Šiuo metu kondensacijos metodas vis dar susiduria su tam tikrais techniniais iššūkiais jį plėtojant, nes energijos suvartojimas padidėja daugiau nei 10%, palyginti su skystu azotu aušinant.
Viena vertus, kondensacijos metodo įrangos sąnaudos ir eksploatacinės sąnaudos yra gana didelės, ypač kai siekiama žemesnės kondensacijos temperatūros, kad būtų pagerintas regeneravimo greitis, o tai žymiai padidina energijos sąnaudas ir riboja didelio masto{0}} taikymą. Mechaniniai kondensacijos metodai turi aukštesnę aušinimo temperatūrą, todėl sunku laikytis vis griežtesnių emisijos standartų. Nors skysto azoto kondensavimo metodai užtikrina žemesnę aušinimo temperatūrą, skystas azotas yra brangus, o jo saugojimas ir transportavimas kelia tam tikrą pavojų saugai. Kita vertus, praktiškai reikia tobulinti kondensacijos įrangos prisitaikymą prie įvairių naftos ir dujų eksploatavimo sąlygų. Pavyzdžiui, dideli naftos ir dujų sudėties ir srauto svyravimai gali turėti įtakos regeneravimo efektyvumo stabilumui. Ateityje kondensavimo metodai bus sutelkti į efektyvios ir energiją taupančios{6} kondensacijos įrangos ir procesų kūrimą, tiriant naujus šaldymo ciklus ir didelio{7}}efektyvumo šilumokaičių technologijas, kad būtų sumažintos įrangos sąnaudos ir eksploatacinės energijos sąnaudos. Technologinės integracijos srityje turėtų būti atliekami tolesni tyrimai, kaip racionaliau integruoti kondensacijos metodus su kitomis naftos ir dujų regeneravimo technologijomis, kad būtų pasiektas sinerginis poveikis ir padidintas bendras regeneravimo efektyvumas.
2.1.2
Adsorbcijos metodas
Adsorbcijos metodas naudoja adsorbentų adsorbcijos gebą, kad atskirtų skirtingus mišinio komponentus. Šiame procese adsorbento paviršius užfiksuojamas vienas ar daugiau komponentų, o atskyrimas pasiekiamas adsorbentui adsorbuojant naftos ir dujų molekules. Adsorbcijos metodas pasižymi paprastu procesu ir mažu energijos suvartojimu [33]. Be to, šis metodas gali veiksmingai atgauti organinius tirpiklius ir perdirbti adsorbentus, parodydamas reikšmingus aplinkos apsaugos ir išteklių tausojimo pranašumus. Adsorbcija yra veiksminga apdorojant mažos-koncentracijos naftą ir dujas, todėl geriau tinka naudoti naftos ir dujų perdirbimo procese, kur ją galima integruoti su kitomis technologijomis, kad būtų sukurta visapusiška valymo sistema.
Norint žymiai pagerinti adsorbcijos efektyvumą, labai svarbu atlikti nuodugnius adsorbentų savybių tyrimus-. Šiuo metu dažniausiai naudojami adsorbentai yra aktyvuota anglis, silikagelis, aktyvintas aliuminio oksidas, molekuliniai sietai, anglies analizės sietai ir aktyvintos anglies pluoštai, kurių kiekvienas turi savo unikalias savybes. Be to, siekiant daugiau pasiekti, buvo atlikti kai kurių naujų adsorbuojančių medžiagų tyrimai ir plėtra
efektyvios ir aplinką tausojančios adsorbcijos technologijos. Huang Weiqiu ir kt. apžvelgė kelių dažniausiai naudojamų naftos ir dujų adsorbentų, įskaitant aktyvuotą anglį, aktyvintos anglies pluoštą, hidrofobinį ceolitą / mezoporinius molekulinius sietus ir hidrofobinį silikagelį, adsorbcijos efektyvumą ir modifikavimo būdus. Jie pasiūlė, kad būsimi tyrimai turėtų būti sutelkti į naujų adsorbentų, sudėtinių adsorbentų ir adsorbentų struktūros kūrimą. Xu Wei ir kt. sistemingai aptarė aktyvintos anglies adsorbcijos technologijos taikymą LOJ apdorojimui, įskaitant slėgio svyravimo adsorbciją, aukštos{5}}temperatūrinės adsorbcijos, temperatūros-slėgio svyravimo adsorbciją ir elektrinės adsorbcijos metodus. Adsorbentų paviršiaus cheminis modifikavimas gali pakeisti jų adsorbcijos gebėjimą ir selektyvumą LOJ atžvilgiu. Adsorbato molekulinio dydžio ir aktyvintos anglies porų dydžio pasiskirstymo atitikimas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos adsorbcijos efektyvumui. Proceso parametrai adsorbcijos operacijų metu (temperatūra, dujų koncentracija ir srautas), aplinkos sąlygos (drėgmė, slėgis) ir mišrių dujų sudėtis daro didelę įtaką adsorbcijos procesui. Xue Mengting ir kt. aprašė skirtingų molekulinių sietų konfigūracijų įtaką LOJ adsorbcijai išmetamosiose dujose. Kubiniai{13}}konfigūruoti molekuliniai sietai pasižymi geriausiu LOJ adsorbcijos našumu, o po to šešiakampių{14}}konfigūruotų molekulinių sietų, o ortorombinių ar monoklininių{15}}konfigūruotų sietų adsorbcijos efektyvumas paprastai yra vidutinis. Mikroporiniai molekuliniai sietai tinka mažoms -molekulėms LOJ, o mezoporiniai molekuliniai sietai tinka didelėms -molekulėms LOJ. Feng Yongchao mano, kad dėl unikalios porų struktūros ir reguliuojamo silicio dioksido -aliuminio oksido santykio MFI- tipo molekuliniuose sietuose jie yra perspektyvūs LOJ šalinimo programoms. Tačiau dabartiniai iššūkiai apima hidrofobinės LOJ adsorbcijos ir katalizinio aktyvumo pusiausvyrą, taip pat mažą apkrovos greitį ir lengvą išjungimą dėl aktyvių komponentų sodrinimo išoriniame nešiklio paviršiuje. Siekiama išspręsti šias problemas racionaliai projektuojant metalo buvimo formą ir modifikuojant nešiklio elementinę sudėtį.
Wang Yingxia ir kt. ištirtos silikagelio modifikavimo sąlygos, siekiant padidinti benzino garų adsorbcijos efektyvumą ir sumažinti vandens absorbciją. Jie nustatė, kad naudojant vyno rūgštį kaip modifikatorių, kurios terminio apdorojimo temperatūra yra 550–650 °C ir apdorojimo laikas
3–10 val., o kaitinant 3–10 °C/min greičiu, galima pasiekti optimalius rezultatus. Be to, modifikuoto silikagelio desorbcijos greitis didėja esant didesniam vakuumo slėgiui, aukštesnei temperatūrai ir ilgėjant desorbcijos ciklams.
Adsorbcijos agentų regeneravimo technologija vaidina lemiamą vaidmenį didinant adsorbcijos metodų tvarumą, ekonominį efektyvumą ir ekologiškumą. Tradicinės adsorbcijos agentų regeneravimo technologijos dažnai turi didelių trūkumų, tokių kaip mažas efektyvumas, didelės sąnaudos ir poveikis aplinkai. Mokslininkai atliko išsamius regeneravimo technologijų tyrimus. Šiuo metu įprasti aktyvuotos anglies regeneravimo metodai apima terminį regeneravimą, oksidacinį regeneravimą, ekstrahavimą tirpikliu, biologinį regeneravimą, superkritinio skysčio regeneravimą, mikrobangų švitinimo regeneraciją, ultragarsinį regeneravimą ir fotokatalitinį regeneravimą. Huang Weiqiu ir kt. nustatė, kad alyvą ir dujas adsorbuojančios aktyvuotos anglies atveju keturių veiksnių -mikrobangų galia, švitinimo laikas, aktyvintos anglies kiekis ir vakuumo slėgis- įtaka regeneracijos efektyvumui ir nuostoliams ta tvarka mažėja. Nustatyta, kad optimalios eksperimento sąlygos yra 300 W mikrobangų galia, 240 s švitinimo laikas, 4 g aktyvintos anglies kiekis ir 0,06 MPa vakuuminis slėgis. Zhang Yuzhou [41] apžvelgė trijų aspektų, -būdingų aktyvintosios anglies savybių, skirtingų adsorbatų ir kintančių valdymo sąlygų-įtaką mikrobangų regeneracijai, pabrėždamas, kad norint plėtoti mikrobangų regeneraciją, būtina atlikti išsamų šių trijų aspektų tyrimą. Han Yingjie ir kt. apibendrino mikrobangų -regeneruotos aktyvintosios anglies technologijos kūrimo ypatybes, nustatydama veiksnius, turinčius įtakos mikrobangų regeneravimo metodui, įskaitant mikrobangų galią, nešančiųjų dujų atmosferą, regeneracijos laiką, adsorbento tipą ir adsorbatą.
Sun Xianhang ir kt. paaiškino superkritinio aktyvintos anglies CO₂ regeneracijos mechanizmą, apibendrindamas dabartinę LOJ desorbcijos mechanizmo tyrimų būklę trimis aspektais: slėgio, temperatūros ir srauto greičiu. Jie nustatė mikroskopinį LOJ desorbcijos mechanizmą veikiant superkritiniam CO₂ ir LOJ masės perdavimo koeficientų skaičiavimo modelį aktyvintoje anglyje po desorbcijos. Li Yichenas, atlikęs lyginamuosius tyrimus, nustatė, kad mikrobangų -vakuuminio susieto regeneravimo technologija, apimanti pertraukiamą mikrobangų-vakuuminės izoterminės desorbcijos apdorojimą su 4,5-minutės vakuuminio ciklo procesu ir 0,5-minutės azoto procesu, yra optimalus vakuuminio pertraukos veikimo metodas. alyvos,{11}}turinčios aktyvuotos anglies. Hu Minggang sukūrė pirmos eilės daugiamatį pilkos spalvos prognozavimo modelį. Šis modelis buvo pritaikytas prognozuoti adsorbcijos pagrindu veikiančių naftos ir dujų regeneravimo įrenginių veikimą, įrodantį gerą nuspėjamąjį efektyvumą. Jame pateikiamos svarbios gairės, kaip nustatyti optimalų aktyvintos anglies keitimo laiką ir modifikuoti bei optimizuoti naftos ir dujų adsorbcijos regeneravimo įrenginius.
Daugybė mokslininkų savo tyrimais pasiekė tam tikrų rezultatų. Chen Yaosi pridėjo aušinimo įrenginį prie esamo naftos ir dujų adsorbcijos regeneravimo įrenginio ir, atlikęs eksperimentinę analizę, padarė išvadą, kad adsorbuotos alyvos išleidimo temperatūra buvo kontroliuojama nuo -5 iki 5 °C.
atitinka emisijos reikalavimus. DWIVEDI ir kt. ištyrė proveržio adsorbcijos analizę vamzdiniuose reaktoriuose ir nustatė, kad LOJ tūrio daliai didėjant nuo 5000 × 10⁻⁶ iki
50 000 × 10⁻⁶, prasiskverbimo laikas žymiai sumažėja. Norint regeneruoti aktyvintąją anglį, reikalingas kaitinimas iki 120–150 °C temperatūros diapazono ir 45–60 minučių regeneravimo laikas, kad būtų visiškai regeneruota aktyvuota anglis, iš anksto subalansuota LOJ, kurios tūrio dalis yra 8 000 × 10⁻⁶. Qiu Wenwu ir kt. ištyrė dvigubos{14}}bokštės naftos ir dujų adsorbcijos efektyvumą, kaip adsorbentus naudodamas silikagelį ir aktyvuotą anglį. Iš pradžių nafta ir dujos adsorbuojamos buferiu, o po to vyksta slėgio svyravimo adsorbcijos etapas. Atlikus eksperimentinius aparatūros bandymus, buvo nustatyta, kad slėgio svyravimo adsorbcijos sistemoje, kurioje yra 400 kg adsorbento, skysta alyva ir dujos gali būti adsorbuojamos 20–46 l/h greičiu, o angliavandenilių emisijos tūrio koncentracija yra tik 0,01%.
Šiuo metu adsorbcijos metodai susiduria su dviem pagrindiniais iššūkiais išgaunant naftą ir dujas: nepakankamas selektyvus adsorbentų adsorbcijos pajėgumas ir tradicinių regeneravimo technologijų defektai. Adsorbentai pasižymi prastu selektyviu konkrečių naftos ir dujų komponentų adsorbcijos pajėgumu, o tai turi įtakos bendram regeneravimo efektyvumui ir sunkiai atgauna tikslines naftos ir dujų molekules sudėtingose naftos ir dujų kompozicijose; Tradicinės adsorbentų regeneravimo technologijos yra neefektyvios, brangios ir gali sukelti antrinę taršą, ribojančios adsorbcijos metodų tvarumą ir ekonominį gyvybingumą.
Todėl būsimi adsorbcijos tyrimai turėtų būti sutelkti į naujų adsorbentų, pasižyminčių dideliu selektyvumu, dideliu adsorbcijos pajėgumu ir ekologiškumu, kūrimą, tiksliai kontroliuojant medžiagos struktūrą ir paviršiaus savybes, siekiant padidinti specifinį naftos ir dujų molekulių adsorbcijos pajėgumą.
Todėl būsimi adsorbcijos metodų tyrimai turėtų būti sutelkti į naujų adsorbentų, pasižyminčių dideliu selektyvumu, dideliu adsorbcijos pajėgumu ir ekologiškumu, kūrimą; tiksliai kontroliuojame medžiagos struktūrą ir paviršiaus savybes, kad padidėtų specifinis naftos ir dujų molekulių adsorbcijos pajėgumas; atlikti nuodugnius regeneravimo mechanizmų tyrimus, siekiant sukurti efektyvias, nebrangias ir neteršiančias{2} regeneravimo technologijas; optimizuoti adsorbento struktūrą, siekiant pagerinti masės ir šilumos perdavimo efektyvumą bei adsorbento panaudojimo greitį; ir pagerinti adsorbcijos sistemos veikimą, kad būtų galima prisitaikyti prie skirtingų eksploatavimo sąlygų.
