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石油与天然气化工

第38卷第4期CHEMICALENGINEERINGOFOILGAS313

利用Aspen模拟软件优化冷凝法油气回收工艺

黄维秋彭群李贝贝

(江苏工业学院油气储运技术省重点实验室)

摘要利用Aspen模拟软件研究了冷凝法油气回收率与系统能耗的关系，并对冷凝回收工艺进行了优化。研究结果认为：油气回收工艺宜设计为三段制冷工艺。当其制冷温度依次为2℃、-30℃及-80℃时，即可以确保国家规定的95%以上的回收率，且系统能耗几乎控制在最低；当其制冷温度依次为2℃、-30℃及-120℃时，回收率可高达99.62%,而系统能耗不会剧增。

关键词油气回收冷凝Aspenplus模拟软件

DOI:10.3969/j.issn.1007—3426.2009.04.012

石油、石化、涂料、交通、电子等行业在生产、储运、销售、使用汽油等轻质油品的过程中，存在严重的油气排放。油气回收技术可用来控制油气蒸发排放并回收有价值资源。随着《储油库大气污染物排放标准》等三个国家标准〔1-3〕的颁布实施，国内对各种场合油气排放将采取更实质性的监督及治理，以满足健康、安全、环保、节能减排等方面的要求。目前，油气回收方法主要有吸附法、吸收法、冷凝法及

膜法等，各种方法都具有优缺点及适用范围4。油气冷凝回收系统(VaporCondensationRecoverySystem,VCRS)是利用制冷剂通过热交换器进行冷凝分离油气和空气混合气，并可直接回收到油品，无二次污染，但因投资成本和运行费用较高，难以得到推广。本文利用Aspenplus11.1模拟软件，研究冷凝法油气回收率与系统能耗的关系，并优化冷凝回收工艺，进而为推广应用提供技术支撑。

表1油气冷凝回收系统进口油气组成

油气体积分数，%

样品C?C?CCiC.nC.1-iC,iC.t-2-C:c-2-CiC.nC∑CC∑HC①∑Air

S?0.010.160.952.030.830.600.330.500.690.718.691.224.852.3523.9276.0

S?0.040.220.022.145.581.310.750.450.710.890.8710.831.425.4430.6769.33Ss0.000.121.594.151.380.941.010.550.860.9412.771.886.401.9434.5365.36S0.402.652.410.926.413.576.010.103.012.306.9342.8757.13

注：①表示油气中轻烃组分的体积分数之和；②表示油气中空气的体积分数之和。

1油气回收率影响因素分析

1.1冷凝法油气回收模型

通过计算比较，选择Aspen模拟软件中的PR—BM方法作为整个系统的热力学计算方法，选用Flash2闪蒸模型来模拟冷凝机，其进口油气参数依据文献[5,6],选取具有代表性的四组样品S?~S?,见表1。图1为油气冷凝回收模拟流程图。

3

冷凝器模块

冷凝器模块

B1

21-油气进口物流

2

2-冷凝器B?液相出口物流

3-冷凝器B气相出口物流

图1油气冷凝回收模拟流程图

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314利用Aspen模拟软件优化冷凝法油气回收工艺2009

1.2回收率随冷凝温度的变化

利用Aspen模拟油气冷凝回收过程，则Aspen可输出各个冷凝温度下进、出口油气的质量流量，从而根据公式(1)可计算出对应的油气回收率。图2为4组油气样品回收率η随冷凝温度t变化曲线。

(1)

式中：Gm、Gau分别为冷凝器进、出口油气质量流量，kg/s;η为油气质量回收率，%。

100

90

回收率,

回收率,%

70

S1S2

S1

S2

S3

S4

-100-80-60-40-200