2.2 Tecnologia integrada de recuperació de petroli i gas
A mesura que els requisits per a l'eficiència de la recuperació de petroli i gas, els estàndards d'emissions, la seguretat i la viabilitat econòmica continuen augmentant, la investigació i l'aplicació de la tecnologia de recuperació de petroli i gas evolucionen cap a solucions més eficients, rendibles i integrades. Els enfocaments de-tecnologia única són cada cop més inadequats per satisfer aquestes demandes. Els processos integrats en dues-etapes o en diverses-etapes desenvolupats a partir d'aquestes tecnologies de recuperació poden combinar els avantatges de múltiples tècniques, garantint la seguretat operativa alhora que redueixen els costos i compleixen estàndards d'emissions cada cop més estrictes. Actualment, els processos integrats en dues-etapes inclouen condensació + adsorció, condensació + separació de membrana i absorció + adsorció. A més d'aquests processos integrats en dues-etapes, també es desenvolupen contínuament processos integrats en diverses-etapes. La tecnologia de recuperació de petroli i gas en diverses-etapes utilitza les característiques de diferents tecnologies per tractar petroli i gas de diferents concentracions, amb el petroli i el gas d'alta-concentració que se sotmeten a diferents etapes de tractament seqüencialment per aconseguir una recuperació i una utilització d'alta-eficiència. En comparació amb les tecnologies de recuperació d'una-etapa o de dos-etapes, la tecnologia de recuperació de petroli i gas en diverses-etapes ofereix avantatges importants en termes de diversitat tecnològica i també permet una major flexibilitat en la selecció de tecnologia durant la producció i l'ús reals. Actualment, els processos integrats en múltiples-etapes inclouen condensació + separació de membrana + adsorció, condensació + adsorció + combustió catalítica i condensació + absorció + adsorció, entre d'altres. Tanmateix, a causa de la investigació limitada sobre processos integrats en diverses-etapes, que es troben principalment en l'etapa d'investigació experimental o d'aplicació preliminar, hi ha una manca de dades sistemàtiques i estudis de casos madurs per donar suport a una revisió exhaustiva. En el futur, a mesura que la investigació s'aprofundeix i la tecnologia madura, s'espera que els processos integrats en diverses etapes tinguin una aplicació més àmplia en el camp de la recuperació de petroli i gas. A continuació es centrarà en processos integrats-de dues etapes.
2.2.1 Mètode de condensació + Mètode d'adsorció
El procés de recuperació de petroli i gas mètode de condensació + mètode d'adsorció s'ha aplicat àmpliament a les gasolineres. Aquest procés integrat aprofita les característiques estables i eficients del mètode de condensació quan es manipula petroli i gas d'alta-concentració, mentre que el mètode d'adsorció pot controlar la fracció de volum de petroli i gas dins d'un rang molt baix. Això evita els problemes associats amb l'ús de les dues tecnologies per separat, com ara els elevats costos i les despeses operatives de la tecnologia de condensació, així com els problemes de seguretat quan s'utilitza la tecnologia d'adsorció per gestionar gasos d'alta-concentració. Chen Yunfeng i Li Zhezhen van assenyalar que després de l'aplicació del sistema de recuperació de petroli i gas de procés integrat d'adsorció de condensació-a les gasolineres, pot reduir les pèrdues de petroli i gas, la contaminació ambiental i la inversió inicial alhora que millora la seguretat i la fiabilitat de les benzineres. El procés actual de recuperació d'oli i gas de condensació + adsorció és un mètode de recuperació altament eficient. La investigació sobre aquest procés té un valor significatiu per millorar l'eficiència energètica i les taxes de recuperació de petroli i gas. Nombrosos estudiosos han dut a terme-estudis en profunditat mitjançant la simulació i l'experimentació, amb l'objectiu d'optimitzar l'equip de procés. La investigació indica que aquest procés pot aconseguir taxes de recuperació de petroli i gas del 99% o més. Huang Weiqiu et al. va estudiar el mètode de condensació + mètode d'adsorció tecnologia de tractament de petroli i gas mitjançant el programari de simulació Aspen i mètodes experimentals, trobant que aquesta tecnologia pot aconseguir una taxa de recuperació de petroli i gas del 99,2%, amb una concentració de massa de gas d'escapament controlada a 11,2 g/m³. Fu Suhong et al. va desenvolupar un dispositiu de recuperació de petroli i gas que utilitza un procés integrat de recuperació de condensació i adsorció de resina. En aplicacions pràctiques, la concentració massiva de petroli i gas emesos es pot reduir a menys de 5 g/m³, amb una taxa de recuperació del 99%, i el consum d'energia és un 10% inferior al de productes similars. Shi Li et al. va proposar un procés integrat de recuperació de condensació i adsorció de petroli i gas i va validar la seva eficiència de recuperació mitjançant simulacions i estudis experimentals. El dispositiu aconsegueix una taxa de recuperació de petroli i gas del 99%, amb la concentració de massa de petroli i gas a la sortida per sota de 7,7 g/m³, complint amb els estàndards. Jing Haibo et al. va desenvolupar un sistema integrat de recuperació de petroli i gas que combina tecnologies de refrigeració de condensació, adsorció, combustió catalítica i absorció d'aigua d'amoníac. Les investigacions indiquen que la taxa de recuperació i el consum d'energia del sistema disminueixen a mesura que augmenta la temperatura de condensació secundària, el consum d'energia es redueix aproximadament un 30% en comparació amb els processos tradicionals d'adsorció de condensació-, i la taxa de recuperació disminueix aproximadament un 2%. Zhang Yanxin va optimitzar la temperatura de condensació en els paràmetres del procés de recuperació de la condensació d'adsorció-de carbó activat. Després de l'optimització, la temperatura de pre-refrigeració es va establir a 0 °C, la temperatura del condensador de la primera-etapa a -20 °C i la temperatura del condensador de la segona-etapa a -45 °C, aconseguint una taxa de recuperació de petroli i gas del 99%. Zhang Lu va desenvolupar un dispositiu combinat de recuperació de petroli i gas mitjançant l'adsorció de carbó activat i un mètode de condensació a -40 °C a baixa-temperatura. Després d'utilitzar aquest dispositiu, es va calcular que la taxa de recuperació del gasoil lleuger a temperatura ambient superava el 95%. Xu Dongsheng et al. va proposar un dispositiu de recuperació combinat de petroli i gas d'adsorció de condensació-tipus de tres-etapes en cascada freda. Mitjançant la utilització de la calor residual de la tercera etapa per refredar el pre-refrigerador, dissenyant la primera-caixa freda amb etapes A i B en una configuració d'espera d'1 a 1 i afegint un sistema de refrigeració per compressió en cascada, van aconseguir un control de temperatura optimitzat. Els resultats operatius van mostrar que la taxa de recuperació de petroli i gas va arribar al 98,80%, la concentració d'emissions de gasos d'escapament es va reduir a 11,415 g/m³ i el consum d'energia va disminuir de 145 kW/h a 130 kW/h. Su Lushu et al. va aplicar un procés combinat de recuperació de petroli i gas de "desulfuració + condensació + adsorció" durant la càrrega de petroli i gas, trobant que podria aconseguir l'emissió in situ de gasos d'escapament després de complir els estàndards d'emissió. Pan Taixing et al. va analitzar el procés de recuperació del mètode de condensació + mètode d'adsorció i va concloure que aquest procés no només demostra un excel·lent rendiment en el control eficient d'emissions, sinó que també té certs avantatges en el tractament integral dels gasos d'escapament, la recuperació de recursos i la conservació d'energia, la reducció de la pèrdua de gas i la seguretat i fiabilitat. En l'aplicació real, l'optimització sinèrgica dels processos de condensació i adsorció és un repte, i els dos processos són difícils d'aconseguir una combinació òptima, limitant la millora general de l'eficiència de recuperació. Els equips de procés existents no tenen adaptabilitat a l'hora de manipular petroli i gas en diferents condicions de funcionament, i l'eficiència de recuperació es torna inestable quan les concentracions de petroli i gas fluctuen significativament. Gong Zhonghao va dur a terme investigacions sobre el mètode de condensació + mètode d'adsorció del procés de recuperació de petroli i gas que s'utilitza actualment al mercat i va identificar problemes existents. Actualment, la temperatura de condensació d'aquest procés al mercat generalment supera els -80 °C, donant lloc a un augment gradual de la concentració de components C3 a la sortida; la capacitat d'extracció al buit de la secció d'adsorció és insuficient, cosa que dificulta que l'adsorbent aconsegueixi una desorció efectiva; i els petits dipòsits d'adsorció de carbó activat a la part posterior no poden complir els requisits de tractament de compostos orgànics de baixa concentració després de la condensació a l'extrem frontal. La investigació futura s'hauria de centrar en l'exploració en profunditat del mecanisme d'acoblament entre la condensació i l'adsorció, i el desenvolupament d'equips modulars i intel·ligents per millorar l'adaptabilitat a diferents condicions de funcionament.
