Оценка эффективности комбинированной мембранно-эжекторной системы улавливания легких фракций // Нефтегазовое дело. – 2020. – Т. 18. – № 3. – С..
Пшенин В.В., Закирова Г.С Повышение эффективности систем улавливания паров нефти при товарно-транспортных операциях на нефтеналивных терминалах. Записки Горного института. – 2023.
Федосов А.В., Абдрахманов Н.Х., Тихонова А.С., Даниева И.Р., Валеева Р.Р. Обеспечение безопасности при эксплуатации сливо-наливной железнодорожной эстакады на нефтебазе // Безопасность техногенных и природных систем. 2021. №1.