В статье предложено совершенствование адсорбционно-абсорбционных установок рекуперации паров нафты за счет применения узла очистки от сернистых соединений. Данный узел позволяет удалять из паров нафты экологически опасные сернистые компоненты, негативно влияющие на адсорбционные фильтры, без повышения температуры и значительного перепада давления газовоздушной смеси. Актуальность проведенного исследования обусловлена тем, что морские терминалы являются объектами значительной эмиссии углеводородов и сернистых соединений. Интенсивное испарение нафты в процессе налива приводит к загрязнению атмосферного воздуха и потере ценного продукта. Решить проблему призваны установки рекуперации паров с узлом очистки от сернистых соединений, однако их внедрение на объектах налива требует установки дополнительных побудителей расхода и, как правило, дополнительному расходу электроэнергии. Основная цель исследования состояла в изыскании возможностей повышения экологической безопасности и совершенствования адсорбционно-абсорбционных установок рекуперации паров на действующих объектах налива морских танкеров с учетом существующего уровня их технического оснащения. Установлено, что использование предложенного узла очистки от сернистых соединений позволяет ожидать уменьшения расхода энергоресурсов за счет отсутствия побудителей расхода (газодувки), а также увеличение работы адсорбционных фильтров на 35–45 %. Эффективность моделирования очистки низконапорного газа от сероводорода подтверждена исследованиями на лабораторной установке, включающей реактор сероочистки. Очистка газа от сероводорода с помощью комплекса хелатного железа обеспечивает конверсию сероводорода в серу, остаточное содержание сероводорода при этом может быть снижено менее 1 ppm. Реализация каталитической очистки комплексом хелатного железа в дисковом пленочном аппарате позволяет очистить газовоздушную смесь от примесей сероводорода.

1. Meshalkin V.P., Dovì V.G., Bobkov V.I., Belyakov A.V. et al. State of the art and research development prospects of energy and resource-efficient environmentally safe chemical process systems engineering // Mendeleev Communications. 2021. №. 31. P. 593–604. doi: 10.1016/j.mencom.2021.09.003

2. Rajabi H., Mosleh M.H., Mandal P., Lea-Langton A. et al. Emissions of volatile organic compounds from crude oil processing–Global emission inventory and environmental release // Science of The Total Environment. 2020. V. 727. P. 138654. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.138654

3. Huang J., Zhang B., Huang W., Zhu Z. et al. Research on the general technical standards of the gasoline vapor recovery unit set // E3S Web of Conferences. EDP Sciences, 2019. V. 118. P. 02017. doi: 10.1051/e3sconf/201911802017

4. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон от 4 мая 1999 г. № 96ФЗ (с изменениями на 11 июня 2021 года).

5. Milazzo M.M., Ancione G., Lisi R. Emissions of volatile organic compounds during the ship-loading of petroleum products: Dispersion modelling and environmental concerns // Journal of Environmental Management. 2017. V. 204. P. 637–650.

6. Татаров А.Ю., Береза И.Г., Самойленко А.Ю., Башуров Б.П. Контроль за выбросом летучих органических соединений с нефтяных танкеров // Эксплуатация морского транспорта 2018. № 4(89). С. 104–107.

7. Дмитриев М.Е., Садреева К.К., Пшенин В.В., Гайсин М.Т. Определение относительного расхода газовой фазы при заполнении танкеров // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2019. № 1. С. 10–13. doi: 10.24411/0131–4270–2019–10102

8. Темердашев А.З., Афонин А.С., Корпакова И.Г. Хромато-масс-спектрометрическая идентификация и компонентного состава выбросов углеводородов при перегрузке товарных нефтепродуктов // Аналитика и контроль. 2018. Т. 72. № 1. С. 999–1006.

9. Bhuvendralingam S. A decision Algorithm for optimizing Granular carbon adsorbtion process design, Michigan Technological University. 1992.

10. Слесаренко В.В., Лапшин В.Д., Соколова П.А. Совершенствование установок рекуперации паров нефти для снижения вредных выбросов в атмосферу // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал. 2013. С. 182–189.

11. Bandosz T.J. On the adsorption/oxidation of hydrogen sulfide on activated carbons at ambient temperatures // Journal of colloid and Interface Science. 2002. V. 246. №. 1. P. 1-20. doi: 10.1006/jcis.2001.7952

12. Georgiadis A.G., Charisiou N.D., Goula M.A. Removal of hydrogen sulfide from various industrial gases: A review of the most promising adsorbing materials // Catalysts. 2020. V. 10. №. 5. P. 521.

13. ИТС 50–2017. Переработка природного и попутного газа. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. 2017.

14. Fetisov V., Mohammadi A.H., Pshenin V., Kupavykh K. et al. Improving the economic efficiency of vapor recovery units at hydrocarbon loading terminals // Oil & Gas Science and Technology–Revue d’IFP Energies nouvelles. 2021. V. 76. P. 38. doi: 10.2516/ogst/2021022

15. Пат. № 2768952, RU, B01D 47/18, 53/74, 3/08. Тепломассообменный аппарат / Тюрин А.А., Бабаков Е.А. № 2021100746; Заявл. 14.01.2021; Опубл. 25.03.2022, Бюл. № 9.

16. Begmanova G.E., Dauletbayeva R.K., Atazhanova Z.S. Analysis of Modern Methods of Gas Cleaning From Hydrogen Sulfide // American Journal of Social and Humanitarian Research. 2022. V. 3. №. 5. P. 208-212. URL: https://www.grnjournals.us/index.php/ajshr/article/view/1098

17. Хайрулин С.Р., Кузнецов В.В., Батуев Р.А., Теряева Т.Н. и др. Методы очистки коксового газа от сероводорода. Процессы утилизации H2S. Сорбционные процессы (обзор). Часть 1 // Альтернативная энергетика и экология. 2014. №. 3 (143). C. 60-80.

18. Утёмов А.В., Веригин А.Н. Очистка нефтяного газа сернистых месторождений с использованием роторно-дисковых массообменных аппаратов // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2018. № 46(72). С. 102–107

19. Khabazipour M., Anbia M. Removal of hydrogen sulfide from gas streams using porous materials: A review // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2019. V. 58. №. 49. P. 22133-22164. doi: 10.1021/acs.iecr.9b03800

20. Georgiadis A.G., Charisiou N.D., Goula M.A. Removal of hydrogen sulfide from various industrial gases: A review of the most promising adsorbing materials // Catalysts. 2020. V. 10. №. 5. P. 521. doi: 10.3390/catal10050521