Equipamento de recuperação de gases residuais da indústria petroquímica
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Equipamento de recuperação de gases residuais da indústria petroquímica

Equipamento de recuperação de gases residuais da indústria petroquímica

A indústria petroquímica é uma importante fonte de emissões de compostos orgânicos voláteis (COV). Durante o armazenamento, carga e descarga de materiais líquidos inflamáveis ​​e altamente voláteis – como petróleo bruto, gasolina, nafta, óleos aromáticos e solventes – quantidades significativas de vapores de vapor escapam para a atmosfera. Isto não só resulta em desperdício de recursos, mas também representa sérias ameaças à segurança ambiental e à saúde humana.

Shandong Kosman Environmental Technology Co., Ltd. é um dos principais fabricantes e fornecedores de equipamentos de recuperação de gases residuais da indústria petroquímica na China. Fique à vontade para comprar equipamentos premium para venda aqui e obter a lista de preços de nossa fábrica. Todos os produtos personalizados são de alta qualidade e baixo preço.

 

I. Visão geral da indústria e cenários de aplicação

 

A indústria petroquímica é uma importante fonte de emissões de compostos orgânicos voláteis (COV). Durante o armazenamento, carregamento e descarregamento de materiais líquidos inflamáveis ​​e altamente voláteis-como petróleo bruto, gasolina, nafta, aromáticos e óleos solventes-quantidades significativas de vapores de vapor escapam para a atmosfera. Isto não só resulta em desperdício de recursos, mas também representa sérias ameaças à segurança ambiental e à saúde humana.

 

De acordo com a Norma Técnica para Instalações de Tratamento e Recuperação de Vapor* (GB/T 50759-2022), as instalações de recuperação e tratamento de vapor devem ser instaladas para sistemas de armazenamento e carregamento que manuseiam materiais líquidos inflamáveis ​​e altamente voláteis (com uma pressão de vapor real > 7,9 kPa(A)) em empresas petroquímicas, empresas químicas de carvão e projetos de depósitos de petróleo. Esta norma se aplica especificamente a cenários típicos da indústria petroquímica, incluindo fazendas de tanques de petróleo refinado, tanques de armazenamento de petróleo bruto, racks de carregamento de caminhões e terminais de carregamento de navios.

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1.1 Principais áreas de aplicação

A aplicação de unidades de recuperação de vapor na indústria petroquímica abrange todo o processo de manuseio de produtos petrolíferos-desde o armazenamento até o carregamento e descarregamento-e abrange principalmente as seguintes etapas:

Cenários de aplicação

Aplicações

Faixa de capacidade de manuseio de gás

Fazendas de tanques de armazenamento

Vapores de hidrocarbonetos expelidos pelas válvulas de respiro em tanques de armazenamento internos com teto flutuante-e com teto-fixo, compostos principalmente de alcanos e aromáticos

50-2000 m³/h

Estações de carregamento de caminhões

Vapores de hidrocarbonetos-de alta concentração deslocados durante o carregamento de produtos como gasolina, diesel, nafta e benzeno

100-1000 m³/h

Racks de carregamento ferroviário

Recuperação de vapor de hidrocarbonetos durante o carregamento de navios-tanque, caracterizada por flutuações significativas de concentração e altos volumes de processamento

300-1500 m³/h

Terminais de carregamento marítimo

Grandes volumes de vapores de hidrocarbonetos gerados durante operações de carregamento de navios-tanque, apresentando composições complexas e flutuações drásticas de carga

500-4000 m³/h

Carga e descarga de produtos químicos

Gases residuais carregados de VOC-do armazenamento e transporte de produtos químicos como metanol, benzeno, tolueno e xileno

100-6000 m³/h

 

1.2 Escopo de Materiais Aplicáveis

Os meios processados ​​pelas unidades de recuperação de vapor na indústria petroquímica incluem principalmente:

Produtos petrolíferos refinados: gasolina, diesel, querosene, nafta, etc.

Aromáticos: benzeno, tolueno, xilenos mistos, etc.

Álcoois: metanol, etanol e outros materiais químicos

Outros: óleos solventes, hidrocarbonetos leves, querosene de aviação, etc.

 

1.3 Requisitos da Política

Padrões/Políticas

Número/Documento de Referência

Requisitos principais

Norma Técnica para Instalações de Recuperação e Tratamento de Vapores

GB/T 50759-2022

As empresas petroquímicas devem instalar instalações de recuperação e tratamento de vapores para os seus sistemas de armazenamento e carregamento.

Padrão de Emissão de Poluentes Atmosféricos para Depósitos de Petróleo

GB 20950-2020

Os depósitos de petróleo recém-construídos devem ser equipados com sistemas de recuperação de vapor que alcancem uma eficiência de tratamento maior ou igual a 95%.

Padrão de Emissão de Poluentes para a Indústria de Refino de Petróleo

GB31570-2015

Os tanques-de teto fixo devem ser equipados com um sistema-de ventilação fechado conectado a uma unidade de recuperação de vapor.

Princípios para Seleção de Esquema de Processo

GB/T 50759-2022 5.5.1

As especificações do sistema devem ser determinadas com base em fatores como vazão de vapor projetada, propriedades do vapor, concentração e padrões de controle de gases residuais.

Princípio do Limiar de Concentração

GB/T 50759-2022

Unidades de recuperação de vapor são recomendadas quando as concentrações de emissão excedem 30 g/m³; unidades de tratamento são recomendadas quando as concentrações são inferiores ou iguais a 30 g/m³ ou a recuperação é difícil.

Capacidade de projeto

GB/T 50759-2022 5.5.2

A capacidade do sistema deve idealmente ser de 100% a 110% da taxa máxima simultânea de emissão de vapor das instalações de armazenamento ou carregamento.

 

II. Principais tecnologias, processos e classificação

 

Na indústria petroquímica, as unidades de recuperação de vapor são categorizadas em dois tipos principais com base na função: unidades de recuperação e unidades de tratamento. As unidades de recuperação visam a recuperação de recursos e são adequadas para vapor de alta-concentração, enquanto as unidades de tratamento visam o descarte inofensivo e são adequadas para baixa-concentração ou vapor difícil-de{4}}recuperar.

 

2.1 Classificação por Princípio Técnico (Quatro Processos Principais)

Existem quatro abordagens técnicas principais para unidades de recuperação de vapor na indústria petroquímica:

Rotas Técnicas

Princípios Fundamentais

Vantagens

Limitações

Cenários Aplicáveis

Método de Adsorção

Captura de moléculas de VOC de vapores usando materiais porosos, como carvão ativado; regenerar o material por meio de dessorção a vácuo quando a saturação de adsorção for atingida

Alta eficiência de purificação e baixas concentrações de emissões

Os adsorventes requerem regeneração ou substituição periódica; a dessorção-em alta temperatura representa riscos à segurança.

Purificação profunda de vapores de vapor de concentração baixa-a{1}}média

Método de Absorção

Dissolver seletivamente componentes de hidrocarbonetos de vapores de vapor usando um absorvente (por exemplo, diesel)

Alta capacidade de processamento e forte adaptabilidade a concentrações variadas

A eficiência de absorção é influenciada pela temperatura e pelo absorvente; líquido residual é gerado.

Unidade de-pré-tratamento para operações de-manuseio de petróleo de alto rendimento

Método de condensação

Resfriando gradualmente os vapores do Vapor usando tecnologia de refrigeração para liquefazer e recuperar componentes de hidrocarbonetos

Resultados visíveis com recuperação direta de derivados líquidos de petróleo; operação altamente flexível (0–100%)

O consumo de energia na fase criogénica é elevado.

Recuperação-frontal de vapores de vapor-de alta concentração

Método de separação por membrana

Alcançar a separação seletiva com base nas diferentes taxas de permeação de vários gases através de membranas poliméricas

Sem mudança de fase, baixo consumo de energia e capaz de operação contínua

Os custos do material da membrana são altos.

Purificação fina de vapores de vapor de concentração baixa-a{1}}média

 

       

 

2.2 Classificação por Processo Combinado (Principal na Indústria Petroquímica)

É difícil para uma única tecnologia atingir simultaneamente altas taxas de recuperação, baixas emissões e economia-operacional; portanto, os processos combinados são a escolha principal na indústria petroquímica. Atualmente, a indústria emprega principalmente os seguintes processos combinados:

Processos Combinados

Fluxo do Processo

Recursos técnicos

Condensação + Adsorção

Condensação de três-estágios (-40 graus a -75 graus) para liquefação e recuperação primária de petróleo e gás → Adsorção de carvão ativado para purificação profunda

Tecnologia madura com excelente custo{0}}desempenho geral

Absorção + Adsorção

Pré-tratamento primário em torre de absorção → Purificação profunda via adsorção alternada em tanques duplos

Alta capacidade de processamento e forte adaptabilidade a concentrações variadas

Condensação + Separação de Membrana + Adsorção

Recuperação de condensação → Enriquecimento-baseado em membrana → Purificação profunda via adsorção

Tecnologia avançada alcançando concentrações de emissões ultra{0}}baixas

Condensação + Adsorção + Combustão Catalítica

Recuperação de condensação primária → Concentração-baseada em adsorção → Destruição do gás residual via oxidação catalítica

Emissões quase{0}}zero proporcionando garantia máxima

Absorção-de baixa temperatura + Adsorção graduada

Resfriamento absorvente até 5 graus → Adsorção usando um material graduado combinando estruturas mesoporosas, microporosas e ultramicroporosas

Listada como uma tecnologia incentivada nacionalmente; capacidade de processamento chega a 10 mil m³/h

 

2.3 Explicação detalhada de processos combinados típicos

(1) Combinação de três-estágios: "Absorção de gasolina em-baixa temperatura + Coalescência de{4}}alta eficiência + Adsorção graduada"

Esta tecnologia foi incluída na categoria “Incentivada” do *Catálogo Nacional de Tecnologias de Prevenção e Controle da Poluição* 2025. Vapores-de hidrocarbonetos de alta concentração gerados durante o carregamento do caminhão são transportados por um ventilador de admissão até o limite da unidade e entram em uma torre de absorção. A gasolina acabada-de baixa qualidade do depósito serve como absorvente; uma unidade de refrigeração o resfria a aproximadamente 5 graus, possibilitando a absorção de mais de 50% dos vapores. Os vapores não absorvidos passam por um coalescedor de alta-eficiência para separação de gases-líquidos antes de entrar em um sistema de adsorção graduado-que compreende materiais mesoporosos, microporosos e ultramicroporosos-para purificação profunda. A eficiência do tratamento é maior ou igual a 99,9%, com concentração de hidrocarbonetos não{14}}metano (NMHC) nos gases de exaustão abaixo de 60 mg/m³; a capacidade de processamento-da unidade única varia de 200 a 10.000 m³/h. O Hefei Depot da Sinopec Anhui Petroleum implementou com sucesso esta tecnologia, aumentando a capacidade projetada de tratamento de vapor do sistema para 1.300 Nm³/h.

 

(2) Combinação de "resfriamento criogênico profundo de três-estágios + Adsorção + Dessorção a vácuo" (para vapores de hidrocarbonetos multi-componentes)

Enfrentando os desafios do tratamento de vapores de hidrocarbonetos multi-componentes, esse processo oferece direcionamento e sinergia excepcionais. Uma unidade criogênica profunda de três-estágios consegue uma separação precisa dos componentes do vapor por meio de resfriamento em estágios: o primeiro estágio (resfriamento superficial) resfria o gás a 2–4 ​​graus para remover a maior parte do vapor de água; o segundo estágio (resfriamento intermediário) reduz a temperatura entre -20 graus e -28 graus para condensar a maioria dos componentes de hidrocarbonetos pesados; e o terceiro estágio (resfriamento criogênico profundo) reduz a temperatura para entre -65 graus e -75 graus para capturar componentes leves de hidrocarbonetos. Uma unidade de adsorção subsequente utiliza adsorventes especializados de alto-desempenho para capturar profundamente vapores residuais de baixa-concentração, enquanto a tecnologia de dessorção a vácuo garante regeneração eficiente do adsorvente e operação estável-da unidade a longo prazo. A Destilação Beiyang aplicou com sucesso esse processo para tratar vapores de hidrocarbonetos multi-componentes durante o carregamento de caminhões na Hohhot Petrochemical Company; após a modernização, a concentração de emissões de NMHC na saída foi de apenas 1,73 mg/m³, com uma eficiência de remoção estável superior a 97% - superando em muito os padrões ambientais nacionais. (3) Processo combinado de quatro estágios: "Absorção de gasolina em baixa temperatura + separação por membrana + adsorção + dessorção a vácuo" (padrões de emissão ultra-estritos)

 

Para enfrentar o desafio dos picos de concentração de emissões que atingem 8.000 mg/m³ na instalação original, esse processo integra as principais vantagens de cada tecnologia individual: o estágio de absorção de gasolina em baixa-temperatura alcança a captura inicial eficiente de vapores de hidrocarbonetos; a unidade de separação por membrana utiliza a permeabilidade seletiva de membranas poliméricas especializadas para concentrar e purificar os vapores; e os módulos de adsorção e dessorção a vácuo fornecem purificação profunda de gás residual de baixa-concentração. O adsorvente possui uma vida útil de mais de cinco anos e os custos operacionais são mais de 30% inferiores aos de tecnologias comparáveis. Essa tecnologia foi aplicada no projeto de retrofit da unidade de recuperação de vapor do rack de carga ferroviária da Hohhot Petrochemical Company; após a atualização, as concentrações de emissão de NMHC na saída caíram para 1,51 mg/m³, com uma eficiência de remoção superior a 97%-superando em muito o padrão ambiental nacional de menor ou igual a 60 mg/m³.

 

III. Configuração do sistema

 

As instalações de recuperação e tratamento de vapores na indústria petroquímica normalmente compreendem os três módulos funcionais a seguir:

Módulo

Descrição Funcional

Equipamento principal incluído

Sistema de coleta de vapor

Coleta vapores gerados em tanques de armazenamento ou sistemas de carregamento de maneira selada e os transporta para a unidade de tratamento

Braços de carregamento selados, linhas de vapor, ventiladores-à prova de explosão, corta-chamas, transmissores de pressão, válvulas de controle automático

Unidade de Recuperação/Tratamento de Vapor

Unidade central de processamento que realiza separação física ou destruição química de vapores coletados

Tanques de adsorção/torres de absorção/unidades de condensação/módulos de membrana/incineradores

Sistema de Controle e Instalações Auxiliares

Permite controle automático-completo do processo, monitoramento on-line e bloqueios de segurança

Gabinetes de controle PLC, instrumentos-à prova de explosão, sistemas de monitoramento on-line, válvulas de segurança

 

4. Modelo do Produto e Principais Especificações Técnicas

 

4.1 Parâmetros Técnicos Padrão

Itens de parâmetro

Especificações Técnicas

Descrição

Capacidade de Processamento

100-10000 Nm³/h (personalizável)

Cobrindo todas as necessidades, desde depósitos de petróleo de pequeno e médio{0}}tamanho até grandes terminais petroquímicos

Tipo de Processo Combinado

Condensação + Adsorção/Absorção + Adsorção/Condensação + Membrana + Adsorção/Absorção + Membrana + Adsorção

Personalizado de acordo com os padrões de composição, concentração e emissão de vapor

Temperatura de condensação

-40 graus -75 graus (opcional -110 graus criogênico)

Condensação em cascata de três/quatro{0}}estágios

Eficiência de Processamento

Maior ou igual a 95%- Maior ou igual a 99,9%

Excedendo em muito os padrões nacionais

Concentração de Emissões de NMHC

Menor ou igual a 60 mg/m³ (padrão empresarial Grau A) / Menor ou igual a 13,30 mg/m³ (ideal)

Atende aos mais rigorosos requisitos de conformidade para empresas petroquímicas

Tipo Absorvente

Adequado para gasolina de baixa{0}}octanagem, óleo diesel leve e absorventes especiais

Personalizado de acordo com a composição do Vapor

Classificação-à prova de explosão

Ex d IIB T4 / Ex db IIB T4

Classificação à prova de explosão-padrão da indústria petroquímica

Método de controle

Controle totalmente automático do PLC, suportando monitoramento on-line e transmissão remota de dados

Pode ser integrado ao sistema de controle central de empresas petroquímicas

 

4.2 Principais Especificações Técnicas

Eficiência do tratamento: A eficiência de remoção de hidrocarbonetos totais não{0}metanos após o tratamento não deve ser inferior a 95%–97%.

Concentração de Emissões: O “Padrão de Emissão para Poluentes da Indústria de Refino de Petróleo” exige NMHC menor ou igual a 60 mg/m³; tecnologias avançadas podem atingir NMHC menor ou igual a 1,51 mg/m³.

Escala de Projeto da Unidade: Idealmente, deve ser de 100% a 110% da emissão máxima simultânea de Vapor das instalações de armazenamento ou carregamento.
 

V. Guia de Seleção da Indústria Petroquímica

 

5.1 Recomendações para Seleção de Processosn

Cenários de aplicação

Processos Recomendados

Volume de processamento recomendado

Características

Fazendas de Tanques de Petróleo Refinado (Gasolina/Nafta)

Condensação + Adsorção

100-500 m³/h

A condensação recupera o vapor principal, adsorção e purificação profunda

Fazendas de Tanques de Aromáticos (Benzeno/Tolueno/Xileno)

Absorção + Membrana + Adsorção

100-2000 m³/h

Pré-tratamento de absorção, separação e concentração de membrana, adsorção até o padrão

Plataformas de Carregamento (Grande Volume)

Absorção + Adsorção/Baixa-Absorção de temperatura + Adsorção graduada

600-1300 m³/h

Pré-tratamento principal, homogeneização da concentração, forte adaptabilidade às condições de trabalho

Terminais de remessa (capacidade ultra-grande)

Condensação + Adsorção (múltiplas unidades em paralelo)

1000-4000 m³/h

Design-de canal duplo para evitar o bloqueio de gelo e se adaptar a condições extremas de trabalho

Tanques de vapor multi-componentes/complexos

Três-estágios criogênicos + adsorção + dessorção a vácuo

300-1500 m³/h

Separação precisa de condensação em cascata, adsorvente de alto desempenho

Fazendas de tanques de metanol/álcool

Condensação + Adsorção + Oxidação Catalítica

200-2000 m³/h

A recuperação de condensação e a oxidação catalítica garantem emissões quase{0}zero

Padrões de emissões extremamente elevados

Combinação de quatro-estágios (absorção + membrana + adsorção + dessorção a vácuo)

500-2000 m³/h

Garantias de múltiplas combinações, baixos custos operacionais

 

VI. Benefícios Econômicos e Retorno do Investimento

 

Os benefícios económicos das unidades de recuperação de vapores na indústria petroquímica reflectem-se principalmente nos seguintes aspectos:

Fontes de benefícios

Explicação

Dados de referência

Recuperação de recursos de hidrocarbonetos leves

Os hidrocarbonetos leves recuperados podem ser vendidos externamente ou reutilizados como produtos, gerando benefícios económicos diretos.

Após a reforma, o campo petrolífero de Zhongyuan recupera aproximadamente 41 m³ de hidrocarbonetos leves anualmente, gerando uma receita anual de 164.000 yuans.

Conservação de energia

Processos combinados avançados reduzem significativamente o consumo de energia.

Após a renovação, o consumo de electricidade de um determinado depósito de petróleo diminuiu de 2500 kWh/500 m³, resultando numa poupança anual significativa de electricidade.

Conformidade ambiental

Multas ambientais e riscos de paralisação da produção são evitados.

Atende GB20950-2020 e padrões locais.

Período de retorno do investimento

Projetos petroquímicos de grande-escala normalmente duram de 1,5 a 3 anos.

Um depósito de petróleo com um investimento de 6 milhões de yuans gera um benefício anual abrangente de 2,16 milhões de yuans, com um período de retorno de 2,78 anos.

Benefícios da redução das emissões de carbono

Com a melhoria do mercado de comércio de carbono, as reduções de emissões podem trazer receitas adicionais.

Pode participar do comércio de cotas de carbono e de projetos CCER.

 

VI. Manutenção e Cuidados

 

6.1 Itens de manutenção de rotina

Itens de manutenção

Ciclo

Procedimentos Operacionais:

Verificação dos parâmetros operacionais

Diário

Observe os parâmetros de temperatura, pressão e concentração de emissões.

Inspeção Visual de Equipamentos

Semanalmente

Verifique se há vazamentos, vibrações anormais e ruídos incomuns.

Verificação da bomba absorvente/de circulação

Mensal

Verifique o desempenho do absorvente e o estado de funcionamento da bomba.

 

6.2 Manutenção regular

Itens de manutenção

Ciclo

Notas

Teste de concentração de emissões

Trimestral

Contrate testes com uma instituição qualificada para garantir a conformidade.

Inspeção de desempenho de carvão ativado/adsorvente

A cada 6 meses

Verifique se há uma diminuição na eficiência de adsorção.

Teste de estanqueidade do sistema

Anualmente

Execute testes de acordo com os requisitos GB20952.

Substituição/reabastecimento absorvente

Dependendo do uso

Substitua o absorvente após a saturação.

Substituição de adsorvente/catalisador

2-5 anos

Descarte os resíduos de carvão ativado como resíduos perigosos (categoria HW49), dependendo do uso e do declínio da eficiência.

 

Consumíveis como carvão ativado e catalisadores precisam ser substituídos regularmente. Adsorventes e catalisadores residuais devem ser reciclados e descartados por fabricantes qualificados.

 

6.3 Prevenção de Corrosão e Projeto Especial

Unidades de recuperação de vapor em parques de tanques e áreas portuárias da indústria petroquímica requerem atenção especial no projeto de prevenção à corrosão. Os cenários costeiros devem ser equipados com medidas anti-corrosão abrangentes. Por exemplo, o projeto do Terminal Nanjing Dole Sinopec Hainan implementou um projeto anti{3}}corrosão abrangente para toda a unidade para garantir uma operação estável-de longo prazo em ambientes com alta névoa salina.

 

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