浅议油气回收技术及其应用

浅议油气回收技术及其应用

郝春艳

广东申菱环境系统股份有限公司广东省528313

摘要：油气主要是指从石油运输、储存和加工过程中散发出的烃类气体，油气回收是石油投产过程中的一项专门工作，必须按照严格的操作规范对油气进行统一地收集和处理，最大程度减少油气挥发量，从而降低相关单位的经济损失，同时减轻环境压力，避免安全事故的发生。近年来，国家不断加强对油气回收工作的关注，但我国油气回收技术尚不成熟，需要引进国外先进设备。鉴于此，文章重点针对油气回收技术及其应用进行分析，以供参考。

关键词：油气回收技术；重要性；应用

1导言

油气挥发不仅给社会经济造成巨大损失，更危害社会环境和人体健康，近年来随着国家石油使用量的不断增加，油气挥发量也在不断增加，油气回收工作必须引起充分的重视，相关部门应加强油气回收方案设计，根据不同情况合理选择油气回收方案和油气处理设备，明确各处理法的优缺点。21世纪以来，科学技术更新换代的速度不断加快，因此，为了提高油气回收效率，我们必须与时俱进，借鉴国外先进的技术设备，加强油气处理技术研究。

2油气回收的必要性

2.1消除火灾隐患、保障财产安全

汽油等轻质油品具有易挥发、易燃爆、易泄漏、易聚集静电荷等特性，它的特性决定了容易在加油站、油库等区域出现较高浓度的油气聚集，并产生油气爆燃的火灾安全隐患。高度重视油气回收，特别是对汽油装、卸车等过程不可避免产生的油气进行有效油气回收，尽量控制油气排放浓度是解决油品火灾隐患的最有效措施。所以，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。

2.2降低经济损失

从以上数据中我们不难发现油气挥发带来的巨大经济损失，其实这只是数据的估算，而且是按照最少的装卸次数进行估算，在实际的石油开采和应用过程中，运输、加工、投产过程都要不可避免地产生油气挥发，挥发损失远不止于10亿人民币。从经济的角度来看，油气挥发不仅是货币损失，更是能源和资源的损失，而这种损失是可以量化并不断降低的，目前的高额损失是由于我们相关单位的技术、设备等不到位造成的，所以这些损失不能仅靠金钱来衡量，更要从思想上认识到问题的严重性，明白这是对有限资源的无端浪费。

3油气回收技术及其应用

3.1吸附法

吸附法实际上是吸附＋汽油喷淋的组合工艺。该工艺中先将收集的油气送进吸附罐内，以活性炭或分子筛沸石或硅胶等有丰富孔容的吸附剂，将油气先储存起来，放空排放，待油气吸附量达到一定程度，再脱附取出油气成分。脱附的浓缩油气进入汽油喷淋塔进行回收。工艺流程如图1。

图1吸附法工艺流程

吸附法对控制尾气达标排放具有一定优势，可以将尾气油气含量降至25ｇ／ｍ３以下。但由于吸附剂存在吸附热、吸附率较小，浓度高的油气进入吸附单元会产生大量吸附热，而且很快会使吸附剂饱和，吸附罐切换频繁。若只靠吸附法完成全部治理油气回收的任务，必须在吸附剂上获得一定的突破，提高单位吸附率和吸脱附性质。目前很多科研机构也在致力于此方面的研究。

其特点如下：由于活性炭处理低浓度油气时效果好，所以需要的活性炭体积较大；活性炭吸附罐的体积较大时，活性炭的吸附热不易散出，对活性炭寿命有较大影响；如果设计足够大的活性炭床层，不使活性炭床层破损，则其尾气浓度较低；活性炭床层脱附出来的高浓度油气进入汽油喷淋吸收塔，是属于较简单的本体吸收法。从流程上讲，其吸收后的尾气浓度是汽油在工况温度下饱和度很高的浓度（一般不会低于3000～1000ｇ／ｍ３），这样又增大了活性炭富集单元的负荷；由于受到装车间歇和混合气体浓度不稳定的影响，活性炭床层需考虑各种因素中的最大值，才能保证吸附床层不破损。

3.2膜分离回收

膜分离技术主要是针对油箱运输、卸货和油罐储存的回收，这种技术的原理是通过高分子化合物形成薄膜，因为油气能够优先通过这种膜，因此拦截空气，这种方式操作较为简便，其背后是先进技术的支撑，这种碳氢化合物组成的薄膜，使得回收率较高。

该方法使油气空气混合气被分离成2股物流：1股贫油气的滞留物流；1股富油气的穿透物流。贫油气的滞留物流作为净化气体被排放，而富油气的穿透物流作为回收物。工艺流程如图2。

图2膜分离法工艺流程

优点：技术先进，工艺相对简单；排放浓度低，回收率高。

缺点：投资大；膜尚未能实现国产化，价格昂贵，而且膜寿命短；膜分离装置要求稳流、稳压气体，操作要求高

3.3吸收技术

吸收技术是利用处理气中某些成分在吸收剂中溶解的物理作用或与吸收剂接触发生化学反应作用的方法，分别称为物理吸收和化学吸收。炼化企业大多采用柴油、汽油等做吸收剂，目前也有专门的有机溶剂做吸收剂，其吸收剂可以再生。吸收技术一般的工艺过程是将吸收剂从吸收塔塔顶向下淋喷，而处理气由吸收塔塔底向上移动，使处理气与吸收剂进行逆流接触，由于吸收剂对处理气中的烃类组分进行选择性吸收，所以未被吸收的气体直接排放或进入下一个处理步骤，而富吸收剂则进入解吸、循环步骤，或直接送回储罐或某套装置。

其特点主要有：采用吸收法需要选用合适的吸收剂，要求其残余浓度达到排放标准，否则需采用组合工艺以达到标准要求；气体流量大、气体浓度较低时吸收塔效率低；排放地点无回收本体时吸收剂的选用是关键；吸收塔要达到一定的浓度控制要求，必须设计足够的传质单元数，从而使装置体积较大。吸收剂要求与油气无限互溶且蒸汽压低，解吸性能好。

3.4冷凝法

冷凝法油气回收工艺是依据汽油油气组分的基本热力学性质参数，采用烃类物质在不同温度下的蒸汽压差异，通过降温使油气中一些烃类蒸汽压达到过饱和状态，过饱和油气组分产生相变，从气态变为液态，得到液态烃。冷凝法是一次性工艺就完成对油气的回收利用的方法，而且能够见到可以计量的回收液态烃。冷凝法在浅冷时即可将大部分的油气组分液化，大幅降低油气的质量分数。随着制冷技术的发展，可以允许进行相对灵活的制冷级调整，根据油气的组成制定最节能的制冷级调整，并且可以通过换热将尾气余冷降至较低，且余冷可以在后续富集流程中克服一部分吸附热，达到节能最优化。工艺流程如图3。

图3冷凝法工艺流程

冷凝法的特点是：直接冷凝成为可见的液态烃，使其以液态输送到成品油本体；可精确控制气体的温度，从而精确控制冷凝单元出口的油气残余浓度；制冷系统自动化控制简单有效、实用；制冷系统提供的冷量仅用以克服油气液化潜热和少量的换热损耗。

3.5冷凝+吸附法

“冷凝+吸附”法油气回收工艺是结合制冷技术和吸附技术的优势，先在冷凝单元中将油气逐级从常温冷却至-70℃（此处温度场可根据实际需要变更设定）左右，使混合气体中的大部分油气直接液化回收，剩余极少量油气在吸附单元中通过特定吸附工艺（目前常用的吸附方式主要为膜吸附和活性炭吸附两种方式）和空气进行吸附分离。整机系统通过以上过程不断循环，从而达到油气连续冷却分凝回收，同时确保终端被处理油气达标排放。同时冷凝+吸附式油气回收技术通过换热器的特殊工艺设计，使其中液态的有机组分可与气态的空气实现液体与气体的充分分离，充分分离后的低温清洁尾气经特殊设计的换热器进行回热交换，直至末端常温送往机组进气增压风机前重新进行循环。各级制冷参数如下：

一级制冷：处理温度0～5℃，主要处理水及C5或C6的冷凝，能截留大部分水分进入低温冷凝箱，防止结霜；

二级制冷：处理温度-30～-35℃，液化回收部分C3～C6油气；

三级制冷：处理温度-70～-75℃，液化回收轻烃，95%以上油气得到回收；

热回收：经三级制冷后低温不凝气体可作为很好的冷源与进口的油气进行热交换，既起到预冷效果，又可将尾气提升到常温进入吸附系统。

吸附系统由两个吸附罐交替进行吸附--脱附--清扫过程，在常压下A罐吸附原料中的剩余油气组分，当吸附饱和后，系统自动切入B罐进行吸附处理，同时A罐进行真空脱附使吸附剂获得再生，脱附出的油气进入集气罐进行下一个循环冷凝处理，经过吸附系统分离出来的达标尾气通过排气筒排放。

优点：工艺简单，应用成熟，效率高。

缺点：能耗较高，制冷单元需经常维护。

4结论

总之，伴随着我国社会主义市场经济的迅速发展以及城市化进程的持续推进，社会各界人士越来越注重环境的保护。在加油站中，油气回收工作的开展具有着重大的意义，其能够在一定程度上避免油气对大气所造成的污染，同时还能防止事故的出现。有必要针对油气回收技术进行宣传与推广，不断展开创新性探究，进而强化油气回收的管理工作。

参考文献：

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