油气回收系统在大庆油田成品油库的应用

崔颖（大庆油田有限责任公司储运销售分公司）

大庆油田储运销售分公司成品油所辖成品油库担负着柴油、汽油的储存、装车任务，共有6个柴油货位（鹤管），8个汽油货位（鹤管），2个溶剂油货位（鹤管）。成品油库属于易燃易爆高危场所，油气挥发造成站库大气环境污染、油品油量损耗，同时也存在重大安全隐患。为此，大庆油田在成品油库付油工艺应用了油气回收系统，将挥发的汽油油气收集起来，通过吸收、吸附或冷凝等工艺实现了成品油库油品“全过程密闭，油气不外泄”的管理目标。这样，既减少油气的污染，又使油气从气态转变为液态，重新变为汽油，达到回收利用的目的。

1 系统的组成

油气回收系统主要包括油气集气系统及油气回收装置2部分：油气集气系统通常为一条连通的管道网络结构，负责将铁路、公路装油台等场所排放出来的油气和空气混合气通过密闭引导到油气回收装置；油气回收装置负责将该混合气分离，并回收其中的油气，分离出的浓度达标的空气可直接排入大气（图1）。

2 油气集气系统

由于油库装车具有不均匀性，装车密闭鹤管难以严格对位，且油气回收设备有一定的气体流动阻力。为此，需要将公路汽油装车系统排放出的油气通过风机来引流，所以需将原有鹤管更换为具有油气回收功能的密闭鹤管，并相应增加油气回收工艺管道，实现油气收集、集中输送至油气回收装置，从而保证装置的平稳运行，并达到节能降耗的目的。系统前端密闭鹤管为定量装车系统，并带有超液位自动保护，确保不影响装油正常作业。油气集气回收主要分4个环节：引气（集气）环节，吸收、吸附环节，解吸环节，回收环节（图2）。

图1 油气回收系统示意图

2.1 引气（集气）环节

利用风机将装油过程产生的油气和空气混合气引到油气回收装置的吸收塔的下部。根据装车油气情况，可以增设平衡罐（1m3）及气液平衡管，可平衡收集罐车排放出来的油气；并同时考虑到油气排放的不均匀性，无论鹤管同时装车的数量如何，都不会造成罐车形成真空。

图2 油气集气回收系统工艺流程示意图

2.2 吸收、吸附环节

利用高效吸收剂AbsFOV-Ⅱ在吸收塔中吸收油气。吸收剂通过溶剂泵打到吸收塔顶部，大部分油气被吸收剂所吸收。吸收塔中的液位通过调节阀来控制，从而使其液位保持在稳定的水平。从吸收塔出来的含少量油气的尾气进入吸附塔再深度吸附处理，而净化后的空气从吸附塔顶直接排入大气。至此，整套油气回收装置回收率将达到99%以上。当吸附塔中活性炭吸附达到穿透点时，通过真空泵系统进行解吸操作。考虑到油气排放的不均匀性，如罐车装油量很小时，回收装置仅打开溶剂泵 （与罐车装油同步），油气在吸收塔内被循环流动的吸收剂所喷淋吸收，从吸收塔出来的含有少量油气的空气进入吸附塔作进一步深度吸附回收，几乎不含油气的空气从吸附塔顶排入大气。当吸收剂吸收到设定容量时，系统全流程运行，相继对吸收剂及活性炭进行解吸。暂定按4h解吸1次设计，如需要增加全流程运行时，可自行按需通过PLC程序自动操作。

2.3 解吸环节

吸收油气后的富吸收剂在解吸塔中解吸再生，使吸收剂循环使用。吸收油气后的活性炭同样通过真空系统进行解吸再生，可使活性炭循环使用。

2.4 回收环节

从富吸收剂和吸附剂中解吸出来的高浓度油气进入回收塔而被液态贫汽油本体所吸收，吸收后的富汽油打回储存罐或直接外送使用，从而实现油气的回收。贫汽油、富汽油通过贫油泵、富油泵来实现输送。回收塔中的液位通过调节阀来控制，并保持其液位在稳定的水平。

3 油气回收装置

油气回收装置是一种集成吸收—吸附为一体的工艺，主体设备包括风机、吸收塔、吸附塔A和吸附塔B、解吸塔、回收塔、溶剂泵、真空泵、富油泵、贫油泵。本系统实际运行过程动态工艺截屏图见图3。该图对阀和泵等设备进行运行和停止的标识：泵颜色为绿色表示运行中，红色为故障，黄色为停止状态；阀颜色为绿色表示全打开，红色为全关闭，黄色为在关和开之间。

油气回收装置提供一种用半流程和全流程方式交替运行的油气回收方法，该方法适用于油气处理量少及系统进气不稳定的工况（半流程方式），同时也适用于油气处理量大的工况（全流程方式）。该装置采用半流程和全流程方式交替运行，降低了运行能耗，减少了运行成本。

图3 系统实际运行过程动态工艺截屏图

3.1 半流程方式油气回收工艺

半流程方式是指油气从吸收塔底部进入塔体中，利用塔顶喷淋下的高效吸收剂进行吸收，吸收剂由溶剂泵打到吸收塔顶部，解吸塔处于微真空或常压状态，吸收塔底部中的吸收剂通过自流从解吸塔中部回剂口回到解吸塔。

半流程运行方式中，真空泵、富油泵、贫油泵处于关停状态，由于真空泵、富油泵、贫油泵的运行功率约占整个油气回收系统的2/3～5/6（根据回收系统处理量而定），从而大大地减少了整个油气回收系统的运行能耗及成本，并延长各设备的使用寿命。

3.2 全流程方式油气回收工艺

全流程方式是指解吸塔处于高真空解吸状态，吸收塔底部中的富吸收剂通过自吸从解吸塔顶部回剂口回到解吸塔。当富吸收剂从解吸塔顶部流下并经过多层塔板时，其所吸收的油气被解吸出来，同时也对吸附塔进行真空解吸。

当半流程回收方式运行到设定时间或流量计累积计量的油气和空气的混合气的体积到设定值后，回收系统自动或手动切换为全流程回收方式运行。

当全流程回收方式运行到一定时间后，或根据流量计显示的混合气进量，可以重新切换到半流程运行方式，即关停真空泵、富油泵、贫油泵，打开控制阀，其他同于所述的半流程油气回收工艺（步骤）。

4 应用效果及经济效益

目前，油气回收系统已应用在大庆油田成品油库，经回收后的油气符合国标GB20950《储油库大气污染物排放标准》，排放浓度低于25g/m3，油气处理效率不小于95%。油气回收装置的处理能力可由付油亭排气量计算公式[1]求得：

Q——计算排气量，m3/h；

∑q——付油亭所有汽油鹤管排气量之和，m3/h；

K——汽油鹤管同时工作系数；K值与付油亭鹤管数量有关，一般可取0.4～1。

付油亭汽油鹤管最大排气量为800m3/h（8台汽油泵同时运行），经计算排气量Q为0.75×800=600m3/h。因此，该装置的处理能力为600m3/h。

由大庆油田成品油库多年工作经验总结得出，由于油罐车装油次数较多，装油时间较长等因素，油气损耗主要集中在付油亭付油过程[2]。按年发汽油量7×104t，装车过程油气损耗0.15%，该油气回收装置油气回收率99%计算，回收的油气可转化成汽油104t。按照发改电[2015]477号文件，调整后市场平均汽油价格7400元/t计算，全年将增收约77万元。

5 结束语

油气回收系统在大庆油田成品油库自应用以来，运行状况稳定，油气回收效果明显。该系统很大一部分能耗为解吸操作时的能耗，采用半流程方式和全流程方式交替运行。半流程方式运行时，只进行油气吸收和吸附操作，不进行解吸及回收操作；全流程方式运行时，整套油气回收系统的吸收、吸附、解吸及回收操作同时运行。系统综合耗电量仅为16kW，回收1L汽油仅耗电量0.05kWh。以年回收油气转化为汽油104t，汽油密度平均值0.725kg/m3计算，回收系统的年耗电量为7172kWh。这样，可以大幅降低系统综合能耗，减少了运行成本。

[1]于晓颖,易琦,张文伟.成品油库汽油装置油汽回收方案比较[J].石油工程建设,2008,34(5):5-8.

[2]陈雪松,陈雪梅,郭慧军,等.油气回收技术在石油库中的应用[J].石油化工设备,2010,13(2):42-45.