油气回收系统以及油气回收工艺的分析

油气回收系统以及油气回收工艺的分析

摘要：介绍了加油站的油气回收系统和油库的油气回收系统的概况，总结了现行的油气回收技术工艺以及在设计过程中需要注意的问题

关键词：油气回收工艺加油站油气回收

由于社会经济的快速发展，近年来汽车保有量呈快速增长趋势，到2008年底，广州市机动车保有量已达到183.9万辆。随着汽车保有量的快速增加，成品油需求量也在随之大幅增长，对我市环境空气的污染影响越来越大，因而备受广大市民的关注。特别是在煤、石油及天然气等一次能源日益减少的情况下，世界各国政府都将节约能源和开发新能源作为重要的国策。而油气的回收系统在节能方面起着不可忽视的关键作用。伴随着社会对节能和环保的呼声日益升高，越来越多的加油站和油库开始注重油气的回收和利用。

油气回收系统广泛运用于加油站，储油库，油田，炼油厂和化工企业。

1，加油站的油气回收系统

根据GB20952-2007《加油站大气污染物排放标准》中对“加油站油气回收系统”的定义为：加油站油气回收系统由卸油油气回收系统、汽油密闭储存、加油油气回收系统、在线监测系统和油气排放处理装置组成。该系统的作用是将加油站在卸油、储油和加油过程中产生的油气，通过密闭收集、储存和送入油罐汽车的罐内，运送到储油库集中回收变成汽油。

加油站油气排放的主要分为三个阶段：第一阶段：加油站进油时，将油罐车汽油卸入埋地油罐的过程，埋地油罐排放的油气；第二阶段：加油工给汽车加油时，加油机将汽油加入汽车油箱，汽车油箱口排放的油气；第三阶段：埋地油罐受气温变化影响，热胀冷缩，引起油罐空间油气体积变化，热胀体积增大时排放的油气；针对这三个阶段排放的油气可以分为一次回收，二次回收和三次回收；加油站油气的一次回收系统指的是将油罐汽车卸汽油时地下罐产生的油气，通过密闭方式收集进入油罐汽车罐内的系统。二次回收系统是指通过加油枪、回收管线、真空泵等实现加油时，汽车油箱内产生的油气通过系统进入地罐封存。国家标准要求二次回收系统的回收效率≥95%；三次回收系统是指处理地罐因“小呼吸”产生的油气排放，装置可将油气还原成汽油送回地罐，实现整个系统对油气的回收再利用，国家标准要求回收效率≥95%加油站的油气回收系统一览见下图。

2，油库的油气回收系统

储油库的油气排放分为1）进油（收油）时储油罐油气排放；2）油库发油时，给汽车油罐车、火车油罐车、运油船装油时的油气排放；油库油气回收系统由三个部分组成：密闭收集油气的鹤管，输送油气的管路以及油气回收处理装置；

3，油气回收技术工艺

油气回收技术主要有吸收法、吸附法、膜分离法、冷凝法。

1）吸收法：又称洗涤法。

装车油气在微正压作用下，自罐车密闭盖出气口经外网管线进入吸收塔，在吸收塔填料层中与塔顶喷淋下来的专用吸收剂逆向接触，吸收剂将烃类油气选择吸收，实现装车油气中烃类与空气的分离，未被吸收剂吸收的气体经阻火器排放。吸收剂在压差的作用下进入真空解吸罐，真空条件下解吸出被吸收的油气，吸收剂在真空解吸罐中实现了再生。解吸出的油气有真空机组输送到在吸收塔，用成品油充分吸收后输送至成品油储罐，实现油气回收。再吸收塔中未被吸收的油气从再生塔顶返回到吸收塔，再次被吸收剂吸收。

上世纪八十年代，中石化长岭炼油厂铁路油罐车装车安装了一套柴油吸收法的油气回收处理装置。是单级柴油吸收方法。回收率不大于90％，

江苏工业学院和中石化洛阳工程公司在九江炼油厂也建了一套工业装置。油气的回收率勉强达到90%

从国外的油气回收技术的发展历程来看，吸收法是最早采用的技术之一，但是，目前欧美似乎已不使用这种技术。从几种油气回收技术中比较，吸收法的油气回收率是最低的；

2）吸附法。

储运、装卸过程产生的油气通过活性炭吸附剂床层，其中的烃类被吸附剂吸附，吸附过程在常温常压下进行。吸附剂达到一定的饱和度后，进行抽真空减压再生，再生过程中脱附出的油气再用油品进行吸收，吸收后的贫气再返回到吸附过程进行吸附。主要工艺单元包括：油气收集－吸附过程－再生过程－压缩过程－吸收过程－换热和密封。

吸附法的最大优点就是可以通过改变吸附和再生运行的工作条件来控制出口气体中油气的浓度。缺点是,工艺复杂、吸附床层易产生高温热点。三苯易使活性炭失活；失活活性炭的处理也存在二次污染等问题。如果以水蒸汽脱附，脱附的油分子会混入凝结水中，需要进行油水分离处理。如果抽真空脱附，脱附出来的只是气态富集油气，要使其转变为液态，还需要采用喷淋冷汽油的方法作二次处理。

吸附法常用的吸附剂有：硅胶、分子筛、活性炭等。

活性炭的主要原料几乎可以是所有富含碳的有机材料，如煤、木材、果壳等。在高温和一定压力下通过热解作用被转换成活性炭。在此活化过程中，巨大的表面积和复杂的孔隙结构逐渐形成，而所谓的吸附过程正是在这些孔隙中和表面上进行的。

3）膜分离法

膜分离技术原理主要是“溶解－扩散”机理；油气－空气混合气被分离成两股物流，一股贫油气的滞留物流、一股富油气的穿透物流。贫油气的滞留物流作为净化气体排放。穿透物流即富集油气作为回收物。但是富集油气仍然处于气态，还需要二次工艺处理，如喷淋，才能使富集油气归宿于喷淋的汽油内。

德国博希格公司是首家推出膜分离法油气回收工业装置的。并已有100多套工业装置的经验。该技术中液环压缩机和膜组件是核心的设备。压缩机防爆性能要求极高，只有德国和美国的少数公司能够生产，国内尚未有生产厂家。压缩过程压力在3.5bar，存在着安全隐患。

国内尚未得到膜分离油气回收技术的单位气体处理量的能耗结果，尾气排放浓度，也未见采样分析结果。

4）冷凝法

冷凝法是采用多级连续冷却方法降低挥发油气的温度，利用制冷技术实现油气组分从气相到液相的直接转换。这种方法由于在低温下操作，安全性好，所用的设备较少，可直接回收到液态汽油，效果直观，经济效益较好，因此成为近年来油气回收优先选用的方法之一。

冷凝法油气回收装置主要特点：1）能耗低：采用压缩机制冷，通过多级回热技术使冷量全部用于克服油气的汽化潜热，降低了能耗；2）效果直观：可立刻回收得到液态汽油，并可直接利用；3）安全性好：油气回收过程全部在低温下进行，完全符合安全与防火要求，整套装置与尾气排放都符合防火防爆安全标准；4）无二次污染：冷凝式油气回收装置在运行中无粉尘、杂质、和其他污染物的排放；

4，油气回收设计中需要注意的问题

1）对油气入口管路（集气管）的要求。首先要根据标准确定集气管管径，油气输入压力应不低于2kpa，并设监测压力表；主管路需要设置供油气回收处理装置故障或检修时用的排气管。为保证安全，建议距离油气回收处理装置有一定距离，并远离正压防爆的吸气管。集气管铺设时保证一定的坡度坡向油气回收装置方向，埋地铺设的管路最低点宜设置手动排凝阀门；集气管道铺设完成，做