加油站油气回收工艺技术应用

齐绍飞 段天浩 马森

摘      要： 随着人们安全环保意识的增强，环境保护越来越得到大家的重视。近年来国家重点关注加油站油气挥发的污染问题及在油气排放上回收工艺技术的应用情况。本文重点结合中石油加油站近些年来在油气回收技术的经验，对一次油气回收、二次油气回收、三次油气回收工艺系统进行了全面地剖析，并参考借鉴国内外加油站应用情况，对现有油气回收工艺技术的应用进行了分析阐述。

关  键  词：油气回收;加油站;安全;环境

中图分类号：TE 89       文献标识码： A       文章编号： 1671-0460（2020）04-0684-04

Abstract： With the enhancement of people's awareness of safety and environmental protection， more and more attentions have been paid to environmental protection. In recent years， the state has focused on the pollution of oil and gas volatilization in gas stations and the application of recovery technology in oil and gas emission. In this paper， based on the experience of oil and gas recovery technology of PetroChina gas stations in recent years， primary oil and gas recovery system， secondary oil and gas recovery system， and tertiary oil and gas recovery system were analyzed. Referring to the application situation in gas stations at home and abroad， the application of existing oil and gas recovery technologies was discussed.

Key words： Oil and gas recovery; Gas station; Safety; Environment

國家经济的提升，人民生活的富足，导致私家车数量逐年递增，从而人们对汽油需求量不断增大，越来越多的加油站应势拔地而起。加油站在为大家提供生活便利的同时也对四周环境造成了严重的污染。流动的油品在卸油和加油时挥发出油气扩散到周围空气当中，对居民生活环境及油站工作人员的身体健康造成伤害，更为重要的是无形中加剧了加油站本身的安全隐患。近年来由于汽车加油过程中挥发的油气大量聚集导致瞬间闪爆事故频发。频繁的事件不断给人民带来警示，在国家的大力宣传及环保法规的严格制约下，人们对安全环保的认识不断增强，加油站油气回收工艺技术的推广及应用已经迫在眉睫。油气回收技术是一种重新回收油品卸油加油过程中所产生的油气，防止其挥发到大气当中造成污染的措施。

本文则重点介绍中石油集团旗下国内加油站在油气回收工艺技术上的应用。

1  油气回收的必要性

截至2018年底，中石油集团旗下共有2.18万座加油站，实现销售收入2万亿元，销量油品量达1.77亿t。

1.1  资源浪费

图1为成品汽油自油库至汽车油箱过程中损耗方式的示意图，仅加油站卸油到加油这个环节挥发的油量就可达2‰～3‰，按照2018年成品油1.77 亿t计算，仅油品损失就可达到5.31万t/a，按5 000 元/t计算，损耗价值人民币高达2.655亿元。

1.2  环境污染、安全隐患

考虑到汽车加油的方便，加油站大多建立在人口聚集的地方且普遍多为居民生活区附近。因此挥发出来的油气既容易污染四周空气，还会给附近居民生活留下安全隐患。日益增多的投诉也会对企业形象造成严重的影响。我们注意到近年来在加油卸油过程中油气的挥发所造成闪爆的事故频繁发生，伴随着汽油流通烷烃的变化，导致油气浓度积聚、温度上升，油罐车内部可爆空间随之发生变化。

所以对此部分的油气进行回收的重要性不言而喻。下图显示了德国早年间在国内各区实施油气回收之初和之后的排放量对比。从图2中就能清晰地分辨出油气的挥发对环境所造成的影响性。

2  油气回收的工艺技术

2.1  一次油气回收工艺系统

一次油气回收工艺技术是在油罐车向储油罐卸油过程中的油气回收的工艺技术。将油罐车向储油罐卸油时挥发出的油气，通过置换的方式回收进入油罐车罐体内的过程。[1]最初的加油站卸油情况为储油罐与通气管连通，油罐车卸油时油气通过通气管口顺势排放出，具体流程详见图3。

现在使用一次油气回收工艺后，加油站在卸油时将各汽油储油罐的通气管顶端全部连通，将压力真空阀或阻火通气帽替换原来通气管上使用的呼吸阀。将压力真空阀开启压力范围调整限制在-2 000 Pa～+750 Pa的区间内。上述内容完成后油罐车和储油罐之间会形成一个相对密闭的系统，再在两者之间用卸油软管和回气快速接头连通。当油罐车向地下油罐卸油时，储油罐内部挥发出的大量油气同卸入罐里的汽油等体积被置换出来，通过卸油软管将此部分油气重新置换回油罐车内，简单点来说就是通过卸油管输将汽车油罐内的油品输送到相应标号的地下储油罐内，油罐车内部与地下储油罐形成一个相对密闭的空间。地下油罐内挥发出的油气在卸油过程中通过压力平衡的原理顺着回气管返回至油罐车内，这样的往复循环实现了卸油过程中的油气回收。具体流程详见图4。

2.2  二次油气回收工艺系统

二次油气回收是指通过加油机加油枪对汽车输油过程中，产生的油气通过安装一些油气回收设备的回收。最初的加油站在为汽车加油时，汽油通过输油管进入汽车油箱，通气管同时吸入空气，导致储油罐内汽油挥发，产生一定油气顺着加油枪直接扩散到空气当中，具体流程详见图5。

在使用二次油气回收工艺后，当加油机将油品输送至汽车油箱内的同时，内部油气回收真空泵开始运转产生辅助动力，使系统形成真空状态，再通过油气回收加油枪、油气回收管、油气分离接头、比例调节阀等一系列辅助回收设备按照1/1或1/1.2的气液相比例，将因为加油所挥发出的油气收集到地下低标号的油品储油罐内，从而实现汽车加油过程中油气的回收。具体流程详见图6。

二次油气回收系统根据使用油气回收真空泵的数量及安装的不同，可分为以下两种油气回收方式：集中式油气回收和分散式油气回收。

（1）分散式回收工艺是由新式油气回收枪、油气回收真空泵、反向同轴胶管、拉断阀、油气分离接头等构成，其中油气回收真空泵安装在加油机内部，且大多数是一台加油枪配备一台真空泵[2]。根据场地地坪安装高度的不同可分为以下两种：

①从加油岛到储油罐的高度差可以满足管道1%坡度要求。在这种情况下，需要将每台加油机埋地敷设的通气管线依次接到一根回气主管道上，然后在将主管道直接连接到加油站内最低标号汽油储罐即可。

②从加油岛到储油罐的高度差不能满足管道1%坡度要求。

在这种条件下，需要在靠近储油罐区处地下增设一台集液罐，可以在满足坡度要求的前提下使通气主管道坡向集液罐。然后再将集液罐上引出通气管道与加油站内最低标号的汽油储罐连通，利用储油罐潜油泵的虹吸作用压力差将集液罐内的油液输送到储油罐区内最低标号的汽油罐内，同样也可以分别使用潜油泵将回收的汽液抽送至储油罐内。

以上所阐述的大致内容就是分散式油气回收技术基本为一台加油枪配备一台真空泵，泵安装在加油机内部，可以使用一台或多台真空泵提供油气回收动力的方式通过通气管道连接方式的不同来实现油气回收。安装上更加模块化，使用上更为灵活化、多变。

（2）集中式回收工艺为一台真空泵配合多台加油枪，真空泵集中布置是将加油站所有加油机底部埋地通气管汇集到一根通气主管道上，再把这根通气主管与埋地集液罐的进口相连通，集液罐的出口与集中泵的入口连通，集中泵的出口与罐区内最低标号储油罐通过通气管道连通即可。以上一系列操作形成了一个完整的闭环工艺。简单理解为就是先将每台加油机的通气管道集合在一起，利用真空泵产生压力为多台加油机提供油气回收动力的方式（真空泵一般安装在加油机以外的位置）。

集中式油气回收技术为一个加油站配备一台真空泵，真空泵需安装在加油站内指定位置，同时所有加油机的加油枪共同使用一台油气回收真空泵。与分散式油气回收技术相比，集中式油气回收技术投资少、占用空间少，唯一的缺点是真空泵一旦发生故障，对油站整体的经营情况影响比较大，容易造成经济损失。根据数据汇总的结果得出，加油量5 000 t/a以上的加油站不建议使用集中式油气回收系统。

（3）集液罐（汽液收集槽）是用于收集油气回收管道内凝液的油液临时存储罐。连通加油机的通气管路应高于集液罐，这样能保证管道坡度顺流向流入集液罐，且不能伸入集液罐内。相反集液罐内油液管路出口的管道应延伸到集液罐底部（距底部留出約10 cm的空间），并在罐底设置排污阀。油站工作人员要定期打开集液罐底部的排污阀，排出罐内污垢和积水（在加油岛至储油罐之间的高度差能满足管道1%坡度要求时，分散式工艺不需要安装集液罐）。

（4）二次油气回收重点在油气回收枪上，    与传统的加油枪相比，新式回收枪不光内部增加了气路，同时增加了两项新功能：一是增加了压力感应系统，只有当加油机电磁阀开启时，油枪才能正常进行工作;二是增加了枪管水平感应阀，在加油时，加油枪枪管角度超过水平角度加油枪将自动关闭。在加油过程中有效地避免了油品的浪费。

2.3  三次油气回收工艺系统

与一次卸油油气回收工艺、二次加油油气回收工艺相比，三次油气回收工艺新增了设备系统回收。由于二次回收过程中回收到地下储油罐的油气体积经常比输出油量液体体积大（气液比>1），造成油罐内压力迅速上升，此时无法存储的多余油气会通过呼吸阀向空气中排放。为尽量防止对周围空气的污染，在通气管呼吸阀前端加装油气回收装置，对这部分油气的回收处理称为三次油气回收。加油站油气排放处理装置的油气排放浓度，根据国家环保总局《加油站大气污染物排放标准》GB20592-2007第4.3.4 条规定，“处理装置的油气排放浓度应小于等于25 g/m3。” [3]按照规定要求，我国已在北京等少数几个一线城市内加油站试行安装了油气通过通气管排放处理装置。该项技术为加装油气排放处理设备，系统上主要工作原理为随着储油罐内压力升高到设定的压力上限值（一般设定为+150 Pa），油气排放处理装置自动开始运转，通过内部循环分离高浓度油气，排出清洁空气。当检测到系统内压力降低到设定的感应压力下限（一般设定为-150 Pa），设备自动停止运行并进入待机状态[4]。循环往复完成装置内多余废弃油气的处理、排放过程。截至目前从安装了三次油气回收系统的回收效果来看，只有少量通过加油站通气管挥发出来的油气能够被油气排放处理装置回收。

从以下两方面进行对比：

（1）设备投资规模。新式油气排放处理装置投资较大，超过一次油气回收投资和二次油气回收投资的总数。

（2）能源消耗。新式油气排放处理装置的能耗较大，超过了一次油气回收能耗和二次油气回收能耗的总和。

综上所述不难看出，这种新式的油气排放处理装置投资大、技术复杂、能耗高、收益低。通过对国内一线城市进行调查，目前大多数加油站由于尚未达到油气排放处理装置的启动条件，长期处于无法启动的闲置状态，造成了投资浪费的情况。通过上述总结，不建议安装使用新式的油气排放处理装置。

3  市场应用情况分析

随着全球化经济发展趋势越来越快，环境问题越来越得到各国的关注[5]。一些发达国家早就意识到这一问题的严重性，例如美国在1970年实施《清洁空气法》，开始出现一次油气回收并且规定1975年前达到该法规的要求。20世纪80年代后期《空气保护法》又得到进一步的完善，按照此法规要求，只有安装油气回收工艺才能使现行加油站满足环保法规要求。截至目前得到的数据表明，美国所有中心城市已经全部安装了一次和二次油气回收技术[6]。2001年法规得到了补充（缩写EVR），开始要求从2002年起加油站要加装油气综合监测处理系统。2004年到2006年期间，在加利福尼亚州强制性要求加油站必须安装油气处理设备。参照这些发达国家来看，我们在实施油气回收这项技术上已经处于落后状态，现在我国也同样要求所有城市要在2015年1月1日前必须完成油气回收技术的整改，争取尽快赶上发达国家的脚步。

4  结束语

经济的发展要与环境保护携手而行。油气回收这一工艺技术不仅有效控制了加油站油气的挥发造成的经济损失，而且提高了安全等级，大大减少有毒有害气体的排放，减少空气污染，使油气回收率提升到95%以上，成功的降低汽油的损耗，从而确保了人员安全和公司的财产安全，营造安全、和谐、健康的工作生活环境，确保了员工的身心健康。可以说油气回收工艺技术的应用是保障加油站经济安全生产必备的条件。

参考文献：

[1] 白芝琼. 加油站油气回收系统介绍[J].计量与测试技术，2017（1）：68

[2] 郭建新.加油站油气回收系统问题分析及对策[J].石油化工安全环保技术，2019，35（04）：44-47.

[3]GB 20952-2007. 加油站大气污染物排放标准[S]. 2007.

[4] 那忠庆，赖军.加油站油气回收系统[J].油气田地面工程，2012（2）：75.

[5]郑长樱.论加油站油气回收系统的应用策略[J].环境与发展，2018（4）：251-253

[6]谭延彬.浅谈汽车加油站工艺技术改造[J].科学家，2017（4）：70.