【正文】 要隨著現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地的不同而有所差異，所以這里僅給出估算價(jià)格，根據(jù)大致用量以及相應(yīng)的低溫材料的價(jià)格，確定制冷 —— 載冷系統(tǒng)的管路材料成本為 2020 元，保溫材料的材料成本為 500 元 。 制冷系統(tǒng)中節(jié)流閥屬 于低溫節(jié)流閥，一次節(jié)流可能達(dá)不到所需的溫度，所以在設(shè)計(jì)中選取二次節(jié)流，根據(jù)現(xiàn)行價(jià)格，每個(gè)節(jié)流閥為 1000 元，那么節(jié)流閥的總價(jià)格為 2020 元。 制冷系統(tǒng)中的冷卻器、蒸發(fā)器的換熱面積均為 ，并且屬于低溫相變換熱器，市場(chǎng)價(jià)在 30005000 元 /臺(tái)，這里在計(jì)算時(shí)取為折中的 4000 元 /臺(tái)，那么冷卻器和蒸發(fā)器兩者的價(jià)格總和就為 8000 元。 根據(jù)市場(chǎng)現(xiàn)行低溫儲(chǔ)罐的價(jià)格，從其他生產(chǎn)廠家處易知，產(chǎn)品中所采取的10m3的 LPG 儲(chǔ)罐價(jià)格約為 35 000 元。 LPG 分離器橫截面的面積為 ? ?2 2 2 3 2π 0 .4 0 .3 9 4 m 3 .7 4 2 1 0 m4S ?? ? ? ? 那么 LPG 分離器筒體部分的體積為 3 2 3 33. 74 2 10 m 1. 6 m 5. 98 7 10 mV S H ??? ? ? ? ? ? ?筒 體 LPG 分離器頂蓋部分的體積為 2 3 3 3π 0 .4 0 .0 0 3 m 0 .3 7 7 1 0 m4V ?? ? ? ? ?頂 蓋 LPG 分離器底蓋部分的體積為 2 3 3 3π 0 .4 0 .0 0 3 m 0 .3 7 7 1 0 m4V ?? ? ? ? ?底 蓋 18 LPG 分離器下部裙座的體積為 ? ?2 2 3 3 3π 0 . 4 0 . 3 9 4 0 . 4 m 1 . 4 9 7 1 0 m4V ?? ? ? ? ? ?裙 座 由此即得 LPG 分離器所占的總體積為 3 3 3 3 333 87 10 77 10 77 10 97 10 m 38 10 mV V V V V? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???筒 體 頂 蓋 底 蓋 裙 座鋼 材 LPG 分離器的材料為 16MnDR，密度為 10 kg m? ?? 所以 LPG 分離器裝置的總質(zhì)量為 337. 98 10 8. 23 8 10 kg65 .7 39 kgmV????? ? ? ??鋼 材 有了 LPG 分離器裝置的質(zhì)量，下面即可估算出整套裝置的材料費(fèi)用。根據(jù)不銹鋼316L 的現(xiàn)行價(jià)格，為每千克 27 元人民幣，那么整套脫硫塔設(shè)備耗用的鋼材材料費(fèi)用 為 2 7 k g 7 5 .1 4 8 k g 2 0 2 9 .0 0Q ? ? ?元 元 （ 3） LPG 分離器生產(chǎn)成本核算 LPG 分離器構(gòu)造與前面的氣液分離器類似，所以計(jì)算方法也相同，材料費(fèi)用就為所消耗的鋼材費(fèi)用，按照其重量來(lái)進(jìn)行核算，再根據(jù)現(xiàn)行鋼材單位重量?jī)r(jià)格來(lái)估算。 同樣為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，在計(jì)算時(shí)假定脫硫塔是個(gè)完整圓筒型，那么根據(jù)前面設(shè)計(jì)的脫硫塔的大小，可以計(jì)算出鋼材所占據(jù)的體積。相關(guān)人工費(fèi)用屬于設(shè)備的固定成本，在后面予以詳細(xì)計(jì)算。氣液分離器橫截面的面積為 ? ?2 2 2 3 2π 0 . 2 1 0 . 2 m 3 . 2 1 9 1 0 m4S ?? ? ? ? 那么氣液分離器筒體部分的體積為 3 2 3 33. 21 9 10 m 1. 2 m 3. 86 2 10 mV S H ??? ? ? ? ? ? ?筒 體 氣液分離器頂蓋部分的體積為 2 3 3 3π 0 .2 0 .0 0 5 m 0 .1 5 7 1 0 m4V ?? ? ? ? ?頂 蓋 氣液分離器底蓋部分的體積為 2 3 3 3π 0 . 3 4 0 . 0 2 6 m 2 . 3 5 9 1 0 m4V ?? ? ? ? ?底 蓋 氣液分離器上部的法蘭體積為 ? ?2 2 3 3 3π 0 . 3 4 0 . 2 0 . 0 2 6 2 m 3 . 0 8 6 1 0 m4V ?? ? ? ? ? ? ?法 蘭 由此即得氣液分離器所占的總體積為 3 3 3 3 333 62 10 57 10 59 10 86 10 m 64 10 mV V V V V? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???筒 體 頂 蓋 底 蓋 法 蘭 16 氣液分離器的材料為不銹鋼 ，密度為 10 kg m? ?? 所以氣液分離器裝置的總質(zhì)量為 337 .9 8 1 0 9 .4 6 4 1 0 k g7 5 .5 2 k gmV????? ? ? ?? 有了氣液分離器裝置的質(zhì)量，下面即可估算出整套裝置的材料費(fèi)用。 下面先來(lái)計(jì)算氣液分離器整套裝置的質(zhì)量。 裝置中的氣液分離器是購(gòu)買相應(yīng)的鋼材來(lái)利用公司的車床、焊接設(shè)備等進(jìn)行加工生產(chǎn)的，所以材料費(fèi)用就為所消耗的鋼材費(fèi)用。正是在這種精神的激勵(lì)下，我們將永不停頓，緊跟市場(chǎng)發(fā)展的步伐，不斷改進(jìn)和優(yōu)化自己的產(chǎn)品，還要研發(fā)出其它未來(lái)產(chǎn)品，在節(jié)能減排、環(huán)保技術(shù)產(chǎn)品市場(chǎng)上推出最先進(jìn)的產(chǎn)品。不但實(shí)現(xiàn)了控制硫化氫氣體對(duì)環(huán)境的污染，人身健康的危害，更加回收了揮發(fā)的油氣。 該方法的有益效果在于：采用選擇吸附法處理儲(chǔ)罐逸出氣，其中利用氧化鐵脫硫劑進(jìn)行硫化氫脫除，具有擇吸附性好，在常溫下有較好的脫硫效果的特點(diǎn)。 該裝置連續(xù)操作的整個(gè)循環(huán)是由吸附 脫附 干燥等幾個(gè)階段組成的，回收裝置需要 2個(gè)吸附塔。 采用的技術(shù)方案為：原油揮發(fā)氣先經(jīng)過(guò)油氣分離器，分離出液態(tài)水和重?zé)N由油氣分離器下端 排出；分離出的揮發(fā)氣通過(guò)氧化鐵床層，硫化氫被吸附脫除；脫硫后的揮發(fā)氣再經(jīng)過(guò)活性炭纖維吸附床層，被活性炭纖維吸附。這種方法較冷凝法而言，操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)運(yùn)行好，吸附效率高，對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)行和間歇運(yùn)行都適用，回收率也比較高。 對(duì)于不同情況我們也設(shè)計(jì)了另外一種不同的方案進(jìn)行油氣回收。 技術(shù) 研究 前景 13 以上涉及的脫硫油氣回收裝置主要是針對(duì)揮發(fā)氣中丙烷含量比較大且含有少量硫化氫氣體的情況而設(shè)計(jì)的。則制冷循環(huán)溫度52℃ ，載冷循環(huán)溫度 47℃ 。 （ 2）制冷循環(huán)和載冷循環(huán) 藍(lán)色為制冷循環(huán)，綠色為制冷循環(huán)。主要成分為甲乙丙烷及空氣混合物的輕質(zhì)氣體（氣相，紅色）由上端排出由管路引至換熱器，原油逸出氣由常溫冷至 40℃ 左右，再經(jīng)由 LPG 冷凝器將氣體冷至丙烷沸點(diǎn) 42℃ ，并將丙烷冷至液相。圖 為油氣分離器示意圖。 該氣液分離器利用重力沉降的原理對(duì)油氣進(jìn)行分離。 圖 為 LPG 分離器示意圖，丙烷就是通過(guò) LPG 分離器和其他輕烴實(shí)現(xiàn)的分離?？紤]到丙烷的價(jià)值約是甲烷 /乙烷的 10 倍，且只需 左右就能在常溫下儲(chǔ)存；而甲、乙烷要在相當(dāng)大的壓力和比較低的溫度才能分離和儲(chǔ)存。 （ 4）逐級(jí)冷卻分離 常壓下，丙烷沸點(diǎn) 42℃ ,乙烷 ℃ ，甲烷 ℃ 。但以甲烷為例，在常壓下的吸附率不到 %。 （ 3）吸附分離回收 變壓吸附法本是一種值得考慮的方法，但其操作壓力在 1~35atm。 （ 2）燃燒 根據(jù)表 的成分，原油逸出氣中夾雜著相當(dāng)一部分空氣，及計(jì)算后雖然其比例不在爆炸界限范圍內(nèi)，但如若直接燃燒，燃燒過(guò)程必將十分不穩(wěn)定，不利于熱量的有效利用。若這部分氣體（尤其是丙烷）直接排空，雖然系統(tǒng)裝置比較簡(jiǎn)單，但損失了相當(dāng)一部分潛在的經(jīng)濟(jì)利益。 脫硫后原油 揮發(fā) 氣的處理 （ 1）直接排空 每天原油逸出氣排出量大概是 150m3，比例如表 所示。在實(shí)際操作中，影響透過(guò)曲線形狀的因素很多， 例 如 通入的氣體 的濃度和性質(zhì)、吸附劑的性質(zhì)、 吸附劑 顆粒的形狀大小、吸附等溫線和吸附機(jī)理、以至床層溫度和 溶液的流速等 都 影響透過(guò)曲線的形狀。反之，傳質(zhì)阻力愈小，吸附劑的活性愈高，透過(guò)曲線前沿的波幅 就會(huì) 越小。 傳質(zhì)區(qū)0 0 0 00m n B EEEBBm n ab傳質(zhì)區(qū)傳質(zhì)區(qū)流出物濃度ctt t at B t E 圖 恒溫固定床的透過(guò)曲線 透過(guò)曲線的形狀和前沿的波幅長(zhǎng)短，即傳質(zhì)區(qū)的大小 ， 與傳質(zhì)阻力、吸附劑的活性的大小 以及 吸附等溫線的形狀等 諸多 因素有密切的關(guān)系。當(dāng)透過(guò)曲線的傳質(zhì)前沿到達(dá)出口端時(shí)，流出溶液的濃度突然上升，如圖 中 的 a 點(diǎn)稱 為 透過(guò)點(diǎn)。在吸附初期， 待吸附氣體 為床層的上一段吸附，從床層 下 一端 流出 的 氣體 濃度為零。 在吸附過(guò)程中， 將 含待吸附氣體 濃度為 c0 的 氣體 階躍注入恒溫固定床吸附塔 中 ，床層裝填 良好 ， 氣體 流動(dòng)相的流速分布均勻， 氣體 中溶質(zhì)濃度低，吸附熱小，吸附塔 可以 看作征恒溫下操作。但是， 如果 直接 從床層中取出吸附劑顆粒，不僅測(cè)定其吸附量 時(shí)比較困難 ，而且在取樣 過(guò)程 中會(huì)干擾床層的裝填密度 以及吸附過(guò)程 ，影響床層中 氣體 的流速分布和濃度分布。但是 在實(shí)際 的運(yùn)行與 操作 過(guò)程 中，為了 保證 操作 的 安全 性 ， 當(dāng)在 傳質(zhì)前沿尚未到達(dá)床層出口端的一定 距離的時(shí)候 ，就要 對(duì)固定床 停止繼續(xù) 通入氣體 ， 將原 有 吸附劑加以再生或更 換。傳質(zhì)區(qū)越短 ， 表示傳質(zhì)阻力愈小，床層的 利用率 越大。 繼續(xù)送 氣體 入塔，傳質(zhì)前沿 繼續(xù)向前 移動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí) t3后，傳質(zhì)前沿的前端到達(dá)床層的 出口 端時(shí)，應(yīng)該停止進(jìn) 氣 ，以免要脫除的 氣體 組分溢出床層以外。最初，在床層入口處送入原料 氣體 ，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 t1后， 在 入口端形成負(fù)荷 曲線，隨著不斷地送入恒定濃度的 氣體 ， 負(fù)荷 曲線向前移動(dòng)。在實(shí)際體系中，由于存在著傳質(zhì)阻力、進(jìn)料 氣體 流速、流速分布、溫度、兩相 間 相平衡和吸附機(jī)理等各種條件的限制，傳質(zhì)阻力不為零，傳質(zhì)速率因而 不可能無(wú)限大。如床層內(nèi)吸附劑和 流動(dòng) 的 氣體 之間沒(méi)有傳質(zhì)阻力，即吸附速度無(wú)限大時(shí)，吸附負(fù)荷曲線成為直角形。 固定床吸附過(guò)程的機(jī)理是假設(shè)在恒溫下， 含有待處理氣體 濃度為 c0 的 氣體迅速階躍注入吸附塔內(nèi) ， 并以 恒速 v 過(guò)床層。 如此我們需要具 體計(jì)算的固定床反應(yīng)器主要包括以下四部分：用于防雨防塵的塔頂、裝填脫硫劑的塔體、底部支撐進(jìn)氣管的塔底、塔體的整體固定結(jié)構(gòu)，以及各部分相關(guān)的附件等。 針對(duì)原油儲(chǔ)罐頂部的實(shí)際情況，因?yàn)楣揄敳辉试S也沒(méi)有地方可供固定床反應(yīng)器的安裝而設(shè)置地腳螺栓，所以這里的固定床反應(yīng)器就不能采用地腳螺栓的固定方式 ，我們的初步想法主要有以下三種：①直接采用兩根較長(zhǎng)的槽鋼交叉焊接成十字狀之后作為固定床的底座，主要作用是增大底座的支撐半徑，再加上設(shè)計(jì)的塔體本身高度就比較小，所以理論上可以很好的防止固定床反應(yīng)器在外部各種作用力的疊加作用下塔體的傾覆發(fā)生；②直接在檢修等非工作時(shí)期在原油儲(chǔ)罐旁旋梯平臺(tái)上打螺紋孔，用于塔設(shè)備地腳螺栓的連接固定；③底座不做特別設(shè)計(jì)，而使用卡套等形式將塔體直接固定在旋梯旁的扶手支柱上，并保證固定效果，防止其從平臺(tái)上跌落。 根據(jù)我們現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)，原油儲(chǔ)罐原油逸出氣均由儲(chǔ)罐頂部量油口逸出，且量油口下方由法蘭連接，便于設(shè)計(jì)支管安裝吸附設(shè)備，故 我們將固定床吸附器置于原油儲(chǔ)罐罐頂靠近于量油口的懸梯角落的地方，而并不是直接引至地面再進(jìn)行處理，以防止密度比空氣大的硫化氫發(fā)