油气回收技术特点总结

摘要：对不同的油气回收技术进行了介绍、总结和对比。详细分析了吸收法、膜分离法、冷凝法、吸附法等各类油气回收技术的特点。认为在今后的技术趋势中压缩+吸收+膜组合工艺、膜+活性炭吸附的组合工艺等各类复合工艺将获得良好的分离效果和较低的运行成本。

关键词：油气回收;压缩;吸收;活性炭;膜分离

1 概述

1.1 油气回收定义

一般所说的油气回收指的是油库油气回收和加油站油气回收。油库油气回收指鹤管装车挥发的油气和油库挥发的油气通过管道收集起来之后，采用吸附、吸收或冷凝等工艺，使油气從气态转变为液态汽油，达到回收利用的目的。加油站油气回收是指装卸汽油和加油过程中，采用吸附、吸收或冷凝等工艺，使油气从气态转变为液态汽油，达到回收利用的目的。

1.2 油气回收意义

挥发出来的油气不仅造成石油资源的浪费，同时也给环境带来巨大的污染和许多安全隐患，因此，油气回收有着非常重要的意义。

1）减少对环境的污染

油气的主要成分为丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等各类污染物质，对大气会产生污染。在油气装卸和储运等过程中，油箱、油罐等会因压力的波动产生大量的油气，从而导致大量的油气排放。数据显示，储存天数越多，气液体积比越大，排放的油气就越多。因此，通过油气回收，可以减少油气对大气的污染。

2）有利于消除安全隐患

加油站的汽油储罐一般采用高空管道的方式排放油气，当槽车往油罐内卸油时，呼吸阀会排放大量的汽油蒸汽，当排放的汽油蒸汽遇到静电或火星时，就会发生爆炸。因此，通过油气回收，可以消除燃烧和爆炸等安全隐患。

3）减少资源浪费

采用相应的油气回收技术，把油气回收回来就等于节约了资源。数据表明，油气损耗占原油总产量的1.9%，我国2010年石油消耗量4亿吨，油气资源损耗约为76万吨。如果进行回收利用，等于减少了资源的浪费，同时向大气中少排放了76万吨碳氢化合物。

2 现阶段油气回收技术

2.1 吸收法油气回收技术

吸收法回收油气基本流程为：油气进入吸收塔，被从塔顶喷淋的吸收剂吸收。在真空解吸罐，通过真空抽吸，将溶于吸收剂中的油气解吸。再生的吸收剂用泵送至吸收塔循环使用。解吸的油气被真空泵送至再吸收塔，被塔顶喷淋下来的贫油（汽油）吸收，未被吸收的少量油气进吸收塔循环吸收。

吸收法油气回收有以下两个缺点：1）吸收过程是对全部油气的吸收，因此吸收塔的规模需要很大，将会占用很大的空间。2）采用吸收法进行油气回收，回收率不足90%。

2.2 膜分离法油气回收技术

膜分离油气回收技术属于溶解扩散机理新型气体分离技术，其分离的推动力为气体各组分在膜两侧的分压差，通过气体各组分通过膜时的渗透速率不同来进行气体分离。

在实际运行过程中，油气混合气体首先进入吸收塔，经轻质油吸收后的油气再进入膜分离系统。富含VOCs的渗透气流膜截留侧的气体中VOCs浓度最低可到5～10g/m3。在这个过程中，实际上等于是吸收+膜分离的组合工艺。因为膜分离需要对油气加压，所以系统中需要增加一个液环压缩机。

2.3 冷凝法油气回收技术

冷凝法油气回收技术利用冷冻的方法，将油气的热量置换出来，使油气各组分温度低于凝点从气态变为液态，实现回收利用。

冷凝法油气回收技术的优点是工艺简单，安全性能好，回收物直接为油品。纯冷凝法油气回收装置可将油气温度降至-120～-100℃。装置耗电量仅为0.2KW h/m3油气，用电量与活性炭吸附法持平。

油气首先降温至3～5℃，冷凝出碳氢化合物重组分和空气中携带的水，降低在以后阶段的结霜可能性。第二级制冷，油气进一步冷却到-65～-50℃，然后通过第三级制冷冷却到-120～-100℃。经三级制冷冷凝后的干净冷空气被加热到10℃或者更高，热源来自于制冷系统中回收热。当系统24h连续运行时，需要两台油气冷凝器，其中一台除霜，另一台继续运行，系统自动进行除霜和切换。

2.4 吸附法油气回收技术

各含烃气体通过吸附剂床层，其中烃类被吸附剂吸附，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。

装车时产生的油气，经过阻火器和过滤器进入吸附罐，自下而上通过活性炭床层，油气分子被活性炭吸附，净化气体经过检测后排放。主体装置采用两个吸附罐并联工作相互切换，当一个罐吸附饱和时，切换到另一吸附罐进行吸附，同时吸附饱和的吸附罐开始解吸。

解吸时真空泵开启降低吸附罐中的压力，吸附在活性炭上的油气被解吸下来送入吸收塔，解吸后期通过吹扫阀送入少量空气，吹扫活性炭床层，以更大限度地将油气解吸下来，同时完成活性炭床层再生。

解吸下来的高浓度油气气体被真空泵直接送入吸收塔，与吸收塔顶部喷淋下来的贫油逆向接触变成液态汽油，少量未吸收的油气通过管道送回吸附系统重新吸附，液态汽油由回油泵送回储罐。整个过程在PLC控制下连续自动运行。

2.5油气回收集成技术

以上各类传统油气回收方法各有优点，各有瓶颈，实际应用中一般将多种技术进行合理搭配，以获得良好的分离效果和较低的运行成本。

1）压缩+吸收+膜组合工艺

该工艺首先采用防爆型的湿式压缩机把可能处在爆炸极限范围内的油气增压到2.0～4.0bar（1bar=100kPa）（表压），同时使全部气体浓度超过爆炸极限上限从而偏离爆炸区。然后用罐区现有的液体汽油作为吸收液来洗脱气体中的油气组分，大概可以回收60%～70%的油气，从吸收塔底部返回到汽油罐中;从吸收塔顶部出来的未被吸收的含油气的混合气进入膜组件进一步分离，在真空泵的作用下富含油气的渗透气则返回压缩机入口，尾气达标排放。

2）膜+活性炭吸附的组合工艺

采用膜技术作为预处理，可以一次性回收30%～50%的油气，降低后续活性炭的处理负荷，从而降低活性炭吸附设备的投资和运行成本;同时由于活性炭吸附装置出口的油气含量降低，活性炭的吸附放热减少，从而减少了安全隐患;可以减少活性炭吸附装置进口的油气浓度的波动，使系统操作平稳，尾气排放更容易达标。

3 总结

从以上各类油气回收技术可以看出，随着我国对环境保护的日益重视，发展单一的油气回收方式已不能较好的解决油气回收问题，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。因此，研制价格低廉，回收性能好，适宜推广使用的油气回收装置是广大研究人员的紧迫任务。

参考文献：

[1]邢魏巍.浅谈油气回收技术及其意义.中国环境保护优秀论文集（2005）（下册），2005年

[2]姜春明，李俊杰，等.吸附法油气回收装置的研发与应用.安全、健康和环境，2006，2（6）

[3]黄怀秋.油气回收基础理论及其应用.北京：中国石化出版社，2011.

作者简介：

屠梦波，男，（1985.7—），学历：硕士研究生，职称：工程师。