【導讀】我國在1993年頒布的GB14554-93惡臭污染物排放標準中嚴格限制包括。硫化氫在內的八種惡臭氣體的排放。本團隊開發(fā)研制的脫硫油氣回收裝置既能解。作用，并且取得一定的經濟收益。時即會對人體帶來危害，例如在10000ppm環(huán)境下，數(shù)秒內即可令人暴斃；第二，氣體，也會增加酸雨的危害程度。烴組分汽化而逸入大氣。經過計算研究，每年由于原油揮發(fā)氣造成的油品蒸發(fā)損。其次，進入大氣的伴生氣多數(shù)為。易燃易爆以及有毒氣體，其中的硫化氫氣體是一種惡臭氣體，對人體毒性很大，嚴重地威脅人身健康，也污染環(huán)境。因此，原油揮發(fā)氣的處理和控制成為急需解。決的安全、節(jié)能、環(huán)保問題。染，又回收了大量揮發(fā)氣體丙烷。根據統(tǒng)計，原油逸出氣平均狀況下，每天每臺

　　

【正文】 這些過程中，會有一部分油氣會揮發(fā)進入大氣，造成油氣的損耗，且揮發(fā)氣中含有少量的硫化氫氣體。這部分硫化氫氣體不但污染環(huán)境，而且嚴重危害人們的身體健康。油氣揮發(fā)的危害性很大，不但造成極大地能源浪費，根據資料對 2020 年國內油氣損耗情況的分析，油氣損耗仍占原油的 %左右，總量高達 40 萬噸，按汽油出廠價 4200 元 /噸計，每年損失 億元。其次，油氣揮發(fā)到大氣中對環(huán)境造成嚴重的污染。再次，由于輕質油品多屬于揮發(fā)性易燃易爆物質，遇火極易發(fā)生爆炸或火災等事故，存在危險。另外，還會造成油品質量的降低。 雖然 現(xiàn)在國家還未制定與油氣揮發(fā)相關的政策和法規(guī)，但我們從油氣揮發(fā)的危害和進行油氣回收后給企業(yè)帶來的經濟效益中可以看出，油氣回收的事業(yè)將勢在必行，我們有理由相信脫硫后油氣回收裝置的潛在市場是非常強大的。以長慶為例，潛在銷售量如下表 所示。 表 長慶油田原油儲罐統(tǒng)計 油罐尺寸（ m3） 數(shù)量 38 488 500 100 1000 122 我們主要的目標客戶是國內各大油田，由于我們與長慶油田建立了合作研發(fā)的關系，因此我們 針對中國石油長慶油田原油采油系統(tǒng)進行了實地考察以及調研，了解到長慶石油公司的采油工 作區(qū)的一些條件，包括對產量，原油輸送過程及設備進行了相關的考察，并對原油儲罐伴生氣硫化氫脫除裝置以及油氣回收裝置應用前景進行了市場分析。 詳細內容見《市場調查報告書》。 競爭分析 （ 1） 相似產品和服務 26 相似產品和服務 的競爭主要來自 以下三個方向： 1)脫硫設備生產企業(yè) ； 2)油氣回收設備生產企業(yè) ； 3)高校和設計院。 1)脫硫 首先，我們來看脫硫設備設計企業(yè)。全國在冊的脫硫企業(yè) 200 余家，不過絕大部分是在做電廠脫硫，脫除成分是 SO2。這些廠家競爭相當激烈，容易成為我們的跟風者。硫化氫的脫除也有一部分廠家在做 ，典型的是為天然氣田做硫化氫脫除。他們的技術和我們就比較接近，跟起風來會比較麻煩。但是，這種脫除硫化氫企業(yè)還沒向原油逸出氣脫硫這個方向邁進，我們入得比他們早。 2)回收 接著，來看油氣回收企業(yè)。他們現(xiàn)在主要的方向還是加油站、油庫、石化廠這種成品油油氣蒸發(fā)回收。原油這個方向他們摸不到門，誰也不肯先開發(fā)。當然，探索和開發(fā)市場是需要一定成本和風險的，然而一旦開發(fā)成功便占盡先機，后來這項占據市場不是那么容易。 3)開發(fā) 最后，我們來看高校和設計院。他們的開發(fā)能力很強，我們做的設備集成、脫硫和回收上的優(yōu)勢，他們應該能 開發(fā)出來。因為我們也是從這個方向發(fā)展而來的，我們更了解他們。他們的弱勢主要體現(xiàn)在： 第一， 他們不會提供具體的產品；第二， 他們無法在短時間拿出產品； 第三， 單純的開發(fā)費用就很高，企業(yè)還得自己加工產品。 （ 2） 替代產品 1)脫硫 脫硫這個方 面 ，現(xiàn)在有一種直接給液態(tài)烴脫硫的物質，已經形成了專利(00124977） 但沒在本方向行成產品。關鍵是要對脫硫劑和原油進行攪拌，現(xiàn)場增加攪拌設備的條件不具備。而處理量相當于從逸出氣變成了整個油罐的原油，這不經濟。但原油整體脫硫應該是個大方向，如果在專利過期之前，出現(xiàn)了一絲發(fā)展前景， 我們可以考慮將來把它拿過來做。 2)回收 可以做到替代的產品，回收這邊只是回收方法不同，沒有本質區(qū)別。因為我們的后期產品也在做不同的回收方法。唯一我們不大可能采取的方法，就是吸收 27 法回收?，F(xiàn)在做油氣回收的廠商很多都是采用這種方法。我們?yōu)槭裁床皇褂眠@種替代方法呢？因為吸收法必然帶來大動力消耗，在回收中小型氣態(tài)輕烴時尤為明顯。 28 附 錄 附錄 1：專利 發(fā)明名稱 脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置 摘要 本發(fā)明涉及了一種從原油揮發(fā)氣中脫除有毒氣體硫化氫的方法，并且涉及冷凝法油氣回收的方法。原油揮發(fā)氣先 經過油氣分離器進行油氣的分離，分離出的揮發(fā)氣通過氧化鐵脫硫劑床層，硫化氫被氧化鐵吸附；脫硫后的揮發(fā)氣被冷凝到42℃以下，組分中丙烷被凝結成液體，再經過油氣分離器，未被吸收的氣體直接排入大氣，而丙烷油分通過泵輸送到丙烷儲罐中。本發(fā)明脫硫容量大、選擇吸附性好、能耗低、回收效率高、工藝流程簡單、使用壽命長、不但實現(xiàn)了減少硫化氫氣體的排放污染，而且回收了原油揮發(fā)氣中丙烷成分?？捎糜谟吞镌蛢迵]發(fā)氣的脫硫及其油氣回收。 權利要求書 脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置，主要包括（ 1）總閥（ 2）氣液分 離器、（ 3）氧化鐵脫除硫化氫固定床、（ 4）鼓風機（ 5）低溫換熱器、（ 6）液化石油氣（ LPG）冷凝器、（ 7） LPG氣液分離器、（ 8）低溫柱塞泵、（ 9）斷流止回閥、（ 10）丙烷儲罐、（ 11）載冷劑泵、（ 12）制冷蒸發(fā)器、（ 13）壓縮機組、（ 14）制冷冷凝器、（ 15）節(jié)流閥。 根據權利要求 1所述的脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置，其特征在于：逸出氣 通過總閥門（ 1） 經氣液分離器（ 2）后大部分水分及C4以下的烷烴組分（黑色）凝結成液態(tài)，由油氣分離器（ 2）下端排出。分離出的揮發(fā)氣從氣分離器（ 2）上端進 入氧化鐵脫硫劑床層（ 3），硫化氫被氧化鐵吸附。脫硫后的主要成分為甲乙丙烷及空氣混合物的輕質氣體（氣相，紅色）由管路引至換熱器（ 5），原油逸出氣由常溫冷至 40℃ 左右，再經由 LPG冷凝器（ 6）將氣體冷至丙烷沸點 42℃ ，并將丙烷冷至液相。出來的氣液混合物（橙色）經LPG分離器（ 7），氣相殘氣（橙色）直接排出，液相丙烷（紫色）由低溫柱塞泵（ 8）加壓至 LPG儲罐（ 10）。 另外，圖中藍色為制冷循環(huán)，制冷劑為 R134a；綠色為載冷循環(huán)，載冷劑為乙二醇。各取傳熱溫差 5℃ 。則制冷循環(huán)溫度 52℃ ，載冷循 環(huán)溫度 47℃ 。 根據權利要求 1所述的脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置，其特征在于：比傳統(tǒng)的干法脫硫化氫反應器增加了氣液分離器裝置（ 2），避免了油分上升和包裹在脫硫劑表面，而導致硫容的降低。 根據權利要求 1所述的脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置，其特征在于：該氣液分離器（ 2）利用重力沉降的原理對油氣進行分離。當油氣進入到分離器中，油分由于自身重力作用沉降到分離器的底部，氣體可能夾雜了部分油分繼續(xù)上升，但當遇到 100mm厚的絲網時，夾雜的部分油分會被阻擋而沉降下來，只有揮發(fā) 氣體會繼續(xù)上升。 根據權利要求 1 所述的脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置，其特征在于：經過油氣分離器分離出的揮發(fā)氣會通過氧化鐵固定床反應器 29 （ 3）進行硫化氫氣體的脫除。在常溫常壓下，反應器內裝填適量氧化鐵脫硫劑，讓氧化鐵與氣體中的硫化氫發(fā)生反應脫除硫化氫，保證出口硫化氫濃度在 10ppm以下，在達到脫除效果的同時，沒有增加過高的壓力，整個脫除過程不需外加動力且保證了壓力維持在液壓安全閥壓力范圍，并保證了較長的工作期限。 說 明 書 脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器 裝置 一、所屬技術領域 本發(fā)明涉及一種冷凝法油氣回收的反應器裝置，特別涉及一種 脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回收反應器裝置 。 二、背景技術 原油和輕質油品含有大量的輕烴組分，具有很強的揮發(fā)性，在開采、煉制、儲運和儲存等過程中，由于受到工藝、技術及設備的限制，不可避免地會有一部分液態(tài)烴組分汽化而逸入大氣，造成嚴重的油品蒸發(fā)損耗。油品蒸發(fā)損耗問題涉及到石油、石化、裝飾 (油漆 )、交通等諸多領域，已成為這些領域少量尚未治理的、人們投訴率較高的、急需解決的安全、節(jié)能、環(huán)保難題之一。 并且隨著世界經濟的發(fā)展和多年來對 資源的持續(xù)開發(fā)，低硫化石燃料日益枯竭，高硫燃料的開采使用成為必然。通過調查發(fā)現(xiàn)國內各大油田所產的原油含硫量都比較高，含硫氣體伴隨著原油揮發(fā)氣一起排放到大氣中。含硫化合物氣體一般都是有毒有害的物質，不僅嚴重地威脅人的健康，也會引起設備、管路腐蝕、催化劑中毒和產品質量下降等問題。尤其是硫化氫 (H2S)氣體，它是一種具臭雞蛋氣味的惡臭氣體，對人體毒性很大，它的存在不僅嚴重地威脅人身健康，而且會引起設備和管路的腐蝕和催化劑中毒，因此對石油的凈化脫硫技術的開發(fā)和應用是一個非常重要的課題，應該引起各方的重視，開展卓有成 效的技術交流和技術開發(fā)，從而大大提高我國的石油凈化脫硫技術。 經過計算研究，每年由于原油揮發(fā)氣造成的油品蒸發(fā)損耗是非常巨大的。且油品蒸發(fā)損耗帶來很大的危害。一方面，它造成能源的極度浪費，根據資料對2020 年國內油氣損耗情況的分析，油氣損耗占原油的 %左右，總量高達 40萬噸，按汽油出廠價 4200 元 /噸計，每年損失 億元。其次，原油揮發(fā)氣本身有一定的毒性，不但嚴重危害人體健康，而且油氣揮發(fā)到大氣中在紫外線的作用下，與大氣中的污染物氮氧化物發(fā)生系列光化學反應，生成以臭氧（占反應產物85%以上）為主的二 次污染物，對環(huán)境所造成的危害更大。再次，由于輕質油品大部分屬揮發(fā)性易燃易爆物質，易聚積，與空氣形成爆炸性混合物后，遇火極易發(fā)生爆炸或火災事故，造成生命和財產的重大損失。另外，油氣蒸發(fā)損耗還會導致油品質量得下降。因此，迫切需要推廣使用油氣回收技術，以進一步減少油品損耗。 三、發(fā)明內容 為了克服原油儲罐動火動氣和打孔鉆孔而影響主體罐體的整體安全性問題，和原油揮發(fā)氣中夾雜的少量油份隨氣流上升包裹在脫硫劑表面而降低脫硫效果的問題，并且將油氣冷凝至 42℃ 以下回收丙烷成分，提出了一種脫除原油揮發(fā)氣中硫化氫氣體的油氣回 收反應器裝置。 為達上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：原油揮發(fā)氣先經過油氣分離器進行油氣的分離，分離出的揮發(fā)氣通過氧化鐵脫硫劑床層，硫化氫被氧化鐵吸附； 30 脫硫后的揮發(fā)氣被冷凝到 42℃ 以下，組分中丙烷被凝結成液體，再經過油氣分離器，未被吸收的氣體直接排入大氣，而丙烷油分通過泵輸送到丙烷儲罐中?；厥盏挠蜌饪勺鳛槿剂媳焕谩? 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明脫硫容量大、選擇吸附性好、吸收速度快、能耗低、工藝流程簡單、使用壽命長、不但實現(xiàn)了減少硫化氫氣體的排放污染，而且回收了揮發(fā)的油氣?？捎糜谟吞镌蛢迵]發(fā)氣的脫硫及其 油氣回收。 四、附圖說明 圖 1是本發(fā)明的整體結構流程圖。 31 圖 2是本發(fā)明的油氣分離器的結構示意圖 圖 3是本發(fā)明的脫硫塔的結構示意圖 五、具體實施方式 原油逸出氣的脫硫和回收流程如圖 1 所示，逸出氣經氣液分離器（ 2）后大部分水分及 C4 以下的烷烴組分（黑色）凝結成液態(tài)，由油氣分離器（ 2）下端排出。分離出的揮發(fā)氣從氣分離器（ 2）上端進入氧化鐵脫硫劑床層（ 3），硫化氫被氧化鐵吸附。脫硫后的主要成分為甲乙丙烷及空氣混合物的輕質氣體（氣相，紅 色）由管路引至換熱器（ 5），原油逸出氣由常溫冷至 40℃ 左右，再經由 LPG冷凝器（ 6）將氣體冷至丙烷沸點 42℃ ，并將丙烷冷至液相。出來的氣液混合物（橙色）經 LPG 分離器（ 7），氣相殘氣（橙色）直接排出，液相丙烷（紫色）由低溫柱塞泵（ 8）加壓至 流進 LPG 儲罐（ 10）。 32