摘要：對不同的油氣回收技術進行了介紹、總結和對比。詳細分析了吸收法、膜分離法、冷凝法、吸附法等各類油氣回收技術的特點。認為在今后的技術趨勢中壓縮+吸收+膜組合工藝、膜+活性炭吸附的組合工藝等各類復合工藝將獲得良好的分離效果和較低的運行成本。

關鍵詞：油氣回收;壓縮;吸收;活性炭;膜分離

1 概述

1.1 油氣回收定義

一般所說的油氣回收指的是油庫油氣回收和加油站油氣回收。油庫油氣回收指鶴管裝車揮發(fā)的油氣和油庫揮發(fā)的油氣通過管道收集起來之后，采用吸附、吸收或冷凝等工藝，使油氣從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)汽油，達到回收利用的目的。加油站油氣回收是指裝卸汽油和加油過程中，采用吸附、吸收或冷凝等工藝，使油氣從氣態(tài)轉變?yōu)橐簯B(tài)汽油，達到回收利用的目的。

1.2 油氣回收意義

揮發(fā)出來的油氣不僅造成石油資源的浪費，同時也給環(huán)境帶來巨大的污染和許多安全隱患，因此，油氣回收有著非常重要的意義。

1）減少對環(huán)境的污染

油氣的主要成分為丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等各類污染物質，對大氣會產生污染。在油氣裝卸和儲運等過程中，油箱、油罐等會因壓力的波動產生大量的油氣，從而導致大量的油氣排放。數(shù)據顯示，儲存天數(shù)越多，氣液體積比越大，排放的油氣就越多。因此，通過油氣回收，可以減少油氣對大氣的污染。

2）有利于消除安全隱患

加油站的汽油儲罐一般采用高空管道的方式排放油氣，當槽車往油罐內卸油時，呼吸閥會排放大量的汽油蒸汽，當排放的汽油蒸汽遇到靜電或火星時，就會發(fā)生爆炸。因此，通過油氣回收，可以消除燃燒和爆炸等安全隱患。

3）減少資源浪費

采用相應的油氣回收技術，把油氣回收回來就等于節(jié)約了資源。數(shù)據表明，油氣損耗占原油總產量的1.9%，我國2010年石油消耗量4億噸，油氣資源損耗約為76萬噸。如果進行回收利用，等于減少了資源的浪費，同時向大氣中少排放了76萬噸碳氫化合物。

2 現(xiàn)階段油氣回收技術

2.1 吸收法油氣回收技術

吸收法回收油氣基本流程為：油氣進入吸收塔，被從塔頂噴淋的吸收劑吸收。在真空解吸罐，通過真空抽吸，將溶于吸收劑中的油氣解吸。再生的吸收劑用泵送至吸收塔循環(huán)使用。解吸的油氣被真空泵送至再吸收塔，被塔頂噴淋下來的貧油（汽油）吸收，未被吸收的少量油氣進吸收塔循環(huán)吸收。

吸收法油氣回收有以下兩個缺點：1）吸收過程是對全部油氣的吸收，因此吸收塔的規(guī)模需要很大，將會占用很大的空間。2）采用吸收法進行油氣回收，回收率不足90%。

2.2 膜分離法油氣回收技術

膜分離油氣回收技術屬于溶解擴散機理新型氣體分離技術，其分離的推動力為氣體各組分在膜兩側的分壓差，通過氣體各組分通過膜時的滲透速率不同來進行氣體分離。

在實際運行過程中，油氣混合氣體首先進入吸收塔，經輕質油吸收后的油氣再進入膜分離系統(tǒng)。富含VOCs的滲透氣流膜截留側的氣體中VOCs濃度最低可到5～10g/m3。在這個過程中，實際上等于是吸收+膜分離的組合工藝。因為膜分離需要對油氣加壓，所以系統(tǒng)中需要增加一個液環(huán)壓縮機。

2.3 冷凝法油氣回收技術

冷凝法油氣回收技術利用冷凍的方法，將油氣的熱量置換出來，使油氣各組分溫度低于凝點從氣態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)，實現(xiàn)回收利用。

冷凝法油氣回收技術的優(yōu)點是工藝簡單，安全性能好，回收物直接為油品。純冷凝法油氣回收裝置可將油氣溫度降至-120～-100℃。裝置耗電量僅為0.2KW h/m3油氣，用電量與活性炭吸附法持平。

油氣首先降溫至3～5℃，冷凝出碳氫化合物重組分和空氣中攜帶的水，降低在以后階段的結霜可能性。第二級制冷，油氣進一步冷卻到-65～-50℃，然后通過第三級制冷冷卻到-120～-100℃。經三級制冷冷凝后的干凈冷空氣被加熱到10℃或者更高，熱源來自于制冷系統(tǒng)中回收熱。當系統(tǒng)24h連續(xù)運行時，需要兩臺油氣冷凝器，其中一臺除霜，另一臺繼續(xù)運行，系統(tǒng)自動進行除霜和切換。

2.4 吸附法油氣回收技術

各含烴氣體通過吸附劑床層，其中烴類被吸附劑吸附，吸附過程在常溫常壓下進行。吸附劑達到一定的飽和度后，進行抽真空減壓再生，再生過程中脫附出的油氣再用油品進行吸收，吸收后的貧氣再返回到吸附過程進行吸附。

主要工藝單元包括油氣收集、吸附過程、再生過程、壓縮過程、吸收過程、換熱和密封。吸附法的最大優(yōu)點就是可以通過改變吸附和再生運行的工作條件來控制出口氣體中油氣的濃度。缺點是工藝復雜、吸附床層易產生高溫熱點。

裝車時產生的油氣，經過阻火器和過濾器進入吸附罐，自下而上通過活性炭床層，油氣分子被活性炭吸附，凈化氣體經過檢測后排放。主體裝置采用兩個吸附罐并聯(lián)工作相互切換，當一個罐吸附飽和時，切換到另一吸附罐進行吸附，同時吸附飽和的吸附罐開始解吸。

解吸時真空泵開啟降低吸附罐中的壓力，吸附在活性炭上的油氣被解吸下來送入吸收塔，解吸后期通過吹掃閥送入少量空氣，吹掃活性炭床層，以更大限度地將油氣解吸下來，同時完成活性炭床層再生。

解吸下來的高濃度油氣氣體被真空泵直接送入吸收塔，與吸收塔頂部噴淋下來的貧油逆向接觸變成液態(tài)汽油，少量未吸收的油氣通過管道送回吸附系統(tǒng)重新吸附，液態(tài)汽油由回油泵送回儲罐。整個過程在PLC控制下連續(xù)自動運行。

2.5油氣回收集成技術

以上各類傳統(tǒng)油氣回收方法各有優(yōu)點，各有瓶頸，實際應用中一般將多種技術進行合理搭配，以獲得良好的分離效果和較低的運行成本。

1）壓縮+吸收+膜組合工藝

該工藝首先采用防爆型的濕式壓縮機把可能處在爆炸極限范圍內的油氣增壓到2.0～4.0bar（1bar=100kPa）（表壓），同時使全部氣體濃度超過爆炸極限上限從而偏離爆炸區(qū)。然后用罐區(qū)現(xiàn)有的液體汽油作為吸收液來洗脫氣體中的油氣組分，大概可以回收60%～70%的油氣，從吸收塔底部返回到汽油罐中;從吸收塔頂部出來的未被吸收的含油氣的混合氣進入膜組件進一步分離，在真空泵的作用下富含油氣的滲透氣則返回壓縮機入口，尾氣達標排放。

2）膜+活性炭吸附的組合工藝

采用膜技術作為預處理，可以一次性回收30%～50%的油氣，降低后續(xù)活性炭的處理負荷，從而降低活性炭吸附設備的投資和運行成本;同時由于活性炭吸附裝置出口的油氣含量降低，活性炭的吸附放熱減少，從而減少了安全隱患;可以減少活性炭吸附裝置進口的油氣濃度的波動，使系統(tǒng)操作平穩(wěn)，尾氣排放更容易達標。

3 總結

從以上各類油氣回收技術可以看出，隨著我國對環(huán)境保護的日益重視，發(fā)展單一的油氣回收方式已不能較好的解決油氣回收問題，所以應當根據不同的場合需要采用不同的油氣回收方法甚至是多種回收方法的聯(lián)合使用。因此，研制價格低廉，回收性能好，適宜推廣使用的油氣回收裝置是廣大研究人員的緊迫任務。

參考文獻：

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[2]姜春明，李俊杰，等.吸附法油氣回收裝置的研發(fā)與應用.安全、健康和環(huán)境，2006，2（6）

[3]黃懷秋.油氣回收基礎理論及其應用.北京：中國石化出版社，2011.

作者簡介：

屠夢波，男，（1985.7—），學歷：碩士研究生，職稱：工程師。