В статье рассматривается усовершенствование химико-технологических систем, применяемых для рекуперации паров нефти, с использованием хемосорбционно-адсорбционных схем, включающих узел хемосорбции. Этот узел, в состав которого входит дисковый комбинированный хемоаппарат, предназначен для удаления сернистых компонентов, представляющих экологическую опасность, из газовой смеси нефтетанкерного судна. Указанные компоненты негативно влияют на адсорбционные фильтры с активированным углем и загрязняют атмосферу. Актуальность данного исследования связана с тем, что морские терминалы вырабатывают значительные объемы легких органических и сернистых соединений, выбрасываемых в атмосферу. Процесс наполнения нефтетанков приводит к интенсивным испарениям нефти, что в свою очередь вызывает загрязнение воздуха и потери полезного продукта. Для решения этой проблемы предлагается использовать химико-технологические системы с узлом очистки от сернистых соединений, однако их внедрение требует установки дополнительных устройств для увеличения расхода и, зачастую, вызывает прирост потребления электроэнергии. Основной целью исследования стало выявление возможностей повышения экологической безопасности и оптимизации адсорбционно-абсорбционных систем для рекуперации летучих органических соединений из газовых смесей на работающих нефтетанкерных терминалах с учетом их современного технического состояния. Установлено, что предложенный узел очистки позволяет снизить потребление энергоресурсов за счет отсутствия дополнительных установок (газодувок) и увеличить эффективность работы адсорбционных фильтров на 15–25%. Эффективность методологии очистки низконапорного газа от сероводорода была подтверждена результатами лабораторных исследований с использованием реактора для сероочистки. Применение гомогенного катализатора для очистки газа обеспечивает превращение сероводорода в серу, а меркаптанов — в дисульфиды, при этом содержание остаточного сероводорода и меркаптанов снижается до менее 1 ppm. Также подтверждена эффективность рекуперации летучих органических соединений из газовых смесей нефтетанкерных судов с использованием хемосорбционно-адсорбционной химико-технологической системы.

1. Свецкий А.В. Правовая охрана морской среды при транспортировке нефти и нефтепродуктов: международно-правовые аспекты // Международное право и международные организации. 2022. № 4. С. 22–33. doi: 10.7256/2454–0633.2022.4.39139

2. 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

3. Rajabi H., Mosleh M.H., Mandal P., Lea-Langton A. Emissions of volatile organic compounds from crude oil processing. Global emission inventory and environmental release. Science of The Total Environment. 2020. V. 727. P. 132–139.

4. Guilin H., James B., Jennifer L., Qianpu W. et al. Simulation of cargo VOC emissions from petroleum tankers in transit in Canadian waters // Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics. 2020. № 14. P. 522–533. doi: 10.1080/19942060.2020.1728386

5. 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. doi:10.15826/analitika.2018.22.1.008

6. Пшенин В.В., Закирова Г.С. Повышение эффективности систем улавливания паров нефти при товарно-транспортных операциях на нефтеналивных терминалах // Записки Горного института. 2024. Т. 265. С. 121–128. doi: 10.31897/PMI.2023.29

7. João S., Ana L., Caetano M., Acto C., et al. Simulation and scale-up of the desulphurization of gas streams by adsorption method using numerical simulation. Journal of Natural Gas Science and Engineering. 2020. V. 84. P. 103693. doi: 10.1016/j.jngse.2020.103693

8. 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. doi: 10.31150/ajshr.v3i5.1098

9. Guilin H., Butler J., Littlejohns J., Qianpu W. et al. Simulation of VOC Emission During Loading Operations in a Crude Oil Tanker. International Journal of Maritime Engineering. 2021. V. 163. P. 1–16. doi: 10.5750/ijme.v163iA1.1

10. Xu H., Xiao-tong X., Xiafan X., Jia G. et al. Development of a volatile organic compounds cryogenic condensation recovery system cooled by liquid nitrogen. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering.2022. P. 1240. doi: 10.1088/1757–899X/1240/1/012098

11. Pshenin, V.V., Zakirova G.S., Antonov A.A., Skorobogatov A.A. Determination of the total volume of the displaced gas-air mixture per one operation of tanker loading. Problems of Gathering, Treatment and Transportation of Oil and Oil Products. 2022. №. 5(139). P. 122–128. doi:10.17122/ntj-oil2022–5–122–128

12. Pshenin V.V. Determining diameter of gas phase venting pipeline at marine oil-loading terminals. Science & Technologies: Oil and Oil Products Pipeline Transportation. 2024. V. 14(2). P.120–127. doi:10.28999/2541–9595–2024–14–2–120–127

13. Коршак А.А. Николаева А.В., Нагаткина А.С., Гайсин М.Т. и др. Методика прогнозирования степени улавливания паров углеводородов при абсорбции // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2020. Т.10 № 2. С. 202–209. doi: 10.28999/2541–9595–2020–10–2–202–209

14. 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. 1–36. doi:10.3390/catal10050521

15. Choi Y.Y., Seok-Hee L., Jae-Cheul P., Doo J.C. et al. The impact of corrosion on marine vapour recovery systems by VOC generated from ships. International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering. 2018. V. 11. P. 52-58. doi: 10.1016/j.ijnaoe.2018.01.002

16. Fetisov V.G., Mohammadi A.H., Pshenin V.V., Kupavykh K.S. 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. № 76. P. 1–9. doi: 10.2516/ogst/2021022

17. Пат. № 2768952, RU, B01D3/08 , Тепломассообменный аппарат // Тюрин А.А., Бабаков Е.А. № 2021100746 Заявл. 14.01.2021 г. Опубл. 25.03.2022

18. Коршак А.А., Коршак A.A., Захарченко A.B. Оценка области применения установок рекуперации паров нефтепродуктов по зарубежным данным // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2023. Т. 13, № 3. С. 252–260.

19. Коршак А.А. Гайсин М.Т. Методология выбора оптимального режима работы адсорберов при улавливании паров нефти и нефтепродуктов // Нефтяное хозяйство. 2022. № 8. С. 140–143. doi: 10.24887/0028–2448–2022–8–140–143

20. Коршак А.А. Выходцева Н.А. Гайсин М.Т. Влияние эксплуатационных факторов на работу адсорбционных установок рекуперации паров нефти // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2019. Т. 9, № 5. С. 550–557. doi: 10.28999/2541–9595–2019–9–5–550–557