2.2 Entegre Petrol ve Gaz Geri Kazanım Teknolojisi
Petrol ve gaz geri kazanım verimliliği, emisyon standartları, güvenlik ve ekonomik uygulanabilirlik gereksinimleri artmaya devam ettikçe, petrol ve gaz geri kazanım teknolojisi araştırmaları ve uygulamaları daha verimli, uygun maliyetli ve entegre çözümlere doğru-gelişiyor. Tek-teknoloji yaklaşımları bu talepleri karşılamakta giderek yetersiz kalıyor. Bu kurtarma teknolojilerinden geliştirilen iki-aşamalı veya çok-aşamalı entegre süreçler, birden fazla tekniğin avantajlarını birleştirerek operasyonel güvenliği sağlarken maliyetleri düşürebilir ve giderek katılaşan emisyon standartlarını karşılayabilir. Şu anda, iki-aşamalı entegre süreçler, yoğunlaşma + adsorpsiyon, yoğunlaşma + membran ayırma ve absorpsiyon + adsorpsiyonu içerir. Bu iki{12}aşamalı entegre süreçlere ek olarak, çok{13}}aşamalı entegre süreçler de sürekli olarak gelişmektedir. Çok aşamalı petrol ve gaz geri kazanım teknolojisi, farklı konsantrasyonlardaki petrol ve gazın arıtılması için farklı teknolojilerin özelliklerini kullanır; yüksek verimlilikte geri kazanım ve kullanım elde etmek için yüksek konsantrasyonlu petrol ve gaz, farklı işleme aşamalarından sırayla geçer. Tek-aşamalı veya iki{20}}aşamalı kurtarma teknolojileriyle karşılaştırıldığında, çok-aşamalı petrol ve gaz kurtarma teknolojisi, teknolojik çeşitlilik açısından önemli avantajlar sunar ve aynı zamanda fiili üretim ve kullanım sırasında teknoloji seçiminde daha fazla esnekliğe olanak tanır. Şu anda, çok-aşamalı entegre süreçler, diğerlerinin yanı sıra, yoğunlaşma + membran ayırma + adsorpsiyon, yoğunlaşma + adsorpsiyon + katalitik yanma ve yoğuşma + emme + adsorpsiyonu içerir. Ancak, çoğunlukla deneysel araştırma veya ön uygulama aşamasında olan çok aşamalı entegre süreçlere ilişkin sınırlı araştırma nedeniyle, kapsamlı bir incelemeyi destekleyecek sistematik veri ve olgun vaka çalışmaları eksikliği bulunmaktadır. Gelecekte, araştırmalar derinleştikçe ve teknoloji olgunlaştıkça, çok aşamalı entegre süreçlerin petrol ve gaz geri kazanımı alanında daha geniş bir uygulama alanı bulması bekleniyor. Aşağıda iki-aşamalı entegre süreçlere odaklanılacaktır.
2.2.1 Yoğunlaştırma Yöntemi + Adsorpsiyon Yöntemi
Yoğunlaştırma yöntemi + adsorpsiyon yöntemi petrol ve gaz geri kazanım işlemi, benzin istasyonlarında yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu entegre süreç, yüksek konsantrasyonlu petrol ve gazla çalışırken yoğunlaştırma yönteminin istikrarlı ve verimli özelliklerinden yararlanırken-adsorpsiyon yöntemi, petrol ve gaz hacim fraksiyonunu çok düşük bir aralıkta kontrol edebilir. Bu, yoğuşma teknolojisinin yüksek maliyetleri ve işletme giderleri gibi iki teknolojinin ayrı ayrı kullanılmasıyla ilişkili sorunların yanı sıra yüksek-konsantrasyonlu gazları işlemek için adsorpsiyon teknolojisini kullanırken güvenlik endişelerini ortadan kaldırır. Chen Yunfeng ve Li Zhezhen, benzin istasyonlarında yoğunlaşma-entegre proses petrol ve gaz geri kazanım sisteminin uygulanmasından sonra, bunun petrol ve gaz kayıplarını, çevre kirliliğini ve ilk yatırımı azaltabileceğini ve aynı zamanda benzin istasyonlarının güvenliğini ve güvenilirliğini artırabileceğini belirtti. Mevcut yoğuşma + adsorpsiyon yağı ve gaz geri kazanım işlemi, oldukça verimli bir geri kazanım yöntemidir. Bu süreç üzerine yapılan araştırmalar, enerji verimliliğinin ve petrol ve gaz geri kazanım oranlarının iyileştirilmesi açısından önemli bir değere sahiptir. Çok sayıda bilim insanı, süreç ekipmanını optimize etmeyi amaçlayan{11}simülasyon ve deneme yoluyla derinlemesine çalışmalar yürüttü. Araştırmalar, bu sürecin %99 veya daha yüksek petrol ve gaz geri kazanım oranlarına ulaşabileceğini gösteriyor. Huang Weiqiu ve ark. Aspen simülasyon yazılımını ve deneysel yöntemleri kullanarak yoğuşma yöntemi + adsorpsiyon yöntemi petrol ve gaz arıtma teknolojisini inceledi ve bu teknolojinin, 11,2 g/m³'te kontrol edilen egzoz gazı kütle konsantrasyonuyla %99,2'lik bir petrol ve gaz geri kazanım oranına ulaşabileceğini buldu. Fu Suhong ve diğerleri. entegre bir yoğunlaşma ve reçine adsorpsiyon geri kazanım prosesi kullanan bir petrol ve gaz geri kazanım cihazı geliştirdi. Pratik uygulamalarda, yayılan petrol ve gazın kütle konsantrasyonu %99'luk bir geri kazanım oranıyla 5 g/m³'ün altına düşürülebilir ve enerji tüketimi benzer ürünlere göre %10 daha düşüktür. Shi Li ve diğerleri. entegre bir petrol ve gaz yoğunlaşma ve adsorpsiyon geri kazanım süreci önerdi ve geri kazanım verimliliğini simülasyon ve deneysel çalışmalarla doğruladı. Cihaz, çıkıştaki petrol ve gazın kütle konsantrasyonunun 7,7 g/m³'ün altında olmasıyla standartları karşılayarak %99'luk bir petrol ve gaz geri kazanım oranına ulaşıyor. Jing Haibo ve diğerleri. yoğunlaşma, adsorpsiyon, katalitik yanma ve amonyaklı su emmeli soğutma teknolojilerini birleştiren entegre bir petrol ve gaz geri kazanım sistemi geliştirdi. Araştırmalar, ikincil yoğunlaşma sıcaklığı arttıkça sistemin geri kazanım oranının ve enerji tüketiminin azaldığını, enerji tüketiminin geleneksel yoğunlaşma-adsorpsiyon işlemlerine kıyasla yaklaşık %30 oranında azaldığını ve geri kazanım oranının da yaklaşık %2 azaldığını göstermektedir. Zhang Yanxin, aktif karbon adsorpsiyon-yoğunlaşma geri kazanım süreci parametrelerinde yoğunlaşma sıcaklığını optimize etti. Optimizasyondan sonra, ön-soğutucu sıcaklığı 0°C'ye, birinci-kademe kondenser sıcaklığı -20°C'ye ve ikinci-aşama kondenser sıcaklığı -45°C'ye ayarlandı ve %99'luk bir petrol ve gaz geri kazanım oranı elde edildi. Zhang Lu, aktif karbon adsorpsiyonu ve -40°C düşük-sıcaklıkta yoğuşma yöntemini kullanan birleşik bir petrol ve gaz geri kazanım cihazı geliştirdi. Bu cihazın kullanımından sonra ortam sıcaklığındaki hafif motorinin geri kazanım oranının %95'i aştığı hesaplanmıştır. Xu Dongsheng ve diğerleri. soğuk kademeli-tip üç-aşamalı yoğuşma adsorpsiyonlu birleştirilmiş petrol ve gaz geri kazanım cihazı önerdi. Ön soğutucuyu soğutmak için üçüncü aşamadan kalan ısıyı kullanarak, ilk{86}}aşama soğuk kutusunu 1'e 1 bekleme konfigürasyonunda A ve B aşamalarıyla tasarlayarak ve kademeli sıkıştırmalı soğutma sistemi ekleyerek, optimize edilmiş sıcaklık kontrolü elde ettiler. Operasyonel sonuçlar, petrol ve gaz geri kazanım oranının %98,80'e ulaştığını, egzoz gazı emisyon konsantrasyonunun 11.415 g/m³'e, enerji tüketiminin ise 145 kW/saat'ten 130 kW/saat'e düştüğünü gösterdi. Su Lushu ve ark. petrol ve gaz yüklemesi sırasında "kükürt giderme + yoğunlaşma + adsorpsiyon" şeklinde birleşik bir petrol ve gaz geri kazanım süreci uyguladı ve emisyon standartlarını karşıladıktan sonra yerinde egzoz gazı emisyonu elde edebileceğini buldu. Pan Taixing ve ark. Yoğuşma yöntemi + adsorpsiyon yöntemi geri kazanım sürecini analiz etti ve bu sürecin yalnızca verimli emisyon kontrolünde mükemmel performans sergilemekle kalmayıp aynı zamanda kapsamlı egzoz gazı arıtımında, kaynak geri kazanımında ve enerji tasarrufunda, gaz kaybının azaltılmasında ve güvenlik ve güvenilirlikte belirli avantajlara sahip olduğu sonucuna vardı. Gerçek uygulamada, yoğunlaşma ve adsorpsiyon süreçlerinin sinerjik optimizasyonu zorludur ve iki sürecin optimal eşleşmeye ulaşması zordur, bu da geri kazanım verimliliğindeki genel iyileşmeyi sınırlandırır. Mevcut proses ekipmanı, farklı çalışma koşulları altında petrol ve gazla çalışırken uyarlanabilirlikten yoksundur ve petrol ve gaz konsantrasyonları önemli ölçüde dalgalandığında geri kazanım verimliliği istikrarsız hale gelir. Gong Zhonghao, şu anda piyasada kullanımda olan yoğunlaştırma yöntemi + adsorpsiyon yöntemi petrol ve gaz geri kazanım süreci üzerine araştırma yaptı ve mevcut sorunları belirledi. Şu anda piyasada bu proses için yoğunlaşma sıcaklığı genel olarak -80°C'yi aşıyor ve bu da çıkışta C3 bileşenlerinin konsantrasyonunda kademeli bir artışa yol açıyor; adsorpsiyon bölümünün vakum ekstraksiyon kapasitesi yetersizdir, bu da adsorbanın etkili desorpsiyona ulaşmasını zorlaştırır; ve arka uçtaki küçük aktif karbon adsorpsiyon tankları, ön uçtaki yoğuşmadan sonra düşük konsantrasyonlu organik bileşiklerin arıtma gereksinimlerini karşılayamaz. Gelecekteki araştırmalar, yoğuşma ve adsorpsiyon arasındaki bağlantı mekanizmasının derinlemesine araştırılmasına ve farklı çalışma koşullarına uyarlanabilirliği artırmak için modüler, akıllı ekipmanların geliştirilmesine odaklanmalıdır.
