Garų regeneravimo technologijos tyrimų apžvalga 3

Absorbcijos metodas atskiria naftos ir dujų komponentus pagal jų tirpumo absorbente skirtumus, atskiriant lengvuosius angliavandenilius, kurie lengvai tirpsta absorbente, nuo kitų sunkiai tirpstančių komponentų, taip išgaunant naftą ir dujas. Tinka apdoroti didelės-koncentracijos, vidutinio srauto-naftą ir dujas [47-48]. Šis metodas gali atgauti naudingus naftos ir dujų komponentus, tačiau gali susidurti su iššūkiais pasirenkant tinkamą absorbentą ir dėl to gali kilti problemų

antrinės taršos problemos. Absorbcijos metodo tyrimuose absorbento regeneravimo efektyvumas daro didelę įtaką metodo efektyvumui, ekonominėms sąnaudoms, gamybos proceso stabilumui ir saugumui. Šiuo metu naudojami įvairūs absorbentų regeneravimo būdai

studijavo ir taikė. Zheng Zongneng ir kt. pristatė dažniausiai naudojamus absorbentų regeneravimo metodus, įskaitant šildymo desorbciją, vakuuminę desorbciją, ultragarsinę desorbciją, neigiamo slėgio desorbciją ir mikrobangų spinduliuotės desorbciją, taip pat integruotus regeneravimo metodus, jungiančius šildymą ir vakuumą, mikrobangų kaitinimą ir vakuumą, ultragarsą ir vakuumą bei ultragarsą ir mikrobangų krosnelę. Tyrimai parodė, kad metodų integravimas dažnai pagerina regeneracijos efektyvumą, dar labiau patvirtindamas regeneravimo metodų optimizavimo svarbą, siekiant pagerinti absorbcijos metodo veikimą.

Daugybė mokslininkų atliko tyrimus, siekdami optimizuoti absorbcijos proceso srautus, parinkti tinkamus absorbentus ir nustatyti optimalius veikimo parametrus, pasiekę daugybę reikšmingų rezultatų. Liao Changjian ir kt. naudojo ASPEN PLUS programinę įrangą, kad atliktų nuodugnią žemos-temperatūros naftos ir dujų absorbcijos proceso analizę, optimizuodama kelis parametrus, įskaitant temperatūrą, slėgį, skysčio- ir-dujų santykį, užpildymo sluoksnio aukštį ir dyzelino savybes. Po optimizavimo bendras angliavandenilių regeneravimo greitis išmetamosiose dujose viršijo 95%. Li Yuzhong ir kt. sukonstravo slėgio absorbcijos proceso srautą ir nustatė, kad slėginė absorbcija veiksmingai pagerina absorbcijos efektyvumą ir sumažina išėjimo koncentraciją. Esant slėgiui iki 0,2 MPa, sugerties efektas buvo optimalus. Niu Ruiping ir kt. pažymėjo, kad sugerties proceso srauto optimizavimas, absorbcinio skysčio koncentracijos mažinimas ir tinkamų sugeriamųjų skysčių parinkimas prisideda prie absorbcijos efektyvumo gerinimo. Cai Yawen [54] atliko optimizuotą absorbcijos atkūrimo proceso dizainą. Eksperimentiniai tyrimai atskleidė, kad trijų veiksnių-absorbento tipas, sugeriamojo skysčio purškimo tūris ir žalios naftos garų temperatūra-mažėja žalios naftos garų absorbcijai. Renkantis absorbentus, reikia visapusiškai atsižvelgti į tokius veiksnius kaip jų tirpumas naftos garuose, regeneravimo efektyvumas, sąnaudos ir antrinė tarša. Šie keli veiksniai riboja sugeriančių medžiagų pasirinkimą ir platų jų taikymą. Tiriant absorbcijos metodus daugiausia dėmesio bus skiriama naujų, veiksmingų, aplinkai nekenksmingų ir ekonomiškų absorbentų kūrimui, efektyvesnių regeneravimo technologijų, skirtų sąnaudoms ir taršai sumažinti, studijoms, mažos-koncentracijos naftos ir dujų integruoto apdorojimo su kitomis technologijomis metodų tyrinėjimui ir taikymo srities išplėtimui.

Membranų atskyrimas yra fizinio atskyrimo metodas, kai naudojamas konkrečių polimerinių membranų medžiagų pralaidumas naftos ir dujų molekulėms. Sudarant slėgio skirtumą membranoje, angliavandenilių molekulės, kurios lengvai tirpsta membranoje, migruoja iš aukšto{1}}slėgio pusės į žemo slėgio pusę, o oro komponentai išlieka membranos paviršiuje dėl jų nesugebėjimo prasiskverbti, taip efektyviai atskiriant organinius junginius nuo oro. Membraninio atskyrimo technologija pasižymi tokiais pranašumais kaip mažos energijos sąnaudos, kompaktiškas plotas, paprastas valdymas ir antrinės taršos nebuvimas, todėl ji tinkama išgauti įvairios koncentracijos ir srauto naftą ir dujas.

Naftos ir dujų regeneravimo srityje vis plačiau taikoma membranų atskyrimo technologija. Zheng Fei ir kt. atliko lyginamąją dviejų įprastų membranų atskyrimo technologijų -spiralinės-apvyniotos ir sukrautos-analizę ir nustatė, kad abi technologijos pasižymi paprastu valdymu, nesudėtingais proceso srautais, stabiliu veikimu ir dideliu apdorojimo efektyvumu, todėl jos tinka degalinėms, kuriose yra mažas naftos ir dujų garavimo greitis arba ribota erdvė. Shen Yunhui ištyrė membranos-atkūrimo technologijos principus, proceso eigą ir atkūrimo efektyvumą. Rezultatai parodė, kad membranų technologija demonstruoja platų pritaikomumą ir didelį efektyvumą išgaunant „trijų benzenų“ naftą ir dujas rafinavimo ir chemijos pramonėje. Li Hongwei ir kt. nagrinėjo didelio vandens kiekio absorbentuose ir aukštos sugeriamosios temperatūros problemas vasarą

, suprojektavo kritinės žemos temperatūros sugerties technologiją, kad išspręstų aukštos temperatūros problemą, pakeistas rūko šalintuvas absorbcinio bokšto viršuje ir prieš membraną pridėtas vandens atskyrimo filtras, siekiant išspręsti didelio drėgmės kiekio problemą. Dėl to išmetamųjų dujų koncentracija sumažėjo, o alyvos garų regeneravimo rodikliai viršijo 95%. Atskyrimo membranų medžiagų parinkimas ir kūrimas yra pagrindiniai membranų atskyrimo technologijos tyrimai. Šiuo metu nuolat atsiranda naujų membraninių medžiagų, kurios labai skatina membranų atskyrimo technologijos pažangą. Suo Jizhan ir kt., Zhou Shiyi ir Gao Feng pristatė prasiskverbimo garinimo membranos atskyrimo technologijos principus ir jos taikymą naftos chemijos pramonėje, pabrėždami jos paprastus procesus, aukštą ekonominį efektyvumą ir stiprų stabilumą. Wei Xin ir kt. atliko eksperimentus, naudojant aukšto -polimero membranas su polivinilidenfluorido plokščiais lakštais kaip pagrindine membrana, įnešdamas neorganines daleles į modifikuotą polidimetilsiloksano funkcinį sluoksnį, kad pagerintų aromatinių angliavandenilių atskyrimo efektyvumą. Apdorojant proceso išmetamąsias dujas su dideliais koncentracijos svyravimais ir didelės apkrovos sąlygomis, ši technologija gali stabiliai kontroliuoti ne-metano bendrųjų angliavandenilių masės koncentraciją, mažesnę nei 80 mg/m³, o benzeno, tolueno ir ksileno masės koncentracijos atitinkamai mažesnės nei 4, 15 ir 20 mg/m³, atitinkančios standartus. Yang Chengcheng dalyvavo kuriant perfluorintos AF stiklinės medžiagos kompozicinę membraną, kuri gali atitikti degalinių išmetamųjų teršalų reikalavimus mažiems valymo tūriams ir mišrioms dujoms, kurių įleidžiamų naftos dujų tūrio dalis yra nuo 10% iki 30%.

Daugelis mokslininkų atliko{0}}nuodugnius membranos atskyrimo technologijos regeneravimo efektyvumo veiksnių tyrimus ir aiškiai nustatė, kad tokie veiksniai kaip temperatūra, slėgis ir pašarų koncentracija turi didelę įtaką regeneravimo efektyvumui. Tiksliai kontroliuojant šiuos veiksnius, galima optimizuoti atkūrimo efektą. Xie Lingling ir kt. atkreipė dėmesį į tai, kad dėl padidėjusios aplinkos temperatūros membranos atskyrimo įrenginiai veikia viršijant pajėgumus, todėl išmetami teršalai viršija standartus, o tai gali būti pašalinta pridedant daugiau membranų atskyrimo įrenginių. Lu Yongliang ir Liu Yuwei ištyrė pagrindinius veiksnius, turinčius įtakos membranų technologijai išgaunant naftą ir dujas, ir nustatė, kad tiksliai kontroliuojant temperatūrą, slėgį ir tiekimo koncentraciją, membranos technologija gali veiksmingai padidinti naftos ir dujų regeneravimo greitį. Jia Qiongqing išanalizavo, kad organinių angliavandenilių atskyrimo greitį galima pagerinti padidinus LOJ komponentų membranos pralaidumą ir padidinus slėgio skirtumą prieš ir po membranos. Remiantis prielaida, kad būtų laikomasi išmetamųjų teršalų standartų, galima atitinkamai padidinti naftos ir dujų garų išmetamųjų dujų kiekį, o membranos įleidimo slėgį padidinti, kad būtų pagerintas membranos atskyrimo efektyvumas.

Šiuo metu membranų atskyrimo technologija susiduria su techniniais iššūkiais, tokiais kaip didelės sąnaudos, membranos medžiagų selektyvumas ir stabilumas bei membranų valymas ir keitimas [68]. Membranų atskyrimo technologija turėtų ir toliau kurti nebrangias-, didelio-selektyvumo ir didelio-stabilumo membranines medžiagas, mažinti sąnaudas ir gerinti našumą taikant naujoviškus paruošimo procesus ir optimizuotas formules. Tuo pačiu metu turėtų būti sukurtos veiksmingos membranų valymo ir priežiūros technologijos, kurios veiksmingai pašalintų teršalus, pailgintų membranos tarnavimo laiką ir sumažintų prastovų laiką.

Absorbcijos metodas atskiria naftos ir dujų komponentus pagal jų tirpumo absorbente skirtumus, atskiriant lengvuosius angliavandenilius, kurie lengvai tirpsta absorbente, nuo kitų sunkiai tirpstančių komponentų, taip išgaunant naftą ir dujas. Tinka apdoroti didelės-koncentracijos, vidutinio srauto-naftą ir dujas [47-48]. Šis metodas gali atgauti naudingus naftos ir dujų komponentus, tačiau gali susidurti su iššūkiais pasirenkant tinkamą absorbentą ir dėl to gali kilti problemų

antrinės taršos problemos. Absorbcijos metodo tyrimuose absorbento regeneravimo efektyvumas daro didelę įtaką metodo efektyvumui, ekonominėms sąnaudoms, gamybos proceso stabilumui ir saugumui. Šiuo metu naudojami įvairūs absorbentų regeneravimo būdai

studijavo ir taikė. Zheng Zongneng ir kt. pristatė dažniausiai naudojamus absorbentų regeneravimo metodus, įskaitant šildymo desorbciją, vakuuminę desorbciją, ultragarsinę desorbciją, neigiamo slėgio desorbciją ir mikrobangų spinduliuotės desorbciją, taip pat integruotus regeneravimo metodus, jungiančius šildymą ir vakuumą, mikrobangų kaitinimą ir vakuumą, ultragarsą ir vakuumą bei ultragarsą ir mikrobangų krosnelę. Tyrimai parodė, kad metodų integravimas dažnai pagerina regeneracijos efektyvumą, dar labiau patvirtindamas regeneravimo metodų optimizavimo svarbą, siekiant pagerinti absorbcijos metodo veikimą.

Daugybė mokslininkų atliko tyrimus, siekdami optimizuoti absorbcijos proceso srautus, parinkti tinkamus absorbentus ir nustatyti optimalius veikimo parametrus, pasiekę daugybę reikšmingų rezultatų. Liao Changjian ir kt. naudojo ASPEN PLUS programinę įrangą, kad atliktų nuodugnią žemos-temperatūros naftos ir dujų absorbcijos proceso analizę, optimizuodama kelis parametrus, įskaitant temperatūrą, slėgį, skysčio- ir-dujų santykį, užpildymo sluoksnio aukštį ir dyzelino savybes. Po optimizavimo bendras angliavandenilių regeneravimo greitis išmetamosiose dujose viršijo 95%. Li Yuzhong ir kt. sukonstravo slėgio absorbcijos proceso srautą ir nustatė, kad slėginė absorbcija veiksmingai pagerina absorbcijos efektyvumą ir sumažina išėjimo koncentraciją. Esant slėgiui iki 0,2 MPa, sugerties efektas buvo optimalus. Niu Ruiping ir kt. pažymėjo, kad sugerties proceso srauto optimizavimas, absorbcinio skysčio koncentracijos mažinimas ir tinkamų sugeriamųjų skysčių parinkimas prisideda prie absorbcijos efektyvumo gerinimo. Cai Yawen [54] atliko optimizuotą absorbcijos atkūrimo proceso dizainą. Eksperimentiniai tyrimai atskleidė, kad trijų veiksnių-absorbento tipas, sugeriamojo skysčio purškimo tūris ir žalios naftos garų temperatūra-mažėja žalios naftos garų absorbcijai. Renkantis absorbentus, reikia visapusiškai atsižvelgti į tokius veiksnius kaip jų tirpumas naftos garuose, regeneravimo efektyvumas, sąnaudos ir antrinė tarša. Šie keli veiksniai riboja sugeriančių medžiagų pasirinkimą ir platų jų taikymą. Tiriant absorbcijos metodus daugiausia dėmesio bus skiriama naujų, veiksmingų, aplinkai nekenksmingų ir ekonomiškų absorbentų kūrimui, efektyvesnių regeneravimo technologijų, skirtų sąnaudoms ir taršai sumažinti, studijoms, mažos-koncentracijos naftos ir dujų integruoto apdorojimo su kitomis technologijomis metodų tyrinėjimui ir taikymo srities išplėtimui.

Membranų atskyrimas yra fizinio atskyrimo metodas, kai naudojamas konkrečių polimerinių membranų medžiagų pralaidumas naftos ir dujų molekulėms. Sudarant slėgio skirtumą membranoje, angliavandenilių molekulės, kurios lengvai tirpsta membranoje, migruoja iš aukšto{1}}slėgio pusės į žemo slėgio pusę, o oro komponentai išlieka membranos paviršiuje dėl jų nesugebėjimo prasiskverbti, taip efektyviai atskiriant organinius junginius nuo oro. Membraninio atskyrimo technologija pasižymi tokiais pranašumais kaip mažos energijos sąnaudos, kompaktiškas plotas, paprastas valdymas ir antrinės taršos nebuvimas, todėl ji tinkama išgauti įvairios koncentracijos ir srauto naftą ir dujas.

Naftos ir dujų regeneravimo srityje vis plačiau taikoma membranų atskyrimo technologija. Zheng Fei ir kt. atliko lyginamąją dviejų įprastų membranų atskyrimo technologijų -spiralinės-apvyniotos ir sukrautos-analizę ir nustatė, kad abi technologijos pasižymi paprastu valdymu, nesudėtingais proceso srautais, stabiliu veikimu ir dideliu apdorojimo efektyvumu, todėl jos tinka degalinėms, kuriose yra mažas naftos ir dujų garavimo greitis arba ribota erdvė. Shen Yunhui ištyrė membranos-atkūrimo technologijos principus, proceso eigą ir atkūrimo efektyvumą. Rezultatai parodė, kad membranų technologija demonstruoja platų pritaikomumą ir didelį efektyvumą išgaunant „trijų benzenų“ naftą ir dujas rafinavimo ir chemijos pramonėje. Li Hongwei ir kt. nagrinėjo didelio vandens kiekio absorbentuose ir aukštos sugeriamosios temperatūros problemas vasarą

, suprojektavo kritinės žemos temperatūros sugerties technologiją, kad išspręstų aukštos temperatūros problemą, pakeistas rūko šalintuvas absorbcinio bokšto viršuje ir prieš membraną pridėtas vandens atskyrimo filtras, siekiant išspręsti didelio drėgmės kiekio problemą. Dėl to išmetamųjų dujų koncentracija sumažėjo, o alyvos garų regeneravimo rodikliai viršijo 95%. Atskyrimo membranų medžiagų parinkimas ir kūrimas yra pagrindiniai membranų atskyrimo technologijos tyrimai. Šiuo metu nuolat atsiranda naujų membraninių medžiagų, kurios labai skatina membranų atskyrimo technologijos pažangą. Suo Jizhan ir kt., Zhou Shiyi ir Gao Feng pristatė prasiskverbimo garinimo membranos atskyrimo technologijos principus ir jos taikymą naftos chemijos pramonėje, pabrėždami jos paprastus procesus, aukštą ekonominį efektyvumą ir stiprų stabilumą. Wei Xin ir kt. atliko eksperimentus, naudojant aukšto -polimero membranas su polivinilidenfluorido plokščiais lakštais kaip pagrindine membrana, įnešdamas neorganines daleles į modifikuotą polidimetilsiloksano funkcinį sluoksnį, kad pagerintų aromatinių angliavandenilių atskyrimo efektyvumą. Apdorojant proceso išmetamąsias dujas su dideliais koncentracijos svyravimais ir didelės apkrovos sąlygomis, ši technologija gali stabiliai kontroliuoti ne-metano bendrųjų angliavandenilių masės koncentraciją, mažesnę nei 80 mg/m³, o benzeno, tolueno ir ksileno masės koncentracijos atitinkamai mažesnės nei 4, 15 ir 20 mg/m³, atitinkančios standartus. Yang Chengcheng dalyvavo kuriant perfluorintos AF stiklinės medžiagos kompozicinę membraną, kuri gali atitikti degalinių išmetamųjų teršalų reikalavimus mažiems valymo tūriams ir mišrioms dujoms, kurių įleidžiamų naftos dujų tūrio dalis yra nuo 10% iki 30%.

Daugelis mokslininkų atliko{0}}nuodugnius membranos atskyrimo technologijos regeneravimo efektyvumo veiksnių tyrimus ir aiškiai nustatė, kad tokie veiksniai kaip temperatūra, slėgis ir pašarų koncentracija turi didelę įtaką regeneravimo efektyvumui. Tiksliai kontroliuojant šiuos veiksnius, galima optimizuoti atkūrimo efektą. Xie Lingling ir kt. atkreipė dėmesį į tai, kad dėl padidėjusios aplinkos temperatūros membranos atskyrimo įrenginiai veikia viršijant pajėgumus, todėl išmetami teršalai viršija standartus, o tai gali būti pašalinta pridedant daugiau membranų atskyrimo įrenginių. Lu Yongliang ir Liu Yuwei ištyrė pagrindinius veiksnius, turinčius įtakos membranų technologijai išgaunant naftą ir dujas, ir nustatė, kad tiksliai kontroliuojant temperatūrą, slėgį ir tiekimo koncentraciją, membranos technologija gali veiksmingai padidinti naftos ir dujų regeneravimo greitį. Jia Qiongqing išanalizavo, kad organinių angliavandenilių atskyrimo greitį galima pagerinti padidinus LOJ komponentų membranos pralaidumą ir padidinus slėgio skirtumą prieš ir po membranos. Remiantis prielaida, kad būtų laikomasi išmetamųjų teršalų standartų, galima atitinkamai padidinti naftos ir dujų garų išmetamųjų dujų kiekį, o membranos įleidimo slėgį padidinti, kad būtų pagerintas membranos atskyrimo efektyvumas.

Šiuo metu membranų atskyrimo technologija susiduria su techniniais iššūkiais, tokiais kaip didelės sąnaudos, membranos medžiagų selektyvumas ir stabilumas bei membranų valymas ir keitimas [68]. Membranų atskyrimo technologija turėtų ir toliau kurti nebrangias-, didelio-selektyvumo ir didelio-stabilumo membranines medžiagas, mažinti sąnaudas ir gerinti našumą taikant naujoviškus paruošimo procesus ir optimizuotas formules. Tuo pačiu metu turėtų būti sukurtos veiksmingos membranų valymo ir priežiūros technologijos, kurios veiksmingai pašalintų teršalus, pailgintų membranos tarnavimo laiką ir sumažintų prastovų laiką.