油气回收处理研究

于军

摘 要：油气回收系统可依来源区分为加油站（油罐车）卸油、油库（油罐车灌装）及加油站（加油枪）加油等三部分来规划，油罐车在加油站卸油时产生油气的回收方式为「密闭式卸油」，如第一阶段油气回收系统。而各油库汽油储存，多采用浮顶式油槽。加油站加油时，则使用油气回收专用油枪。有关加油站油库油气回收设备，依其处理方法分类，有冷凝、活性碳吸附-再生、直火燃烧等三种方式。

关键词：油气 回收 处理 研究

中图分类号：TE89 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）03 （A）-0000-00

油罐车排放的油气在常压下，先经预至34℉（1℃），使油气凝后去除大部份水份及小部份油份。其后再经第二段冷却至-90℉（-68℃），可冷凝大部份油份，最后再冷却至-120℉（一84.44℃），将轻分子油凝回收。而冷凝后的油料，常含有部份水份，故须先经油水分离罐（decanter）匯集并分离出水份，再泵回储油槽回收。由于系统是利用常压下直接冷冻原理，通常每天至少须有1至2小时的除霜时间（通常设定为1.5小时）。由于油库作业时间一般并不超过十小时，因此有充份时间用以除霜而不影响油库作业。

1 活性碳吸附-再生部份

1.1 DYNA-3系统

主要是利用两各活性碳床的吸附及再生交替使用，而达油气回收的目的，整各操作过程分为：（1）吸附过程，（2）再生过程，（3）干燥过程。

其中较特别的再生过程是将水自动注入待再生的活性床内，由液面控制器控制水位至淹盖碳床后即自动循环，同时低压蒸汽亦进入碳床内以提高水温而使碳氢化合物因温度上升而逐渐蒸发，当碳床内水温达100℃时，即表示完成再生过程（由于挥发性有机化合物的沸点较水为低，故在100℃时，挥发性有机化合物已完全蒸发）。其后经干燥过程以热空气干燥活性碳床残留的水分，并经冷却后即可再提供吸附油气之用。

DYNA-3系统因运转过程较为繁杂，故需配合的设备也较多，如锅炉（或蒸气产生器）、产生热空气设备、专用油槽及专用油槽进出油管等。

1.2 McGill系统及JohnZink系统

McGill系统及JohnZink系统的油气回收采用活性碳吸附-吸收式。操作过程可分三阶段：（1）吸附过程，（2）回收过程，（3）净化过程。

此系统的回收集净化两过程适用于活性碳的再生。在回收过程，活性碳床（已吸附碳氢化合物）通往液体真空泵的出口阀打开，液体真空泵自碳床抽取吸附于活性碳上的碳氢化合物。其中一部份重分子油气将冷凝而浮于真空泵内水面上，再泵回油水分离器。赁一部份则成气态状态，于进入吸收器时被来自油槽并分离过重的重分子汽油所吸收，亦进入油水分离器。油水分离器内的碳氢化合物经分离后再泵回油槽储存。在净化过程中，活性碳床所剩余的高沸点“重分子碳氢化合物”则利用经由净化、加热处理的热空气所吹除并排入大气中。

1.3 McGill的ABADAB系统

为了减少油气的逸散及回收，先前有研究指出，利用薄膜及加压冷冻吸收法等不同VRU（VaporRecoveryunit，蒸气回收单元）来进行处理。因油气发生逸散，也与油管设施间歇性的操作有关，倘若孔口安装VRU来完全处理油气逸散问题，则成本急速增加。因此，此法的使用率即变得很低。为了考虑VRU设备的大小及价格成本。即储槽内部安装有可浮动的气囊来累积油气量，待油气量累积为一程度，即再行处理。

由于需同时考虑油气的回收效率与成本，考虑地球资源有限、高温热源对于油气回收系统的危险性，近来已有越来越多的文献探讨以吸附-脱附再生及压力吸附的方式来进行处理。考虑油槽油气逸散VOCs特性中含轻有机物（3个碳至7个碳，包含苯及甲苯），典型油气浓度为30至35vol%，其中4个碳及5个碳是主要成份。而为有效回收低分子有机物，SORBATHENE单元曾被稍微修改，即于真空帮浦及冷凝设备间增加一压缩机。利用吸附-减压脱附结合冷凝方法来增加油气回收的成果此装置系统实验显示大约540kg的吸附剂，每小时可回收15～25升汽油，而经处理过后的气体排放至大气的浓度约低于100ppmv。整个系统主要运用的PSA（pressureswingadsorption）程序包含有一个活性碳缓冲装置及两个PSA单元吸附床来处理从油管中逸散出的油气。系统包括一个活性吸附缓冲设备：外径80cm×高170cm、2个吸附床：外径125cm×1.2m高、冷凝设备及真空泵（7.5kwh），每个吸附床填充硅胶及活性碳各一半。前者于床体上方，为了去除C6+S和部分C5S，而后段则为去除C4+S及部分C5S。进口端即接外径80cm×1.8m的储槽。进口流率保持在1300-1350Nlmin。

2 VRU操作

VRU操作分为三个步骤，在连续操作中，在步骤一中，含水气的油气进入活性吸附缓冲槽中去除，干净的气体排出至大气。直到VOCs排放浓度达0.05至0.5vol%时，再进行步骤二：活性碳吸附槽藉低压来进行再生，在真空下，以干净的气体流入。干净气体流量变化控制在50至200Nlmin间，气流出口接冷凝设备以回收部份汽油，之后再进入PSA系统继续处理。

PSA吸附程序分四个步骤：

1.pressurization

2.adsorption

3.vacuumregeneration

4.desorption。吸附压力保持780mmHg，而脱附压力为65至100mmHg间，而干净气体流率为30-40Nlmin。处理技术使用低沸点吸收剂进行吸收油气的吸收法，采减压使吸收剂蒸发，以完成回收；或者运用与吸收法截然不同的吸附法，不同处在于气液平衡相间不互相依存。

3 结语

未处理的汽油蒸汽进入吸附塔中进行吸附，而处理过的干净气体从顶端排出。当吸附塔达真空负压时，则汽油蒸汽即被脱附，再由冷凝器经冷凝处理回收至油槽中，而无法冷凝的汽油蒸汽再回吸附塔中进行处理。

参考文献

[1] 基于玻璃态膜组件的油气污染排放控制技术研究[J].朱玲.环境工程学报.2011（07）

[2] 活性炭-疏水硅胶复合吸附剂吸附油气[J].黄维秋.化学工程.2011（04）

[3] 吸收法回收油气工艺优化模拟计算[J].廖昌建.当代化工.2010（06）