2.1.3 Metoda apsorpcije
Metoda apsorpcije odvaja komponente nafte i plina na osnovu razlika u njihovoj topivosti u apsorbentu, odvajajući lake ugljikovodične komponente koje su lako topljive u apsorbentu od ostalih komponenti koje se teško rastvaraju, čime se postiže oporavak nafte i plina. Pogodan je za tretiranje visoke-koncentracije, srednje{2}}oporabe nafte i plina [47-48]. Ova metoda može oporaviti korisne komponente nafte i plina, ali se može suočiti s izazovima u odabiru odgovarajućeg apsorbenta i može rezultirati
pitanja sekundarnog zagađenja. U istraživanju metode apsorpcije, efikasnost regeneracije upijača značajno utiče na efikasnost metode, ekonomske troškove, stabilnost i sigurnost proizvodnog procesa. Trenutno se provode različite metode regeneracije upijača
studirao i primenio. Zheng Zongneng et al. uveo uobičajene metode regeneracije za apsorbente, uključujući desorpciju zagrijavanjem, vakuum desorpciju, ultrazvučnu desorpciju, desorpciju negativnog tlaka i desorpciju mikrovalnog zračenja, kao i integrirane metode regeneracije koje kombiniraju grijanje i vakuum, mikrovalno grijanje i vakuum, ultrazvučno i ultrazvučno i vakuumsko i mikrovalno. Istraživanje je pokazalo da integracija metoda često poboljšava efikasnost regeneracije, dodatno potvrđujući važnost optimizacije metoda regeneracije za poboljšanje performansi metode apsorpcije.
Brojni naučnici proveli su istraživanja o optimizaciji tokova procesa apsorpcije, odabiru odgovarajućih upijača i određivanju optimalnih radnih parametara, postižući niz značajnih rezultata. Liao Changjian i dr. je koristio softver ASPEN PLUS za obavljanje-dubinske analize procesa apsorpcije dizela na niskim-ima za naftu i plin, optimizirajući više parametara uključujući temperaturu, pritisak, omjer tečnosti-prema{5}}plinu, visinu sloja pakovanja i svojstva dizela. Nakon optimizacije, ukupna stopa povrata ugljovodonika iz ispušnog plina premašila je 95%. Li Yuzhong i dr. konstruisao tok procesa apsorpcije pod pritiskom i otkrio da apsorpcija pod pritiskom efikasno poboljšava efikasnost apsorpcije i smanjuje koncentraciju na izlazu. Pri pritisku na 0,2 MPa, učinak apsorpcije bio je optimalan. Niu Ruiping i dr. istakao je da optimizacija toka procesa apsorpcije, smanjenje koncentracije apsorpcione tečnosti i odabir odgovarajućih apsorpcionih tečnosti doprinose poboljšanju efikasnosti apsorpcije. Cai Yawen [54] je proveo optimizirani dizajn procesa oporavka apsorpcije. Eksperimentalne studije su otkrile da se utjecaj tri faktora-vrste upijanja, zapremine apsorpcione tekućine u spreju i temperature pare sirove nafte{18}}na apsorpciju pare sirove nafte postepeno smanjuje. Odabir upijača mora sveobuhvatno uzeti u obzir faktore kao što su njihova rastvorljivost u uljnim parama, učinak regeneracije, implikacije na troškove i sekundarno zagađenje. Ovi višestruki faktori ograničavaju izbor upijajućih materijala i njihovu široku primjenu. Istraživanje metoda apsorpcije će se fokusirati na razvoj novih, efikasnih, ekološki prihvatljivih i ekonomičnih upijača, proučavanje efikasnijih tehnologija regeneracije za smanjenje troškova i zagađenja, istraživanje metoda za integrirani tretman nafte i plina niske{22}}koncentracije s drugim tehnologijama i proširenje opsega primjene.
2.1.4 Metoda membranskog odvajanja
Membransko odvajanje je metoda fizičke separacije koja koristi preferencijalnu propusnost specifičnih polimernih membranskih materijala za molekule nafte i plina. Stvaranjem razlike u pritisku preko membrane, molekuli ugljovodonika koji su lako rastvorljivi u membrani migriraju sa strane visokog-pritiska na stranu niskog-pritiska, dok se komponente vazduha zadržavaju na površini membrane zbog njihove nemogućnosti da prođu, čime se postiže efikasno odvajanje organskih jedinjenja od vazduha. Tehnologija membranske separacije nudi prednosti kao što su niska potrošnja energije, kompaktan otisak, jednostavan rad i bez sekundarnog zagađenja, što je čini pogodnom za rekuperaciju nafte i plina različitih koncentracija i brzina protoka.
Tehnologija membranske separacije sve se više primjenjuje u oblasti povrata nafte i plina. Zheng Fei et al. je proveo komparativnu analizu dvije uobičajene tehnologije odvajanja membrana-spiralno-namotanih i naslaganih-i otkrio da obje tehnologije imaju jednostavan rad, jednostavne tokove procesa, stabilne performanse i visoku efikasnost tretmana, što ih čini pogodnim za benzinske pumpe s niskim stopama isparavanja nafte i plina ili ograničenim prostorom. Shen Yunhui je proučavao principe, tok procesa i efikasnost oporavka tehnologije oporavka zasnovane na membrani{6}}. Rezultati su pokazali da membranska tehnologija pokazuje široku primenljivost i visoku efikasnost u povratu nafte i gasa "tri benzena" u rafinerskoj i hemijskoj industriji. Li Hongwei et al. bavili su se problemima visokog sadržaja vode u apsorbentu i visoke temperature upijanja ljeti
, dizajnirao je tehnologiju apsorpcije niske{0}}kritične temperature za rješavanje problema visoke temperature, zamijenio je eliminator magle na vrhu apsorpcionog tornja i dodao filter za odvajanje vode prije membrane kako bi se riješio problem visokog sadržaja vlage. Ovo je rezultiralo nižim koncentracijama emisija izduvnih gasova i stopama povrata uljne pare od preko 95%. Odabir i razvoj materijala za separacijske membrane ključni su fokusi istraživanja u tehnologiji membranske separacije. Trenutno, novi membranski materijali se kontinuirano pojavljuju, značajno pokrećući napredak tehnologije membranskog odvajanja. Suo Jizhan et al., Zhou Shiyi i Gao Feng predstavili su principe tehnologije odvajanja membranske membrane propusnom vaporizacijom i njene primjene u petrohemijskoj industriji, ističući njene prednosti jednostavnog procesa, visoke ekonomske efikasnosti i jake stabilnosti. Wei Xin et al. sproveli eksperimente koristeći visoko-polimerne membrane sa ravnim pločama od poliviniliden fluorida kao baznom membranom, uvodeći neorganske čestice u modifikovani polidimetilsiloksanski funkcionalni sloj kako bi se poboljšale performanse odvajanja aromatičnih ugljovodonika. Kada se tretira procesni izduvni gas sa visokim fluktuacijama koncentracije i uslovima visokog opterećenja, ova tehnologija može stabilno kontrolisati masenu koncentraciju ne-ukupnih ugljovodonika ne{11}} ispod 80 mg/m³, dok su masene koncentracije benzena, toluena i ksilena ispod 4, 15 i 20 mg/m³, ispunjavajući standarde emisije. Yang Chengcheng je sudjelovao u razvoju kompozitne membrane od perfluoriranog AF staklastog materijala, koja može zadovoljiti zahtjeve za emisijom benzinskih pumpi za male količine tretmana i miješanih plinova sa volumnim udjelom naftnog plina na ulazu od 10% do 30%.
Mnogi naučnici su sproveli-dubinske studije o faktorima koji utiču na efikasnost obnavljanja tehnologije membranske separacije i jasno su identifikovali da faktori kao što su temperatura, pritisak i koncentracija hrane imaju značajan uticaj na efikasnost obnavljanja. Preciznom kontrolom ovih faktora, efekat oporavka se može optimizovati. Xie Lingling i dr. istakao je da povećana temperatura okoline uzrokuje da jedinice za membransko odvajanje rade iznad kapaciteta, što dovodi do emisija koje premašuju standarde, što se može riješiti dodavanjem više jedinica za membransko odvajanje. Lu Yongliang i Liu Yuwei istraživali su ključne faktore koji utječu na membransku tehnologiju u povratu nafte i plina, otkrivši da preciznom kontrolom temperature, pritiska i koncentracije sirovine, membranska tehnologija može učinkovito povećati stope povrata nafte i plina. Jia Qiongqing je analizirao da se brzina odvajanja organskih ugljovodonika može poboljšati povećanjem propusnosti membrane VOC komponenti i povećanjem razlike tlaka prije i poslije membrane. Pod pretpostavkom ispunjavanja standarda o emisiji, zapremina izduvnih gasova i pare nafte i gasa može se na odgovarajući način povećati, a ulazni pritisak membrane se može povećati kako bi se poboljšala efikasnost odvajanja membrane.
Trenutno se tehnologija membranskog odvajanja suočava s tehničkim izazovima kao što su visoki troškovi, selektivnost i stabilnost materijala membrane, te čišćenje i zamjena membrane [68]. Tehnologija membranskog odvajanja treba nastaviti da razvija niske-cijene, visoku-selektivnost i visoku-stabilnost membranskih materijala, smanjenje troškova i poboljšanje performansi kroz inovativne procese pripreme i optimizirane formulacije. Istovremeno, treba razviti efikasne tehnologije čišćenja i održavanja membrane kako bi se efikasno uklonile zagađivači, produžio vijek trajanja membrane i smanjilo vrijeme zastoja.
2.1.3 Metoda apsorpcije
Metoda apsorpcije odvaja komponente nafte i plina na osnovu razlika u njihovoj topljivosti u apsorbentu, odvajajući lake ugljikovodične komponente koje su lako topljive u apsorbentu od ostalih komponenti koje se teško rastvaraju, čime se postiže oporavak nafte i plina. Pogodan je za tretiranje visoke-koncentracije, srednje{2}}oporabe nafte i plina [47-48]. Ova metoda može oporaviti korisne komponente nafte i plina, ali se može suočiti s izazovima u odabiru odgovarajućeg apsorbenta i može rezultirati
pitanja sekundarnog zagađenja. U istraživanju metode apsorpcije, efikasnost regeneracije upijača značajno utiče na efikasnost metode, ekonomske troškove i stabilnost i sigurnost proizvodnog procesa. Trenutno se provode različite metode regeneracije upijača
studirao i primenio. Zheng Zongneng et al. uveo uobičajene metode regeneracije za apsorbente, uključujući desorpciju zagrijavanjem, vakuum desorpciju, ultrazvučnu desorpciju, desorpciju negativnog tlaka i desorpciju mikrovalnog zračenja, kao i integrirane metode regeneracije koje kombiniraju grijanje i vakuum, mikrovalno grijanje i vakuum, ultrazvučno i ultrazvučno i vakuumsko i mikrovalno. Istraživanje je pokazalo da integracija metoda često poboljšava efikasnost regeneracije, dodatno potvrđujući važnost optimizacije metoda regeneracije za poboljšanje performansi metode apsorpcije.
Brojni naučnici proveli su istraživanja o optimizaciji tokova procesa apsorpcije, odabiru odgovarajućih upijača i određivanju optimalnih radnih parametara, postižući niz značajnih rezultata. Liao Changjian i dr. je koristio softver ASPEN PLUS za obavljanje-dubinske analize procesa apsorpcije dizela na niskim-ima za naftu i plin, optimizirajući više parametara uključujući temperaturu, pritisak, omjer tečnosti-prema{5}}plinu, visinu sloja pakovanja i svojstva dizela. Nakon optimizacije, ukupna stopa povrata ugljovodonika iz ispušnog plina premašila je 95%. Li Yuzhong i dr. konstruisao tok procesa apsorpcije pod pritiskom i otkrio da apsorpcija pod pritiskom efikasno poboljšava efikasnost apsorpcije i smanjuje koncentraciju na izlazu. Pri pritisku na 0,2 MPa, učinak apsorpcije bio je optimalan. Niu Ruiping i dr. istakao je da optimizacija toka procesa apsorpcije, smanjenje koncentracije apsorpcione tečnosti i odabir odgovarajućih apsorpcionih tečnosti doprinose poboljšanju efikasnosti apsorpcije. Cai Yawen [54] je proveo optimizirani dizajn procesa oporavka apsorpcije. Eksperimentalne studije su otkrile da se utjecaj tri faktora-vrste upijanja, zapremine apsorpcione tekućine u spreju i temperature pare sirove nafte{18}}na apsorpciju pare sirove nafte postepeno smanjuje. Odabir upijača mora sveobuhvatno uzeti u obzir faktore kao što su njihova rastvorljivost u uljnim parama, učinak regeneracije, implikacije na troškove i sekundarno zagađenje. Ovi višestruki faktori ograničavaju izbor upijajućih materijala i njihovu široku primjenu. Istraživanje metoda apsorpcije će se fokusirati na razvoj novih, efikasnih, ekološki prihvatljivih i ekonomičnih upijača, proučavanje efikasnijih tehnologija regeneracije za smanjenje troškova i zagađenja, istraživanje metoda za integrirani tretman nafte i plina niske{22}}koncentracije s drugim tehnologijama i proširenje opsega primjene.
2.1.4 Metoda membranskog odvajanja
Membransko odvajanje je metoda fizičke separacije koja koristi preferencijalnu propusnost specifičnih polimernih membranskih materijala za molekule nafte i plina. Stvaranjem razlike u pritisku preko membrane, molekuli ugljovodonika koji su lako rastvorljivi u membrani migriraju sa strane visokog-pritiska na stranu niskog-pritiska, dok se komponente vazduha zadržavaju na površini membrane zbog njihove nemogućnosti da prođu, čime se postiže efikasno odvajanje organskih jedinjenja od vazduha. Tehnologija membranske separacije nudi prednosti kao što su niska potrošnja energije, kompaktan otisak, jednostavan rad i bez sekundarnog zagađenja, što je čini pogodnom za rekuperaciju nafte i plina različitih koncentracija i brzina protoka.
Tehnologija membranske separacije sve se više primjenjuje u oblasti povrata nafte i plina. Zheng Fei et al. je proveo komparativnu analizu dvije uobičajene tehnologije odvajanja membrana-spiralno-namotanih i naslaganih-i otkrio da obje tehnologije imaju jednostavan rad, jednostavne tokove procesa, stabilne performanse i visoku efikasnost tretmana, što ih čini pogodnim za benzinske pumpe s niskim stopama isparavanja nafte i plina ili ograničenim prostorom. Shen Yunhui je proučavao principe, tok procesa i efikasnost oporavka tehnologije oporavka zasnovane na membrani{6}}. Rezultati su pokazali da membranska tehnologija pokazuje široku primenljivost i visoku efikasnost u povratu nafte i gasa "tri benzena" u rafinerskoj i hemijskoj industriji. Li Hongwei et al. bavili su se problemima visokog sadržaja vode u apsorbentu i visoke temperature upijanja ljeti
, dizajnirao je tehnologiju apsorpcije niske{0}}kritične temperature za rješavanje problema visoke temperature, zamijenio je eliminator magle na vrhu apsorpcionog tornja i dodao filter za odvajanje vode prije membrane kako bi se riješio problem visokog sadržaja vlage. Ovo je rezultiralo nižim koncentracijama emisija izduvnih gasova i stopama povrata uljne pare od preko 95%. Odabir i razvoj materijala za separacijske membrane ključni su fokusi istraživanja u tehnologiji membranske separacije. Trenutno, novi membranski materijali se kontinuirano pojavljuju, značajno pokrećući napredak tehnologije membranskog odvajanja. Suo Jizhan et al., Zhou Shiyi i Gao Feng predstavili su principe tehnologije odvajanja membranske membrane propusnom vaporizacijom i njene primjene u petrohemijskoj industriji, ističući njene prednosti jednostavnog procesa, visoke ekonomske efikasnosti i jake stabilnosti. Wei Xin et al. sproveli eksperimente koristeći visoko-polimerne membrane sa ravnim pločama od poliviniliden fluorida kao baznom membranom, uvodeći neorganske čestice u modifikovani polidimetilsiloksanski funkcionalni sloj kako bi se poboljšale performanse odvajanja aromatičnih ugljovodonika. Kada se tretira procesni izduvni gas sa visokim fluktuacijama koncentracije i uslovima visokog opterećenja, ova tehnologija može stabilno kontrolisati masenu koncentraciju ne-ukupnih ugljovodonika ne{11}} ispod 80 mg/m³, dok su masene koncentracije benzena, toluena i ksilena ispod 4, 15 i 20 mg/m³, ispunjavajući standarde emisije. Yang Chengcheng je sudjelovao u razvoju kompozitne membrane od perfluoriranog AF staklastog materijala, koja može zadovoljiti zahtjeve za emisijom benzinskih pumpi za male količine tretmana i miješanih plinova sa volumnim udjelom naftnog plina na ulazu od 10% do 30%.
Mnogi naučnici su sproveli-dubinske studije o faktorima koji utiču na efikasnost obnavljanja tehnologije membranske separacije i jasno su identifikovali da faktori kao što su temperatura, pritisak i koncentracija hrane imaju značajan uticaj na efikasnost obnavljanja. Preciznom kontrolom ovih faktora, efekat oporavka se može optimizovati. Xie Lingling i dr. istakao je da povećana temperatura okoline uzrokuje da jedinice za membransko odvajanje rade iznad kapaciteta, što dovodi do emisija koje premašuju standarde, što se može riješiti dodavanjem više jedinica za membransko odvajanje. Lu Yongliang i Liu Yuwei istraživali su ključne faktore koji utječu na membransku tehnologiju u povratu nafte i plina, otkrivši da preciznom kontrolom temperature, pritiska i koncentracije sirovine, membranska tehnologija može učinkovito povećati stope povrata nafte i plina. Jia Qiongqing je analizirao da se brzina odvajanja organskih ugljovodonika može poboljšati povećanjem propusnosti membrane VOC komponenti i povećanjem razlike tlaka prije i poslije membrane. Pod pretpostavkom ispunjavanja standarda o emisiji, zapremina izduvnih gasova i pare nafte i gasa može se na odgovarajući način povećati, a ulazni pritisak membrane se može povećati kako bi se poboljšala efikasnost odvajanja membrane.
Trenutno se tehnologija membranskog odvajanja suočava s tehničkim izazovima kao što su visoki troškovi, selektivnost i stabilnost materijala membrane, te čišćenje i zamjena membrane [68]. Tehnologija membranskog odvajanja treba nastaviti da razvija niske-cijene, visoku-selektivnost i visoku-stabilnost membranskih materijala, smanjenje troškova i poboljšanje performansi kroz inovativne procese pripreme i optimizirane formulacije. Istovremeno, treba razviti efikasne tehnologije čišćenja i održavanja membrane kako bi se efikasno uklonile zagađivači, produžio vijek trajanja membrane i smanjilo vrijeme zastoja.
