石油产品装卸过程中的油气回收技术

李凤

【摘 要】挥发性很强的石油产品在装卸过程中会产生大量的油气蒸发，造成油品的蒸发损耗，进而带来了油品数量减少、经济损失、环境污染、影响人类健康和安全等一系列危害。本文即重点探讨了石油产品装卸过程中的油气回收的意义及重点回收技术。

【关键词】石油产品；装卸；油气回收；吸收法；冷凝法

前言

从原理上看，防止（控制）油品蒸发损耗可采取以下三种方案：一是抑制油品蒸发排放，如采用浮顶罐；二是焚烧油品蒸发排放气；三是油气回收。显然，第一种方法对大量车船装卸作业及固定顶罐的收发作业就很难有所作为；第二种方法虽可降低油气对大气环境的污染，但存在着能源浪费，是不经济的方法；而第三种方法被公认为是一种最经济、最有效的回收方法。可见，在能源日益紧张、油品收发作业（车、船、罐等）日益频繁情况下，国家节能减排政策和石油石化系统全面实施HSE 一体化管理引导下，大力开展蒸发油气回收技术意义重大。

一、油气回收的意义

油气的回收有着非常重要的意义，首先，油气回收有利于节约资源。石油是不可再生资源，用完之后就会枯竭。

其次，油气回收可以减少对环境的污染。汽油的储运和装卸及加油过程中，油罐或汽车油箱会因压力波动而产生大量的油气，因而导致大量的油气排放。油气主要成分为丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，它们大多属致癌物质。有数据显示：温度每升高1℃，汽油会排出体积分数0.21%的油气，储存天数越多，罐内油气与油液体积比越大，排放的油气就越多。如果200万t油存放在利用率为50%的油罐内300天，平均每天气温变化10℃，就会有55万多m3油气排放到大气中，对环境产生污染。因此，通过油气回收，可减少油气排向空气中。

再次，有益人们身体健康。油气中含有苯等有毒有害物质，人吸入油气会大大增加患癌症的危险。油气被紫外线照射以后，会与空气中其他有害气体发生一系列光化学反应，形成毒性更大的污染物，受污染的空气和水会通过呼吸、皮肤接触、饮用水等危害到人体健康。因此，油气回收减少了空气中苯等有害物质的含量，对广大群众的身体健康起到了保护作用。

最后，油气回收有利于消除安全隐患。虽然加油站因油气挥发而造成的火灾案例并不多见，但仍然存在着非常危险的安全隐患。由于加油站的汽油储罐大多采用通气管高空排放方式，当槽车往油罐内卸油时，产生的大量饱和度很高的汽油蒸气会通过呼吸阀排出，呼吸阀上方聚集的高饱和汽油蒸气若遇到任何一点火星或静电就会发生爆炸。因此，实施油气回收，可消除可能导致爆炸、燃烧等的安全隐患，有利于保证人民生命财产安全。

二、石油产品装卸过程中的油气回收技术

目前常用的油气回收处理方法包括：吸收法、吸附法、冷凝法和膜分离方法。

（一）吸收法

吸收分离过程是通过混合气与适当的吸收剂接触，气体中的一种或几种组分便溶解于该液体内形成溶液，不能溶解的组分则保留在气相中，于是原混合气体中的各组分得以分离。工艺流程图见图1。

油品装卸产生的油气进入吸收塔，80%～90%的油气被吸收，贫油空气由排放口排出；吸收液再经过解吸过程，解吸后的吸收液循环使用，解吸气进入回收塔，利用成品汽油进行回收，尾气再返回吸收塔重复上述吸收过程。油气回收装置主要用来回收商业销售油库、中转供应油库、炼油厂、加油站、油码头及真空泵辅助卸油等场所中固定顶轻油罐、装运设备等固定排放源蒸发排放的高浓度油气。

目前有两种典型的油气吸收回收方法：常压常温吸收法和常压低温吸收法。

1、常压常温吸收法

常压常温吸收法是在常压常温下，利用吸收剂使其与排放的气体接触以吸收油蒸气的一种方法。吸收装置是利用填料塔使蒸气与从上部流下的吸收液（汽油、轻柴油、特制有机溶剂等）进行对流接触，或者使吸收液从垂直填充有金属网的箱子的上部喷雾，使蒸气从流下的液膜中穿过。这种方法主要要求气液接触吸收率高、压力损失小和在喷雾部分等处不产生静电及吸收液不发泡等。

2、常压低温吸收法

常压低温吸收法是使用冷冻机将吸收液冷却到低温，然后送到吸收塔对混合气进行喷淋吸收。吸收液一般用产品汽油来直接回收油气。

为了达到较高回收率，吸收液（汽油）的冷却温度要控制在约-30℃以下，此时，系统需要制冷系统、低温钢材及保温处理，投资及运行费用较高。

（二）吸附法

吸附法利用吸附介质（孔隙率较大的物质）与油气分子的亲合作用吸附油气分子，不吸附空气，从而达到油气回收的目的。现使用较多的吸附介质是活性炭，主要是利用活性碳吸附油气，实现与空气的分离，它的特点是合适的吸附剂对各组分的吸附有很高的选择性。

油气收集装置收集到的油气首先进入变压吸附单元进行油气的吸附，其中绝大部分轻烃被吸附在活性碳的微孔中，当达到一定的饱和度时该吸附罐自动转入真空解吸状态进行脱附，脱附的油气进入吸收塔被吸收液吸收。吸附法回收效率高，但装置占地面积相对较大，吸附塔要进行频繁的吸附-脱附自动循环切换，操作频繁，而且活性炭寿命短，所以操作维护起来比较困难，另外活性炭废料很难处理，容易造成二次污染。

（三）直接冷凝法

直接冷凝法是利用制冷剂通过热交换器对油气进行冷凝并采用多级连续冷却方式降低挥发油气的温度，使油气中的油品成分凝聚为液体，而排出洁净空气的一种回收方法。

油气经过预冷器温度降到4 ℃左右，油气中的大部分水汽凝结为水排出，油气进入二级冷却器冷却到约-40 ℃左右，再进入三级冷却器冷却到约- 110 ℃以下，经过一、二级冷却可以使大部分挥发性有机化合物冷凝成为液体回收，排放的油气浓度能够达到环保标准要求。

冷凝法回收装置的冷凝温度一般按预冷、机械制冷、液氮制冷步骤来实现，具有安全性好、油气回收率高、符合环保要求、设备成套装配、安装简单、运行过程自动化、使用维护简便、投资回收期短等特点，但如果要求排放的油气浓度更低，则需要对油气进行更高级的冷却，所需要的能耗也随之增高。

（四）膜分离法

膜分离技术的基本原理是利用高分子膜对油气中汽油组分优先透过性的特点，让汽油组分/空气的混合气在一定的压差推动下利用膜的选择性透过的特性使混合气中的汽油组分优先透过膜得以回收，而空气则被选择性的截留。

油气首先经过液环式压缩机升压到2～6atm，压缩后的油气进人到吸收塔，与罐区来的汽油逆向接触，塔底吸收了油气的富油返回罐区，塔顶的油气再进入膜分离单元，进一步分离油气。膜的渗透侧采用真空操作，这样在膜两侧分压差的推动下，汽油组分优先渗透通过高分子膜，在膜的渗透侧富集，经过真空泵返回到压缩机的入口，进一步回收。而空气则被选择性的截留在尾气侧。经过一级回收排放的油气浓度一般为5～109/m。如果要求油气的浓度更低，则需要加人二级回收变压吸附（PSA）单元，利用变压吸附（PSA）单元吸附回收残留的油气，可以使排放油气的浓度小于150mg/m，满足最严格的环保要求。

三、油气产品装卸过程中油气回收技术比较

通过上表对四种主要油气回收技术的比较得知，四种油气回收技术各有优缺点，选择什么样的油气回收方法，要根据储运规模，交通运输情况、当地气象情况、现有公用工程的情况，从设备投资、效益、操作、使用寿命等方面进行综合考虑。并且随着我国对环境保护的日益重视，发展单一的油气回收方法已不能较好地解决油气回收问题，所以应当根据不同的场合需要采用不同的油气回收方法甚至是多种回收方法的联合使用，这将是今后油气回收应注重研究的方向。

四、结语

综上，油气回收技术是一项惠国惠民的技术，与人们的日常生活密切相关。我们必须要积极推广和开发油气回收技术，吸收国外先进的技术，开发国产的先进的油气回收装置，加强油气回收的管理，促进我国油气回收行业快速的发展。

参考文献：

[1]谢洪柱，徐启明.油气回收技术的研究[J].能源环境保护，2005.19.

[2]李辉，王树立，等.膜分离技术在油气回收中的应用[J].污染防治技术，2007.7.

[3]李汉勇.油气回收技术[M].北京：化学工业出版社，2008.

[4]杨正山.柴油吸收法油气回收装置的工艺特点及应用[J].炼油技术与工程，2007.5.