مروری بر تحقیقات در مورد فناوری بازیابی بخار 4

از آنجایی که الزامات مربوط به بهره وری بازیافت نفت و گاز، استانداردهای انتشار، ایمنی و قابلیت اقتصادی همچنان در حال افزایش است، تحقیقات و کاربرد فناوری بازیافت نفت و گاز به سمت راه حل های کارآمدتر، مقرون به صرفه تر و یکپارچه تر می شود. رویکردهای تک-تکنولوژیک به طور فزاینده ای برای پاسخگویی به این خواسته ها ناکافی هستند. فرآیندهای یکپارچه دو مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای توسعه‌یافته از این فناوری‌های بازیابی می‌توانند مزایای تکنیک‌های متعدد را با هم ترکیب کنند، ضمن کاهش هزینه‌ها، ایمنی عملیاتی را تضمین کنند و استانداردهای انتشار سخت‌گیرانه فزاینده را رعایت کنند. در حال حاضر، فرآیندهای یکپارچه در دو مرحله- شامل تراکم + جذب، تراکم + جداسازی غشاء و جذب + جذب است. علاوه بر این دو{12}}فرآیند یکپارچه، فرآیندهای یکپارچه چند مرحله‌ای نیز به طور مداوم در حال توسعه هستند. فناوری بازیافت چند مرحله‌ای نفت و گاز از ویژگی‌های فن‌آوری‌های مختلف برای تصفیه نفت و گاز با غلظت‌های مختلف استفاده می‌کند، با-غلظت بالا و نفت و گاز که مراحل مختلف تصفیه را به‌طور متوالی پشت سر می‌گذارند تا-بازیابی و بهره‌برداری بالا را به دست آورند. در مقایسه با فن‌آوری‌های بازیابی تک‌مرحله‌ای یا دو مرحله‌ای، فناوری بازیافت نفت و گاز چند مرحله‌ای مزایای قابل‌توجهی را از نظر تنوع فناوری ارائه می‌دهد و همچنین امکان انعطاف‌پذیری بیشتر در انتخاب فناوری در طول تولید و استفاده واقعی را فراهم می‌کند. در حال حاضر، فرآیندهای یکپارچه چند مرحله‌ای شامل تراکم + جداسازی غشاء + جذب، تراکم + جذب + احتراق کاتالیزوری و تراکم + جذب + جذب و غیره است. با این حال، به دلیل تحقیقات محدود در{31}روی فرآیندهای یکپارچه چند مرحله‌ای، که عمدتاً در مرحله تحقیقات تجربی یا کاربرد مقدماتی هستند، کمبود داده‌های سیستماتیک و مطالعات موردی بالغ برای پشتیبانی از یک بررسی جامع وجود دارد. در آینده، با عمیق‌تر شدن تحقیقات و بلوغ فناوری، فرآیندهای یکپارچه چند مرحله‌ای{33} انتظار می‌رود کاربرد گسترده‌تری در زمینه بازیافت نفت و گاز پیدا کنند. موارد زیر بر روی فرآیندهای یکپارچه دو مرحله ای تمرکز خواهند کرد.

روش تراکم + روش جذب فرآیند بازیافت نفت و گاز به طور گسترده در پمپ بنزین ها استفاده شده است. این فرآیند یکپارچه از ویژگی های پایدار و کارآمد روش تراکم در هنگام کار با نفت و گاز با غلظت بالا استفاده می کند، در حالی که روش جذب می تواند کسر حجمی نفت و گاز را در محدوده بسیار پایین کنترل کند. این امر از مسائل مربوط به استفاده جداگانه از دو فناوری، مانند هزینه‌های بالای و هزینه‌های عملیاتی فناوری تراکم، و همچنین نگرانی‌های ایمنی هنگام استفاده از فناوری جذب برای مدیریت گازهای{4} با غلظت بالا جلوگیری می‌کند. چن یونفنگ و لی ژژن هر دو خاطرنشان کردند که پس از استفاده از سیستم بازیابی نفت و گاز فرآیند یکپارچه تراکم-جذب در پمپ بنزین‌ها، می‌تواند تلفات نفت و گاز، آلودگی زیست‌محیطی و سرمایه‌گذاری اولیه را کاهش دهد و در عین حال ایمنی و قابلیت اطمینان پمپ‌های بنزین را بهبود بخشد. فرآیند بازیابی نفت و گاز میعان + جذب فعلی یک روش بازیابی بسیار کارآمد است. تحقیقات در مورد این فرآیند برای بهبود بهره وری انرژی و نرخ بازیافت نفت و گاز ارزش قابل توجهی دارد. محققان متعددی با هدف بهینه‌سازی تجهیزات فرآیند،{11}}مطالعات عمیقی را از طریق شبیه‌سازی و آزمایش انجام داده‌اند. تحقیقات نشان می دهد که این فرآیند می تواند به نرخ بازیابی نفت و گاز 99 درصد یا بالاتر دست یابد. هوانگ ویکیو و همکاران با مطالعه روش تراکم + روش جذب فن آوری تصفیه نفت و گاز با استفاده از نرم افزار شبیه سازی Aspen و روش های تجربی، دریافت که این فناوری می تواند به نرخ بازیافت نفت و گاز 99.2 درصد دست یابد، با غلظت جرم گاز خروجی کنترل شده در 11.2 g/m³. فو سوهونگ و همکاران یک دستگاه بازیافت نفت و گاز را با استفاده از فرآیند بازیابی جذب رزین و تراکم یکپارچه توسعه داد. در کاربردهای عملی، غلظت جرمی نفت و گاز ساطع شده را می توان به کمتر از 5 گرم در متر مکعب، با نرخ بازیابی 99 درصد کاهش داد و مصرف انرژی 10 درصد کمتر از محصولات مشابه است. شی لی و همکاران یک فرآیند بازیابی تراکم و جذب یکپارچه نفت و گاز را پیشنهاد کرد و کارایی بازیابی آن را از طریق شبیه‌سازی و مطالعات تجربی تأیید کرد. این دستگاه با غلظت جرمی نفت و گاز در خروجی زیر 7.7 گرم بر متر مکعب، به نرخ بازیابی نفت و گاز 99 درصد دست می یابد که مطابق با استانداردها است. جینگ هایبو و همکاران یک سیستم یکپارچه بازیافت نفت و گاز را توسعه داده است که ترکیبی از فن آوری های تبرید، تراکم، جذب، احتراق کاتالیزوری و جذب آب آمونیاک است. تحقیقات نشان می‌دهد که با افزایش دمای تراکم ثانویه، نرخ بازیابی و مصرف انرژی سیستم کاهش می‌یابد، با کاهش مصرف انرژی تقریباً 30٪ در مقایسه با فرآیندهای تراکم{37}}جذب سنتی، و نرخ بازیابی تقریباً 2٪ کاهش می‌یابد. Zhang Yanxin دمای تراکم را در پارامترهای فرآیند بازیابی تراکم جذب کربن فعال{40}}بهینه کرد. پس از بهینه‌سازی، دمای قبل از خنک‌کننده روی ۰ درجه سانتی‌گراد، دمای کندانسور مرحله اول روی -20 درجه سانتی‌گراد، و دمای کندانسور مرحله دوم روی -45 درجه سانتی‌گراد تنظیم شد و نرخ بازیافت نفت و گاز به 99 درصد رسید. ژانگ لو یک دستگاه بازیافت نفت و گاز ترکیبی با استفاده از جذب کربن فعال و روش تراکم دمای پایین -40 درجه سانتیگراد{59}} توسعه داد. پس از استفاده از این دستگاه، میزان بازیابی روغن دیزل سبک دمای محیط بیش از 95 درصد محاسبه شد. خو دونگ‌شنگ و همکاران یک آبشار سرد-نوع سه-دستگاه بازیابی ترکیبی جذب تراکم نفت و گاز پیشنهاد کرد. با استفاده از گرمای باقیمانده از مرحله سوم برای خنک کردن خنک کننده پیش-، طراحی جعبه سرد مرحله اول با مراحل A و B در یک پیکربندی آماده به کار 1 به 1، و افزودن یک سیستم تبرید فشرده آبشاری، به کنترل دمای بهینه دست یافتند. نتایج عملیاتی نشان داد که نرخ بازیافت نفت و گاز به 98.80 درصد رسید، غلظت انتشار گازهای خروجی به 11.415 گرم در متر مکعب کاهش یافت و مصرف انرژی از 145 کیلووات در ساعت به 130 کیلووات در ساعت کاهش یافت. سو لوشو و همکاران فرآیند بازیافت نفت و گاز ترکیبی "گوگرد زدایی + تراکم + جذب" را در حین بارگیری نفت و گاز اعمال کرد و دریافت که می تواند پس از رعایت استانداردهای انتشار گاز خروجی را در محل به انتشار برساند. پان تاکسینگ و همکاران فرآیند بازیابی روش تراکم + جذب سطحی را تجزیه و تحلیل کرد و به این نتیجه رسید که این فرآیند نه تنها عملکرد عالی در کنترل انتشار کارآمد نشان می دهد، بلکه دارای مزایای خاصی در تصفیه جامع گازهای خروجی، بازیابی منابع و حفظ انرژی، کاهش اتلاف گاز و ایمنی و قابلیت اطمینان است. در کاربرد واقعی، بهینه سازی هم افزایی فرآیندهای تراکم و جذب چالش برانگیز است، و دستیابی به تطابق بهینه این دو فرآیند دشوار است و بهبود کلی در راندمان بازیابی را محدود می کند. تجهیزات فرآیند موجود در هنگام کار با نفت و گاز در شرایط عملیاتی مختلف سازگاری ندارند و بازده بازیافت زمانی ناپایدار می شود که غلظت نفت و گاز به طور قابل توجهی در نوسان باشد. Gong Zhonghao تحقیقاتی را در مورد روش تراکم + روش جذب فرآیند بازیابی نفت و گاز که در حال حاضر در بازار استفاده می شود انجام داد و مسائل موجود را شناسایی کرد. در حال حاضر، دمای تراکم برای این فرآیند در بازار به طور کلی از 80- درجه سانتیگراد تجاوز می کند که منجر به افزایش تدریجی غلظت اجزای C3 در خروجی می شود. ظرفیت استخراج خلاء بخش جذب ناکافی است و دستیابی به واجذب موثر را برای جاذب دشوار می کند. و مخازن کوچک جذب کربن فعال در انتهای عقب نمی توانند نیازهای تصفیه برای ترکیبات آلی با غلظت پایین را پس از تراکم در انتهای جلو برآورده کنند. تحقیقات آینده باید بر کاوش عمیق مکانیسم جفت بین تراکم و جذب، و توسعه تجهیزات مدولار و هوشمند برای افزایش سازگاری با شرایط عملیاتی مختلف متمرکز شود.