加油站油气回收系统设计及应用

加油站油气回收系统设计及应用
刘宝凯
【摘要】介绍了加油站油气处理的重要意义，分析了加油站油气排放治理现状，详细阐述了油气前处理和后出理的各自特性。

给出了加油站油气回收工艺的设计流程方案并在实践中应用，提出了在使用油气回收系统时应注意的问题。

结果表明加油站应用油气回收技术成效明显，具有安全经济、绿色环保、节约能源的多重功效。

%The importance of oil and gas recovery was described , and the current situation of emission's control of the oil and gas was analyzed.The importance of front and rear oil and gas's recover was detailed.The package of design about oil and gas recovery process coming from gas station was proposed.The attention to the problem of the oil and gas recovery system was pointed out.The result showed that the application of oil and gas recovery technology stations achieved remarkable success , with economic security , environmental protection , and energy saving multiple effects.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2014(000)011
【总页数】3页(P198-200)
【关键词】加油站;油气回收;工艺设计;注意事项
【作者】刘宝凯
【作者单位】中国石油化工股份有限公司天津石油分公司，天津 300270
【正文语种】中文
【中图分类】TE08
近十几年我国经济发展迅速的同时，部分地区也带来较严重的环境污染。

节约能源、降低空气污染的问题较严峻;伴随人们绿色生活环境意识的增强，追求低碳经济发
展道路是未来发展趋势。

随着人均生活质量不断提高，家庭轿车数量增长迅猛，加油加气站是市政基础配套设施不可缺少的组成部分，近年来数量也在不停的增长。

加油站在运行过程中，挥发的油气不仅浪费资源、降低环境质量，形成的油气聚集容易形成爆炸场所，给周边环境构成了严重的影响。

在油气挥发的时候，不仅仅导致资源的浪费，而且也会降低汽油的质量。

因此，加油站设置油气回收系统是一项必要而又艰巨的任务。

随着城市用地紧张，加油站周边建筑不断靠近加油站，有一些加油站按照现有规范达不到所规定的安全距离。

当加油站增设油气回收装置后，油罐与通气管管口与周边的建构筑物的安全距离可以减少20%～30%。

所以从安全和投资角度考虑，相
对乡镇加油站来说，城市内加油站增设油气回收设施比例更高。

1 加油站油气回收系统简介
加油站的油气处理回收系统通常分为两个大的步骤既油气收集和油气处理，两个步骤均在密闭循环环境下操作完成。

油气收集步骤通常括两个小的层次，一次及二次油气收集系统。

油气收集总的来说是不改变加油站运行过程中产生油气的状态(维
持在气态)，在槽车卸油和加油枪加油过程中，将槽车油罐、地下油罐、油箱等与
油置换的蒸汽，集中存放到槽车油罐或地下油罐的空间，当油罐内油蒸汽达到一定压力将进入到油气处理系统深化处理或者部分从通气管集中排放。

一次油气收集系统指油罐车卸油时，汽油流入到地下油罐时产生的压力，将地下油
罐上空的油蒸汽顶出来，通过密闭的回气管道流回至油罐车顶部。

待卸油完毕后，油罐车将装载的油气运回油库后进行深一步处理。

通过一次油气回收系统油气收集后，此时地下油罐释放出来的汽油油气约90%～95%可被收集到公路槽车内。

此
收集系统大大降低了加油站地下油罐进油时候产生的油气外排，大大提高了槽车卸车时候的安全性［1］。

二次油气收集系统指通加油枪加油时，利用加油机所佩带的回气管，将原本由汽车油箱所散发于空气中的油气经过加油机所带回气管进入密闭的主回气管道后流入到地下油罐内。

可将加油时从油箱置换出来约90%的汽油油气吸到地下油罐。

此收
集系统大大降低了加油枪加油时所散排的油气、大大提高了汽车加油时候的安全性。

上述两个阶段的油气收集只是局限在将油气收集后存储到的公路槽车或者地下卧罐，还未将油气转化成液体重新利用。

如果不进行油气转换为液体的进一步工作，油气回收只是进行了一般性收集，未能根本上解决问题。

原因在于:①收集到公路槽车
的油气还要拉回油库进行下一步处理。

②收集到地下卧罐的油气仅仅是将加油时原本溢散于空气中的油气通过密闭管道进入到油罐中，继而导致地下卧罐内油蒸汽压力升高。

当罐内油蒸汽压力达到一定值时，油气将从呼吸阀集中排放到空气中，未能解决根本问题。

如果加油站增设专门的油气回收处理设备 (又称为油气后处理系统)，可以有效的处理收集到汽油油气，从而控制了各个环节的油气排放，基本上
油气回收率可达到95%以上效果。

2 油气回收方法
油气回收设备是油气后处理系统研究的核心，依据所选用油气处理设备不同可主要分为吸附法、吸收法、膜分离法、冷凝法、氧化燃烧法。

由于各种油气回收设备在不同地区的控制效果不同，所以应根据不同的工况要求制定油气回收方案及选择油气回收处理设备。

2.1 吸附法
采用吸附法加油站油气处理设备主要有两种形式:安装于加油站的固定式油气吸附
装置及油罐车携带的油气吸附法处理设备。

吸附法是利用油气中的油分子和空气分子与固体吸附剂结合力不同的原理，将需处理的油蒸汽分子选择性吸附到吸附剂上，再进行解吸过程从而回收油品。

用于加油站的固定式油气吸附设备一般设置两台操作床:一台用于吸附，另一台进行解吸，依据吸附情况交替使用。

一般活性炭材料
是吸附法经常选用的吸附剂，因为具有吸附能力强、选择性好、物理化学性质稳定、强度好等有优点［2］。

2.2 吸收法
吸收是让油气与匹配的吸收剂接触后而对油气分子进行吸收，使之溶解到液体状态，能使油分子与空气得到有效分离。

吸收装置具体操作过程如下:从吸收塔底部进入
的高浓度油蒸气与从塔顶喷淋下来的吸收剂经过逆流充分接触，依据油气中各分子组成在吸收剂中溶解度不同，而将易溶解组分溶解到吸收剂内、不易溶解组分从塔顶排除。

加油站油气吸收法有两种方法:常压常温吸收法和常压低温吸收法。

吸收
法需要选择高度溶解油气分子吸收剂，同时该吸收剂应具有良好的物理化学性能、选择性、再生功能。

吸收剂选择是否得将是油气回收装置处理油气效果的关键。

2.3 冷凝法
冷凝法处理油气的原理:油蒸汽与冷凝剂通过热交换器交换热量后间接冷凝成液体
以回收。

另外，有些油气回收设备还辅以油气压缩。

冷凝法的优点是经过冷凝能直接得到汽油、且可以直接输送回油罐、无二次污染、性能可靠。

但是冷凝法油气回收设备相对其他处理方法的缺点:装置投资高、运行费用偏高［3］。

2.4 膜分离法
油气回收膜分离法的原理是:利用所选膜材料对油气的优先透过性不同，给予油气
空气的混合物一定的压力，经膜的过滤作用使混合气中的油气分子优先透过膜片后进行脱除回收，而空气则被选择性地截留。

2.5 氧化燃烧法
利用催化氧化燃烧法对汽油油气集中处理是一种操作费相对较低的方法，但燃烧后的产物可能会造成污染，且考虑到加油站安全问题，氧化燃烧法采用不多。

从运行费用和燃烧热能再利用来看，其成本整体上与吸收法相当，且所燃烧掉的油气也属于资源浪费。

3 油气回收系统设计
图1为加油站工艺流程及油气回收系统图(包含了油气一次、二次收集和油气处理，部分加油站因投资限制只采用了油气收集系统、油气回收设备预留)。

该系统以经
营93#汽油为例:93#汽油卧罐一座、用于93#汽油带有油气回收功能的单泵单枪
加油机一台、油气回收设施一套。

若加油站内设置有多余1台汽油罐的时候，汽
油卧罐之间通常通过气相管道达到气相联通效果。

加油油气 (二次收集后的油气)回到汽油罐后，通过与汽油罐连接的通气管处引出的管道进入后端油气处理装置。

当油气回收装置检修或者预留未上的时候，就通过上述油气排放管道的呼吸阀集中排放到大气。

通过压力传感器自动监测油气管道的压力，当升高到设定值时，油气回收处理装置将自动运行，装置将回收的油气转化为汽油后输送回卧罐 (一般将回收的汽油输送到标号较低的汽油罐)。

为防止加油回气及油罐小呼吸的气体从通气管
中的防爆阻火呼吸阀呼出，通气管上呼吸阀设定正压应高于监测压力的设定值。

经过检测后，达标的气体通过排气管排放到大气中、残留的杂质等废弃物依据物理化学特性集中收集处理。

图1 加油站工艺流程及油气回收系统流程图Fig.1 The flow chart of processoil-air recovery system of Gas Station
4 油气回收成效
以天津某总罐容100 m3(汽油罐容为40 m3，柴油罐容为60 m3)加油站增设整套油气回收设施前后对比:其每天约节省25 kg汽油挥发，一年将近9.1 t汽油油气可
得到回收。

可见增设整套油气回收装置处理的油气成效很大、大大较少了向大气排放的污染气体。

所以油气回收设备可以降低油气污染、减少油量损失，因此加油站设置油气回收设备，可谓兼顾环保与经济双重成效。

尤其是卸油油气收集系统投资少，增加也容易，技术简单．是值得推广和执行的。

GB50156-2006《汽车加油加气站设计与施工规范》对埋地卧式汽油罐、汽油加油机和排气口爆炸危险区域进行了划分:如果采用油气回收系统，爆炸区域相对可减少50%左右。

同时指出:对汽油罐和通气管管口，当设有卸油油气回收系统时，给定的防火距离可相对减少20%;当同时设置加油油气回收和卸油系统时，给定的防火距离相对可减少30%［4］。

所以，加油站增设油气回收系统可以减少征地及投资。

如果加油站设置完整的油气回收系统，则占地面积及与周边的距离可缩小，能够帮助加油站解决用地紧张问题。

5 注意事项
(1)需要保证与油气回收系统相关的管道及连接件的严密性，才能保证油气的回收效果。

(2)油气回收管道坡度需要满足要求，以不小于1%的坡度坡向地下卧罐以保证凝液能够顺利排出，以降低凝液管内的液阻;当现场施工有困难的时候，可以采用设置小的凝液罐作为中间凝液的收集装置。

为避免油罐在地下水作用下上浮或者加剧腐蚀，油罐不宜埋地过深，可在油气回收管线中增设凝液罐解决此问题。

(3)做好防静电措施，应采用导静电耐油软管。

对卸油软管和回气软管两端的快速接头必须用软铜线进行跨接。

(4)整个回收系统开启压力及呼吸阀的设定值要设置得当，否则有可能降低加油枪流量。

(5)汽油油气具有易燃易爆危险性质，在真空泵的两端设置的法兰应具有阻火功能以保证安全。

6 结论
(1)加油站油气收集及油气处理工艺简单、易操作、旧站易改造，油气回收效果明显。

(2)爆炸危险区域明显减少50%，防火间距可减少20%～30%，可减少征地面积、提高加油站运行的安全性。

(3)加油站油气回收能达到安全经济、绿色环保、节约能源的多重功效。

(4)采用卸油油气回收系统和车辆加油油气回收系统，车辆加油时很少向外排气，
加油站员工的工作环境得到显著改善。

参考文献
［1］沈家成，赵海全．加油站油气综合治理技术及工艺设计［J］．广州化工，2010，38(5):246 -247．
［2］崔永超．成品油油库油气综合处理技术及工艺设计［J］．广州化工，2010，38(9):247 -248．
［3］黄维秋，彭群，刘君．加油站油气排放治理技术［J］．环境工程学报，2009，2(3):327 -330．
［4］中华人民共和国国家标准．汽车加油加气站设计与施工规范GB50156 -2002［S］．北京:中国计划出版社，2002．。