將油氣VOCs“一網(wǎng)打盡”：基于油氣排放溯源的模塊組合式高效回收油氣成套技術(shù)
* 來源 : 中化新網(wǎng) * 發(fā)表時(shí)間 : 2023-1-6 8:00:00 * 瀏覽 : 992
石油產(chǎn)品在生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)等過程中易揮發(fā)而產(chǎn)生油氣泄漏，不但造成資源和經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。以常州大學(xué)油氣回收工程技術(shù)研究中心主任黃維秋教授為第一完成人的“基于油氣排放溯源的模塊組合式高效回收油氣成套技術(shù)”成功解決了上述問題，也因此于近日獲得中國化工學(xué)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
油氣內(nèi)含有多種揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)，是造成光化學(xué)煙霧、臭氧濃度升高、有機(jī)氣溶膠的重要因素，對(duì)形成霧霾天氣起到推波助瀾的作用。近年來，我國將包括油氣排放在內(nèi)的VOCs減排作為臭氧污染防治攻堅(jiān)行動(dòng)和打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)的重點(diǎn)工作。
黃維秋表示，油氣回收系統(tǒng)包括油氣收集及回收過程。我國對(duì)油氣回收技術(shù)及裝備的研發(fā)起步較早，但對(duì)油氣排放規(guī)律的研究、油氣收集的有效性及自動(dòng)控制連鎖水平重視不夠，影響到油氣回收的整體效益。近年來，我國在煉油廠、儲(chǔ)罐區(qū)、加油站、碼頭等相繼設(shè)置了油氣回收裝置，但在技術(shù)先進(jìn)性、政策適應(yīng)性、效益彰顯度、設(shè)備持久性等方面，都存在優(yōu)化和提升的空間。
基于此，黃維秋帶領(lǐng)項(xiàng)目組借助模擬軟件和可視化編程工具，從排放源追蹤、關(guān)鍵功能材料分離機(jī)理研究及制備、回收工藝集成及優(yōu)化、專家管理系統(tǒng)建立等方面，協(xié)同開展油氣污染全過程控制、分離凈化及資源化利用的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和成套裝備的研發(fā)。
在油氣回收技術(shù)理論支撐和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)方面，項(xiàng)目組建立了先進(jìn)風(fēng)洞平臺(tái)、氣體擴(kuò)散系數(shù)，發(fā)明了蒸氣壓裝置及方法，提出油氣分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散的傳質(zhì)因子，確立了油氣分子擴(kuò)散系數(shù)和集中歸一化對(duì)流擴(kuò)散系數(shù)、蒸氣壓、摩爾質(zhì)量等關(guān)鍵參數(shù)的計(jì)算方法，破解了難以定量測算對(duì)流擴(kuò)散及其對(duì)油氣傳質(zhì)貢獻(xiàn)率的技術(shù)瓶頸。項(xiàng)目組還提出多種油氣傳質(zhì)數(shù)值模擬方法，揭示油品復(fù)雜操作條件下油氣蒸發(fā)排放規(guī)律及內(nèi)在機(jī)理；開發(fā)多個(gè)評(píng)價(jià)軟件，出版學(xué)術(shù)著作，構(gòu)建完整的油品蒸發(fā)損耗基礎(chǔ)理論體系。
面向不同油氣排放源，項(xiàng)目組開發(fā)了多種復(fù)合功能材料制備方法，解決了常規(guī)活性炭、硅膠吸附量少、疏水和再生難、熱效應(yīng)高等難題。他們攻克了瀝青和氧化石墨烯原位負(fù)載難、穩(wěn)定性差等難題，制備的吸附材料導(dǎo)熱系數(shù)、正己烷蒸氣及油氣吸附量比活性炭分別提高134%、114%、100%。項(xiàng)目組還發(fā)明了多功能吸附器、吸附塔填料取樣裝置、可控式吸附塔卸料口等，解決了回收裝置吸附效果差、吸附解吸慢、吸附塔難以卸料等問題，提高了回收系統(tǒng)運(yùn)行和回收效率。
項(xiàng)目組還發(fā)明了系列化油氣模塊組合式集成回收工藝，實(shí)現(xiàn)回收率、排放濃度、設(shè)備投資、運(yùn)行能耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)高度統(tǒng)一和調(diào)優(yōu);開發(fā)了有機(jī)廢氣資源化評(píng)估、設(shè)計(jì)和管理智能化平臺(tái)，縮短了油氣回收裝置設(shè)計(jì)周期，降低了研發(fā)成本。他們系統(tǒng)研發(fā)的核心材料、關(guān)鍵結(jié)構(gòu)、集成工藝和智能化平臺(tái)，形成了油氣模塊組合式定制回收的成套技術(shù)，回收率高于99%。
2022年4月，該項(xiàng)目成果通過了中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的科技成果鑒定。鑒定意見顯示，該項(xiàng)目優(yōu)化了吸收、吸附、冷凝的油氣回收工藝，構(gòu)建了模塊組合式高效集成油氣回收系統(tǒng)，油氣回收率達(dá)99%以上，項(xiàng)目成果社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益顯著，技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
下一步，項(xiàng)目組將拓寬不同應(yīng)用場景，定制研發(fā)核心功能材料及關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)油氣VOCs精細(xì)化高效回收，并進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瑢?shí)現(xiàn)規(guī)模競爭力和效益；從頂層設(shè)計(jì)抓起，從全過程、全要素考慮油氣回收碳減排的設(shè)計(jì)閾值及綜合效益；積極參與政府及行業(yè)油氣VOCs排放標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)規(guī)范體系、檢測方法體系的完善及優(yōu)化，協(xié)助政府及行業(yè)有效監(jiān)管VOCs治理工程，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。（中國化工報(bào) 徐巖 包海霞）