液氮冷凝耦合变压吸附协同回收CH4/VOCs技术的建模与优化研究

《Fuel》：Synergistic technology of liquid nitrogen condensation integrated with pressure swing adsorption for CH 4/VOCs recovery: modeling, experiment, and optimization

　　本文提出了一种创新的液氮（LN2）冷凝与变压吸附（PSA）协同技术，用于原油储罐挥发性有机物（VOCs）和甲烷（CH4）的高效回收。通过Aspen HYSYS/Adsorption模拟与实验验证，该系统在优化条件（进气流量600 m3/h、总烃浓度3.5%、冷凝温度-160℃）下非甲烷烃回收率达99.6%，CH4富集浓度提升至0.53（回收率96.11%），兼具高能效（94.5%）与经济性（效益比2.3），为石化行业碳中和目标提供了关键技术路径。

　　

亮点

液氮冷凝与变压吸附的协同技术实现了原油储罐油气的净零排放，兼具显著优势。LN₂冷凝段回收具有经济价值的凝析油，而PSA段富集CH₄并输送至天然气处理厂。通过建立的热力学计算模型，定量评估了VOCs回收率、经济效益比、能源利用率及碳减排能力。

结论

LN₂冷凝耦合PSA的协同技术为CH₄/VOCs回收提供了可行方案。LN₂冷凝系统在优化工况下表现卓越，非甲烷烃回收率高达99.6%，CH₄在PSA过程中被成功富集（摩尔分数从0.2提升至0.53）。该集成技术实现了物料与能量的高效协同利用，为储运设施的VOCs治理提供了创新思路。