2 Tækni til að endurheimta olíu og gas
2.1
Tækni til að endurheimta staka olíu og gas Olíu og gas endurheimt tækni er fyrst og fremst skipt í fjóra flokka sem byggjast á meginreglu: þéttingaraðferð, aðsogsaðferð, frásogsaðferð og himnuaðskilnaðaraðferð. Hver þessara tækni hefur sína sérstaka kosti og takmarkanir. Fjölmargir fræðimenn, bæði innanlands og erlendis, hafa framkvæmt ítarlegar rannsóknir og greiningar á þessari tækni, með það að markmiði að bæta skilvirkni olíu- og gasvinnslu, draga úr umhverfismengun og stuðla að sjálfbærri orkunotkun.
2.1.1
Þéttingaraðferð
Þéttingaraðferðin er mikið notuð og mjög skilvirk olíu- og gas endurheimt tækni. Það nýtir þann eiginleika að gufuþrýstingur rokgjarnra íhluta í olíu og gasi breytist með hitastigi til að ná bata. Við stofuhita hafa aðal rokgjarnu efnin í fullunnu bensíni-C4 til C8 kolvetni- tiltölulega háan gufuþrýsting, sem gefur til kynna að þeir hafi tilhneigingu til að gufa upp úr vökvafasanum yfir í gasfasann og gufa upp í andrúmsloftið. Með þéttingaraðferðinni, þegar hitastig olíunnar og gassins fer niður fyrir 0°C, lækkar gufuþrýstingur kolvetnis með lækkun hitastigs. Lækkun á gufuþrýstingi veldur því að sum kolvetni fara yfir mettaðan gufuþrýsting þeirra við það hitastig, þéttast úr loftkenndu ástandi í fljótandi ástand, þannig að olíu og gas skilur.
Þéttingaraðferðin er einföld í notkun, mjög skilvirk og veldur ekki afleiddri mengun, sem gerir hana hæfa til að endurheimta olíu og gas með mikilli-styrk [12]. Þess vegna er það hentugur til notkunar í framhlið samþættra ferla með annarri olíu- og gasvinnslutækni, en búnaðarkostnaður og rekstrarkostnaður er tiltölulega hár. Þéttingaraðferðir skiptast fyrst og fremst í vélrænni þéttingu og fljótandi köfnunarefnisþéttingu. Endurheimt skilvirkni, orkunotkun kerfisins og styrkur olíu og gass eftir vinnslu í þéttingaraðferðum eru undir áhrifum af ýmsum þáttum, þar sem helstu áhrifaþættir eru meðal annars þéttingarhitastig, þéttingarþrýstingur, upphafsstyrkur og þéttingarferli.
Fjölmargar rannsóknir hafa sýnt að þéttingarhitastig olíu og gass er lykilþáttur sem hefur áhrif á endurvinnsluhlutfall. Til að ná meiri skilvirkni endurheimtarinnar er oft krafist lægra þéttingarhitastigs, þar sem sumir íhlutir þurfa að ná -110°C til að þétta [15]. Lægra þéttingarhitastig þýðir meiri orkunotkun á hverja einingu kæligetu. Núverandi rannsóknir eru almennt sammála um að þriggja þrepa þéttingarferli komi í raun jafnvægi á orkunýtingu og endurheimtarhlutfall. Mismunandi fræðimenn hafa ákvarðað bestu samsetningar þéttingarhitastigs með uppgerð og tilraunum.
. Huang Weiqiu o.fl. komst að því með Aspen hugbúnaðarhermi að með því að nota þriggja-þrepa þéttingarferli með hitastig upp á 2, −30 og −80 °C náist endurheimtarhlutfall olíu og gass yfir 95% með minnstu orkunotkun kerfisins; ef þéttingarhitastigið er stillt á 2, −30 og −120 °C getur endurheimtingarhlutfallið orðið 99,62% án þess að orkunotkun aukist verulega. Þessi samsetning breytu hefur verið samþykkt af flestum fræðimönnum sem viðmiðunarhönnun. SHI o.fl. hannaði þriggja-þrepa
þéttingarferli með þéttingarhitastig upp á 1, -40 og -110°C, sem nær endurheimtarhlutfalli upp á 99,73%, 99,79%, 99,82% og 99,19% fyrir fjóra mismunandi bensíngufuhluta, í sömu röð. Þegar þéttingarhitastigið er á bilinu 20 til -110°C minnkar heildarkæliálag þriggja þrepa þéttingarferlisins um 12,23%, 15,68%, 13,96% og 15,65% miðað við eins þrepa ferli.
Zhao Zhiwei o.fl. komist að því að stilla þéttingarhitastigið á 4, –50 og –110°C leiðir til minnstu orkunotkunar og stöðugrar starfsemi kælikerfisins. Bi Jinbin o.fl. hermdi og greindi þriggja-þrepa þéttingarferlið fyrir olíu og gas með því að nota PR líkanið (raunveruleg gasástandsjöfnu sem kallast PR-jöfnan), þar sem hagkvæmni olíu- og gasnýtingar var jafnvægi við heildarorkunotkun kerfisins. Ákjósanlegur for-hitastig fyrir kælingu og auka- og háskólaþéttingarhitastig var ákvarðað að vera 5, -35 og -75 °C, í sömu röð.
Hófleg aukning á þéttingarþrýstingi hjálpar til við að stilla þéttingarhitastigið, ná fram orkusparnaði og auka samtímis endurheimtarhlutfall olíu og gass, atriði sem hefur einnig verið almennt viðurkennt af fræðasamfélaginu. Lu Jieming o.fl. greindi áhrif kælihitastigs og -þrýstings á skilvirkni þéttingar með því að nota fasajafnvægisjöfnulíkan og lagði til fjölþrepa endurheimtarferli þéttingar. Rannsóknir hafa leitt í ljós að styrkur olíu- og gaslosunar gerir strangari kröfur um kælihita en endurnýtingarhlutfall. Við loftþrýsting þarf að kæla niður fyrir -100°C til að uppfylla staðla, en þrýstingur í 0,5–0,7 MPa getur aukið nauðsynlegan kælihita um 20°C. Wang Dan o.fl. notaði Aspen Plus uppgerð til að komast að því að þrýstingur getur í raun bætt endurheimt hráolíu og gass og dregið úr styrk úttaks. Nokkrir fræðimenn hafa framkvæmt hagræðingarrannsóknir á þéttingarferlum til að takast á við mikla orkunotkun hefðbundinna þéttingarferla. Ye Chao o.fl. notaði HYSYS hugbúnað til að koma á einfölduðu hermiferli, rannsaka áhrif þéttingarhita og þrýstings á þéttingareiginleika. Rannsóknin leiddi í ljós að þrýstingur hefur meiri áhrif á há-hitasvið en á lág-hitasvið. Með hagræðingu á olíu- og gasvinnsluferlinu náðist afgangsvarmaendurheimt útblásturslofts sem leiddi til 9,73% lækkunar á heildarorkunotkun, 8,11% lækkunar á kæligetu og hækkun kælistuðulls úr 1,04 í 1,08. Zhang Shanzhe [25] notaði einn-þáttatilraunir til að ákvarða helstu ferlibreytur sem hafa áhrif á orkunotkun og gæði vöru. Með uppgerð og sannprófun á vettvangi með því að nota ASPEN HYSYS hugbúnaðinn minnkaði alhliða orkunotkun úr 1.329 kW í 1.253–1.255 kW og náði orkusparnaði upp á 5,57%–5,72%. LI o.fl. hannaði nýtt VOCs deep condensation recovery (VOCs-DCR) kerfi, með stöðugri-hermi sem sýnir VOC endurheimtingarhlutfall upp á 99,97%, orkunotkun stjórnað við 35,67 kW og VOC losunarmassastyrk upp á 45,17 mg/Nm³. SHRAM o.fl. hannaði lághita-gufuendurheimtueiningu sem samanstendur af tvöföldu-hólfakassa með innri skiptingum, sem gerir kleift að veita gufu-loftblöndur til skiptis til mismunandi hluta einingarinnar, sem getur dregið úr losun olíu og gass um meira en 80%, minnkað umhverfisáhrif á sama tíma og hagkvæmni er bætt. GAO o.fl. þróað nýtt -lághita VOC endurheimtarkerfi sem samþættir kælitækni fyrir stækkun hverfla og kæliorkugeymslutækni. Fyrir olíu- og gaslosun með hléum voru gerðar stöðugt-ástands- og kvikhermigreiningar á nýja kerfinu með HYSYS hugbúnaði. Niðurstöðurnar sýndu að heildarþéttni kolvetnislosunar kolvetnislosunar eftir-meðhöndlun var 57,54 mg/Nm³ og alhliða endurnýtingarhlutfall olíu og gass náði 99,99%, uppfyllti núverandi losunarstaðla.
Vélræn þétting er takmörkuð af kælibúnaðinum, sem leiðir til hærra kælihitastigs. Aftur á móti getur þétting fljótandi köfnunarefnis náð kælihitastigi allt að -120°C eða jafnvel -180°C og uppfyllir strangari losunarstaðla. Í samanburði við vélræna þéttingu býður þétting fljótandi köfnunarefnis upp á kosti eins og hraða gangsetningu, lægra djúp-kuldastig, hærra endurheimtarhlutfall og lægri viðhaldskostnað búnaðar. Xu Hao fann í rannsóknum sínum og greiningu á ferli og búnaði þriggja þrepa fljótandi köfnunarefnisþéttingar VOC endurheimtarkerfis að kostnaðarhagkvæmnihlutfall kerfisins er ekki marktækt tengt magni gassins sem unnið er en er nátengt magnstyrk og gerð útblásturslofts. Þegar rúmmálsstyrkur útblásturslofts jókst úr 3,8% í 19,0% hækkaði hagrænt ávinningshlutfall úr 0,38 í 0,59. Xing Chuan Sheng nefndi að með því að nota fljótandi köfnunarefniskælingu getur það bætt skilvirkni olíu og gas endurheimt og dregið úr orkunotkunarkostnaði, þar sem kælihitastig nær -180°C til -160°C. Chen Song o.fl. borið saman beitingu vélrænnar kælingar og kælingar með fljótandi köfnunarefni við endurheimt bensíngufu. Vélræn kæling kælir gufuna úr 30°C í -75°C, með minni orkunotkun en kæling með fljótandi köfnunarefni, en þörf er á viðbótarmeðferðaraðstöðu til að uppfylla losunarstaðla. Kæling með fljótandi köfnunarefni getur kælt gufuhitastigið beint niður í -120°C og uppfyllir losunarstaðla. Samsett þéttingarferli vélrænnar kælingar og kælingar með fljótandi köfnunarefni bætir skilvirkni endurheimtarinnar en eykur efnahagslegan ávinning um meira en 10% samanborið við kælingu með fljótandi köfnunarefni eingöngu.
