Prehľad výskumu technológie rekuperácie pár 3

Absorpčná metóda oddeľuje zložky oleja a plynu na základe rozdielov v ich rozpustnosti v absorbente, pričom sa oddeľujú ľahké uhľovodíkové zložky, ktoré sú ľahko rozpustné v absorbente, od ostatných zložiek, ktoré sa ťažko rozpúšťajú, čím sa dosiahne regenerácia ropy a plynu. Je vhodný na spracovanie vysoko-koncentrovanej, stredne{2}}tekutej ropy a plynu [47-48]. Táto metóda môže regenerovať užitočné ropné a plynové zložky, ale môže čeliť problémom pri výbere vhodného absorbentu a môže mať za následok

problémy sekundárneho znečistenia. Pri výskume absorpčných metód účinnosť regenerácie absorbentu výrazne ovplyvňuje účinnosť metódy, ekonomické náklady a stabilitu a bezpečnosť výrobného procesu. V súčasnosti sa využívajú rôzne spôsoby regenerácie absorbentov

študoval a aplikoval. Zheng Zongneng a kol. zaviedla bežne používané metódy regenerácie absorbentov vrátane desorpcie zahrievaním, vákuovej desorpcie, ultrazvukovej desorpcie, podtlakovej desorpcie a desorpcie mikrovlnného žiarenia, ako aj integrované metódy regenerácie kombinujúce ohrev a vákuum, mikrovlnný ohrev a vákuum, ultrazvuk a vákuum a ultrazvuk a mikrovlny. Výskum zistil, že integrácia metód často zlepšuje účinnosť regenerácie, čo ďalej potvrdzuje dôležitosť optimalizácie metód regenerácie pre zvýšenie výkonnosti absorpčnej metódy.

Mnoho vedcov uskutočnilo výskum na optimalizáciu tokov absorpčného procesu, výber vhodných absorbentov a určenie optimálnych prevádzkových parametrov, čím sa dosiahol rad významných výsledkov. Liao Changjian a kol. využili softvér ASPEN PLUS na vykonanie-hĺbkovej analýzy procesu nízkoteplotnej absorpcie nafty pre ropu a plyn, pričom optimalizovali viaceré parametre vrátane teploty, tlaku, pomeru kvapaliny-k-plynu, výšky obalovej vrstvy a vlastností nafty. Po optimalizácii celková miera regenerácie uhľovodíkov z výfukových plynov presiahla 95 %. Li Yuzhong a kol. skonštruovali procesný tok tlakovej absorpcie a zistili, že tlaková absorpcia účinne zlepšuje účinnosť absorpcie a znižuje výstupnú koncentráciu. Pri natlakovaní na 0,2 MPa bol absorpčný efekt optimálny. Niu Ruiping a kol. poukázal na to, že optimalizácia toku absorpčného procesu, zníženie koncentrácie absorpčnej kvapaliny a výber vhodných absorpčných kvapalín, to všetko prispieva k zlepšeniu účinnosti absorpcie. Cai Yawen [54] vykonal optimalizovaný návrh procesu obnovy absorpcie. Experimentálne štúdie odhalili, že vplyv troch faktorov-typu absorbentu, objemu rozstreku absorpčnej kvapaliny a teploty výparov ropy-na absorpciu výparov surovej ropy postupne klesá. Výber absorbentov musí komplexne zohľadňovať faktory, ako je ich rozpustnosť v olejových výparoch, výkon regenerácie, nákladové dôsledky a sekundárne znečistenie. Tieto viaceré faktory obmedzujú výber absorpčných materiálov a ich široké použitie. Výskum absorpčných metód sa zameria na vývoj nových, účinných, ekologických a úsporných absorbentov, štúdium efektívnejších regeneračných technológií na zníženie nákladov a znečistenia, skúmanie metód integrovanej úpravy ropy a plynu s nízkou koncentráciou s inými technológiami a rozšírenie rozsahu aplikácie.

Membránová separácia je fyzikálna separačná metóda, ktorá využíva preferenčnú priepustnosť špecifických polymérnych membránových materiálov pre molekuly ropy a plynu. Vytvorením tlakového rozdielu cez membránu molekuly uhľovodíkov, ktoré sú ľahko rozpustné v membráne, migrujú z vysoko-tlakovej strany na nízko-tlakovú stranu, zatiaľ čo vzduchové zložky sú zadržiavané na povrchu membrány v dôsledku ich neschopnosti prejsť, čím sa dosiahne účinná separácia organických zlúčenín zo vzduchu. Technológia membránovej separácie ponúka výhody, ako je nízka spotreba energie, kompaktný pôdorys, jednoduchá obsluha a žiadne sekundárne znečistenie, vďaka čomu je vhodná na regeneráciu ropy a plynu s rôznymi koncentráciami a prietokmi.

Technológia membránovej separácie sa čoraz viac uplatňuje v oblasti získavania ropy a plynu. Zheng Fei a kol. vykonali komparatívnu analýzu dvoch bežných membránových separačných technológií-špirálových{3}}vinutých a stohovaných-a zistili, že obe technológie sa vyznačujú jednoduchou obsluhou, priamymi procesnými tokmi, stabilným výkonom a vysokou účinnosťou spracovania, vďaka čomu sú vhodné pre čerpacie stanice s nízkymi rýchlosťami vyparovania ropy a plynu alebo s obmedzeným priestorom. Shen Yunhui študoval princípy, tok procesov a účinnosť regenerácie membránovej-technológie obnovy. Výsledky ukázali, že membránová technológia demonštruje širokú použiteľnosť a vysokú účinnosť pri získavaní „troch benzénov“ ropy a plynu v rafinérskom a chemickom priemysle. Li Hongwei a kol. sa zaoberala problematikou vysokého obsahu vody v absorbente a vysokej teploty absorbentu v lete

, navrhol technológiu kritickej absorpcie pri nízkych{0}}teplotách na riešenie problému vysokých teplôt, nahradil odstraňovač hmly v hornej časti absorpčnej veže a pridal filter na separáciu vody pred membránu, aby sa vyriešil problém s vysokým obsahom vlhkosti. To malo za následok nižšie koncentrácie emisií výfukových plynov a miery regenerácie olejových výparov presahujúce 95 %. Výber a vývoj separačných membránových materiálov sú kľúčové výskumné zamerania v membránovej separačnej technológii. V súčasnosti sa neustále objavujú nové membránové materiály, ktoré výrazne poháňajú pokrok v technológii membránovej separácie. Suo Jizhan et al., Zhou Shiyi a Gao Feng predstavili princípy permeačnej odparovacej membránovej separačnej technológie a jej aplikácie v petrochemickom priemysle, pričom zdôraznili jej výhody jednoduchého procesu, vysokej ekonomickej efektívnosti a silnej stability. Wei Xin a kol. uskutočnili experimenty s použitím vysoko-polymérových membrán s polyvinylidénfluoridovými plochými fóliami ako základnou membránou, pričom sa do modifikovanej polydimetylsiloxánovej funkčnej vrstvy zaviedli anorganické častice na zvýšenie separačnej účinnosti aromatických uhľovodíkov. Pri úprave procesných výfukových plynov s veľkými výkyvmi koncentrácie a vysokým zaťažením dokáže táto technológia stabilne kontrolovať hmotnostnú koncentráciu celkových nemetánových uhľovodíkov pod 80 mg/m³, zatiaľ čo hmotnostné koncentrácie benzénu, toluénu a xylénu sú nižšie ako 4, 15 a 20 mg/m³, čo spĺňa emisné normy. Yang Chengcheng sa podieľal na vývoji perfluórovanej AF kompozitnej membrány zo skleneného materiálu, ktorá dokáže splniť emisné požiadavky čerpacích staníc pre malé objemy úpravy a zmiešané plyny s objemovým podielom vstupného ropného plynu 10 % až 30 %.

Mnohí vedci vykonali-hĺbkové štúdie o faktoroch ovplyvňujúcich účinnosť regenerácie technológie membránovej separácie a jasne zistili, že faktory ako teplota, tlak a koncentrácia suroviny majú významný vplyv na efektivitu regenerácie. Presným riadením týchto faktorov je možné optimalizovať efekt obnovy. Xie Lingling a kol. poukázal na to, že zvýšená teplota prostredia spôsobuje, že membránové separačné jednotky fungujú nad kapacitu, čo vedie k emisiám prekračujúcim normy, čo možno vyriešiť pridaním ďalších membránových separačných jednotiek. Lu Yongliang a Liu Yuwei skúmali kľúčové faktory ovplyvňujúce membránovú technológiu pri ťažbe ropy a plynu, pričom zistili, že precíznou kontrolou teploty, tlaku a koncentrácie prívodu môže membránová technológia účinne zvýšiť rýchlosť ťažby ropy a plynu. Jia Qiongqing analyzoval, že rýchlosť separácie organických uhľovodíkov možno zlepšiť zvýšením priepustnosti membrán VOC zložiek a zvýšením tlakového rozdielu pred a za membránou. Za predpokladu splnenia emisných noriem je možné vhodne zvýšiť objem výfukových pár olejových a plynových pár a zvýšiť vstupný tlak membrány, aby sa zlepšila separačná účinnosť membrány.

V súčasnosti technológia membránovej separácie čelí technickým výzvam, ako sú vysoké náklady, selektivita a stabilita membránového materiálu a čistenie a výmena membrán [68]. Technológia membránovej separácie by mala pokračovať vo vývoji nízko{2}}nákladových, vysoko{3}}selektívnych a-stabilných membránových materiálov, znižovať náklady a zlepšovať výkon prostredníctvom inovatívnych procesov prípravy a optimalizovaných formulácií. Súčasne by sa mali vyvinúť účinné technológie čistenia a údržby membrán, aby sa účinne odstránili znečisťujúce látky, predĺžila sa životnosť membrány a skrátili sa prestoje.

Absorpčná metóda oddeľuje zložky oleja a plynu na základe rozdielov v ich rozpustnosti v absorbente, pričom sa oddeľujú ľahké uhľovodíkové zložky, ktoré sú ľahko rozpustné v absorbente, od ostatných zložiek, ktoré sa ťažko rozpúšťajú, čím sa dosiahne regenerácia ropy a plynu. Je vhodný na spracovanie vysoko-koncentrovanej, stredne{2}}tekutej ropy a plynu [47-48]. Táto metóda môže regenerovať užitočné ropné a plynové zložky, ale môže čeliť problémom pri výbere vhodného absorbentu a môže mať za následok

problémy sekundárneho znečistenia. Pri výskume absorpčných metód účinnosť regenerácie absorbentu výrazne ovplyvňuje účinnosť metódy, ekonomické náklady a stabilitu a bezpečnosť výrobného procesu. V súčasnosti sa využívajú rôzne spôsoby regenerácie absorbentov

študoval a aplikoval. Zheng Zongneng a kol. zaviedla bežne používané metódy regenerácie absorbentov vrátane desorpcie zahrievaním, vákuovej desorpcie, ultrazvukovej desorpcie, podtlakovej desorpcie a desorpcie mikrovlnného žiarenia, ako aj integrované metódy regenerácie kombinujúce ohrev a vákuum, mikrovlnný ohrev a vákuum, ultrazvuk a vákuum a ultrazvuk a mikrovlny. Výskum zistil, že integrácia metód často zlepšuje účinnosť regenerácie, čo ďalej potvrdzuje dôležitosť optimalizácie metód regenerácie pre zvýšenie výkonnosti absorpčnej metódy.

Mnoho vedcov uskutočnilo výskum na optimalizáciu tokov absorpčného procesu, výber vhodných absorbentov a určenie optimálnych prevádzkových parametrov, čím sa dosiahol rad významných výsledkov. Liao Changjian a kol. využili softvér ASPEN PLUS na vykonanie-hĺbkovej analýzy procesu nízkoteplotnej absorpcie nafty pre ropu a plyn, pričom optimalizovali viaceré parametre vrátane teploty, tlaku, pomeru kvapaliny-k-plynu, výšky obalovej vrstvy a vlastností nafty. Po optimalizácii celková miera regenerácie uhľovodíkov z výfukových plynov presiahla 95 %. Li Yuzhong a kol. skonštruovali procesný tok tlakovej absorpcie a zistili, že tlaková absorpcia účinne zlepšuje účinnosť absorpcie a znižuje výstupnú koncentráciu. Pri natlakovaní na 0,2 MPa bol absorpčný efekt optimálny. Niu Ruiping a kol. poukázal na to, že optimalizácia toku absorpčného procesu, zníženie koncentrácie absorpčnej kvapaliny a výber vhodných absorpčných kvapalín, to všetko prispieva k zlepšeniu účinnosti absorpcie. Cai Yawen [54] vykonal optimalizovaný návrh procesu obnovy absorpcie. Experimentálne štúdie odhalili, že vplyv troch faktorov-typu absorbentu, objemu rozstreku absorpčnej kvapaliny a teploty výparov ropy-na absorpciu výparov surovej ropy postupne klesá. Výber absorbentov musí komplexne zohľadňovať faktory, ako je ich rozpustnosť v olejových výparoch, výkon regenerácie, nákladové dôsledky a sekundárne znečistenie. Tieto viaceré faktory obmedzujú výber absorpčných materiálov a ich široké použitie. Výskum absorpčných metód sa zameria na vývoj nových, účinných, ekologických a úsporných absorbentov, štúdium efektívnejších regeneračných technológií na zníženie nákladov a znečistenia, skúmanie metód integrovanej úpravy ropy a plynu s nízkou koncentráciou s inými technológiami a rozšírenie rozsahu aplikácie.

Membránová separácia je fyzikálna separačná metóda, ktorá využíva preferenčnú priepustnosť špecifických polymérnych membránových materiálov pre molekuly ropy a plynu. Vytvorením tlakového rozdielu cez membránu molekuly uhľovodíkov, ktoré sú ľahko rozpustné v membráne, migrujú z vysoko-tlakovej strany na nízko-tlakovú stranu, zatiaľ čo vzduchové zložky sú zadržiavané na povrchu membrány v dôsledku ich neschopnosti prejsť, čím sa dosiahne účinná separácia organických zlúčenín zo vzduchu. Technológia membránovej separácie ponúka výhody, ako je nízka spotreba energie, kompaktný pôdorys, jednoduchá obsluha a žiadne sekundárne znečistenie, vďaka čomu je vhodná na regeneráciu ropy a plynu s rôznymi koncentráciami a prietokmi.

Technológia membránovej separácie sa čoraz viac uplatňuje v oblasti získavania ropy a plynu. Zheng Fei a kol. vykonali komparatívnu analýzu dvoch bežných membránových separačných technológií-špirálových{3}}vinutých a stohovaných-a zistili, že obe technológie sa vyznačujú jednoduchou obsluhou, priamymi procesnými tokmi, stabilným výkonom a vysokou účinnosťou spracovania, vďaka čomu sú vhodné pre čerpacie stanice s nízkymi rýchlosťami vyparovania ropy a plynu alebo s obmedzeným priestorom. Shen Yunhui študoval princípy, tok procesov a účinnosť regenerácie membránovej-technológie obnovy. Výsledky ukázali, že membránová technológia demonštruje širokú použiteľnosť a vysokú účinnosť pri získavaní „troch benzénov“ ropy a plynu v rafinérskom a chemickom priemysle. Li Hongwei a kol. sa zaoberala problematikou vysokého obsahu vody v absorbente a vysokej teploty absorbentu v lete

, navrhol technológiu kritickej absorpcie pri nízkych{0}}teplotách na riešenie problému vysokých teplôt, nahradil odstraňovač hmly v hornej časti absorpčnej veže a pridal filter na separáciu vody pred membránu, aby sa vyriešil problém s vysokým obsahom vlhkosti. To malo za následok nižšie koncentrácie emisií výfukových plynov a miery regenerácie olejových výparov presahujúce 95 %. Výber a vývoj separačných membránových materiálov sú kľúčové výskumné zamerania v membránovej separačnej technológii. V súčasnosti sa neustále objavujú nové membránové materiály, ktoré výrazne poháňajú pokrok v technológii membránovej separácie. Suo Jizhan et al., Zhou Shiyi a Gao Feng predstavili princípy permeačnej odparovacej membránovej separačnej technológie a jej aplikácie v petrochemickom priemysle, pričom zdôraznili jej výhody jednoduchého procesu, vysokej ekonomickej efektívnosti a silnej stability. Wei Xin a kol. uskutočnili experimenty s použitím vysoko-polymérových membrán s polyvinylidénfluoridovými plochými fóliami ako základnou membránou, pričom sa do modifikovanej polydimetylsiloxánovej funkčnej vrstvy zaviedli anorganické častice na zvýšenie separačnej účinnosti aromatických uhľovodíkov. Pri úprave procesných výfukových plynov s veľkými výkyvmi koncentrácie a vysokým zaťažením dokáže táto technológia stabilne kontrolovať hmotnostnú koncentráciu celkových nemetánových uhľovodíkov pod 80 mg/m³, zatiaľ čo hmotnostné koncentrácie benzénu, toluénu a xylénu sú nižšie ako 4, 15 a 20 mg/m³, čo spĺňa emisné normy. Yang Chengcheng sa podieľal na vývoji perfluórovanej AF kompozitnej membrány zo skleneného materiálu, ktorá dokáže splniť emisné požiadavky čerpacích staníc pre malé objemy úpravy a zmiešané plyny s objemovým podielom vstupného ropného plynu 10 % až 30 %.

Mnohí vedci vykonali-hĺbkové štúdie o faktoroch ovplyvňujúcich účinnosť regenerácie technológie membránovej separácie a jasne zistili, že faktory ako teplota, tlak a koncentrácia suroviny majú významný vplyv na efektivitu regenerácie. Presným riadením týchto faktorov je možné optimalizovať efekt obnovy. Xie Lingling a kol. poukázal na to, že zvýšená teplota prostredia spôsobuje, že membránové separačné jednotky fungujú nad kapacitu, čo vedie k emisiám prekračujúcim normy, čo možno vyriešiť pridaním ďalších membránových separačných jednotiek. Lu Yongliang a Liu Yuwei skúmali kľúčové faktory ovplyvňujúce membránovú technológiu pri ťažbe ropy a plynu, pričom zistili, že precíznou kontrolou teploty, tlaku a koncentrácie prívodu môže membránová technológia účinne zvýšiť rýchlosť ťažby ropy a plynu. Jia Qiongqing analyzoval, že rýchlosť separácie organických uhľovodíkov možno zlepšiť zvýšením priepustnosti membrán VOC zložiek a zvýšením tlakového rozdielu pred a za membránou. Za predpokladu splnenia emisných noriem je možné vhodne zvýšiť objem výfukových pár olejových a plynových pár a zvýšiť vstupný tlak membrány, aby sa zlepšila separačná účinnosť membrány.

V súčasnosti technológia membránovej separácie čelí technickým výzvam, ako sú vysoké náklady, selektivita a stabilita membránového materiálu a čistenie a výmena membrán [68]. Technológia membránovej separácie by mala pokračovať vo vývoji nízko{2}}nákladových, vysoko{3}}selektívnych a-stabilných membránových materiálov, znižovať náklady a zlepšovať výkon prostredníctvom inovatívnych procesov prípravy a optimalizovaných formulácií. Súčasne by sa mali vyvinúť účinné technológie čistenia a údržby membrán, aby sa účinne odstránili znečisťujúce látky, predĺžila sa životnosť membrány a skrátili sa prestoje.