油氣回收設(shè)備，油氣回收裝置

加油站油氣回收是指在裝卸汽油和給車(chē)輛加油的過(guò)程中，將揮發(fā)的汽油油氣收集起來(lái) [1]  ，通過(guò)吸收、吸附或冷凝等工藝中的一種或兩種方法，或減少油氣的污染，或使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠?，達(dá)到回收利用的目的。

油庫(kù)油氣回收指油庫(kù)揮發(fā)油氣和鶴管裝車(chē)油氣通過(guò)主管道收集起來(lái)通過(guò)吸收、吸附或冷凝等工藝中的一種或兩種方法，或減少油氣的污染，或使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，重新變?yōu)槠?，達(dá)到回收利用的目的。

油氣回收是節(jié)能環(huán)保型的新技術(shù)，運(yùn)用油氣回收技術(shù)回收油品在儲(chǔ)運(yùn)、裝卸過(guò)程中排放的油氣，防止油氣揮發(fā)造成的大氣污染，消除安全隱患，通過(guò)提高對(duì)能源的利用率，減小經(jīng)濟(jì)損失，從而得到可觀的效益回報(bào)。常見(jiàn)的方法有吸附法、吸收法、冷凝法和膜分離法等系統(tǒng)。

油罐車(chē)的油氣回收系統(tǒng)作用是在油罐車(chē)裝卸過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)全封閉氣體回收，限制油氣向大氣中排放。即是在油罐車(chē)與儲(chǔ)油槽之輸油管及油氣回收管連接成一密閉之油氣回收管路。油罐車(chē)通過(guò)卸油管路卸油的同時(shí)，加油站油罐中的油氣通過(guò)回氣管路回到油罐車(chē)中。油罐車(chē)將油氣帶回油庫(kù)進(jìn)行處理，達(dá)到油氣回收的目的。油品輸入時(shí)會(huì)因液面震蕩起伏而增加油氣的揮發(fā)與逸散，因此注油管必須深入油面下方，以減少液面擾動(dòng)。油氣回收管開(kāi)口處是裝置有特殊開(kāi)啟功能設(shè)備，當(dāng)油罐車(chē)的油氣回收管線正確連接至油槽時(shí)，回收口才會(huì)開(kāi)啟，同時(shí)將排氣管關(guān)閉，使油槽的油氣能完全由回收口回油罐車(chē)內(nèi)。

油氣回收系統(tǒng)由三部分組成：罐底部的快速接頭和帽蓋，手動(dòng)或氣動(dòng)閥，彎頭、無(wú)縫鋼管；穿過(guò)罐體底部和頂部的無(wú)縫鋼管,或外部管路連接系統(tǒng)；罐頂部的彎頭，手動(dòng)或氣動(dòng)閥，膠管，并聯(lián)主管，返入罐體內(nèi)的彎頭等。

1、吸附法

利用活性炭、硅膠或活性纖維等吸附劑對(duì)油氣/空氣混合氣的吸附力的大小，實(shí)現(xiàn)油氣和空氣的分離。油氣通過(guò)活性炭等吸附劑，油氣組分吸附在吸附劑表面，然后再經(jīng)過(guò)減壓脫附或蒸汽脫附，富集的油氣用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化；而活性炭等吸附劑對(duì)空氣的吸附力非常小，未被吸附的尾氣經(jīng)排氣管排放。

優(yōu)點(diǎn)：吸附法可以達(dá)到較高的處理效率；

排放濃度低，可達(dá)到很低的值。

缺點(diǎn)：

三苯易使活性炭失活，活性炭失活后存在二次污染問(wèn)題；

國(guó)產(chǎn)活性炭吸附力一般只有7%左右，而且壽命不長(zhǎng)，一般2年左右要換一次。

2、吸收法

根據(jù)混合油氣中各組分在吸收劑中的溶解度的大小，來(lái)進(jìn)行油氣和空氣的分離。一般用柴油等貧油做吸收劑。一般采用油氣與從吸收塔頂淋?chē)姷奈談┻M(jìn)行逆流接觸，吸收劑對(duì)烴類組分進(jìn)行選擇性吸收，未被吸收的氣體經(jīng)阻火器排放，吸收劑進(jìn)入真空解吸罐解吸，富集油氣再用油品吸收。

優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單，投資成本低。

缺點(diǎn)：回收率太低，一般只能達(dá)到80%左右，無(wú)法達(dá)到現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；

設(shè)備占地空間大；

能耗高；

吸收劑消耗較大，需不斷補(bǔ)充；

壓力降太大，達(dá)5000帕左右。

3、冷凝法

利用制冷技術(shù)將油氣的熱量置換出來(lái)，實(shí)現(xiàn)油氣組分從氣相到液相的直接轉(zhuǎn)換。冷凝法是利用烴類物質(zhì)在不同溫度下的蒸汽壓差異，通過(guò)降溫使油氣中一些烴類蒸汽壓達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和蒸汽冷凝成液態(tài)，回收油氣的方法。一般采用多級(jí)連續(xù)冷卻方法降低油氣的溫度，使之凝聚為液體回收，根據(jù)揮發(fā)氣的成分、要求的回收率及最后排放到大氣中的尾氣中有機(jī)化合物濃度限值，來(lái)確定冷凝裝置的最低溫度。一般按預(yù)冷、機(jī)械制冷等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。預(yù)冷器是一單級(jí)冷卻裝置，為減少回收裝置的運(yùn)行能耗，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出一種使用冷量回用的技術(shù)，使進(jìn)入回收裝置的氣體溫度從環(huán)境溫度下降至4℃左右，使氣體中大部分水汽凝結(jié)為水而除去。氣體離開(kāi)預(yù)冷器后進(jìn)入淺冷級(jí)?？蓪怏w溫度冷卻至－30℃～－50℃，根據(jù)需要設(shè)定，可回收油氣中近一半的烴類物質(zhì)。離開(kāi)淺冷的油氣進(jìn)入深冷級(jí)，可冷卻至－73℃到－110℃，根據(jù)不同的要求設(shè)定溫度和進(jìn)行壓縮機(jī)的配置。

優(yōu)點(diǎn)：工藝原理簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)效益最可觀；

可直觀的看到液態(tài)的回收油品；

安全性高；

自動(dòng)化水平高 。

缺點(diǎn)：前期投資大。制冷能耗高，需要至少兩個(gè)冷凝器切換工作，要提前開(kāi)機(jī)制冷！

4、直接燃燒法

這種方法是將儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中產(chǎn)生的含烴氣體直接氧化燃燒，燃燒產(chǎn)生的二氧化炭、水和空氣作為處理后的凈化氣體直接排放。該工藝流程僅作為一種控制油氣排放的處理措施，其不能回收油品，也沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益。

5、膜分離法

利用特殊高分子膜對(duì)烴類有優(yōu)先透過(guò)性的特點(diǎn)，讓油氣和空氣混合氣在一定壓力的推動(dòng)下 ，使油氣分子優(yōu)先透過(guò)高分子膜，而空氣組分則被截留排放，富集的油氣傳輸回油罐或用其他方法液化。

優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)先進(jìn)，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；

可直觀的看到液態(tài)的回收油品；

安全性高；

自動(dòng)化水平高

缺點(diǎn)：膜分離裝置要求穩(wěn)流、穩(wěn)壓氣體。

研究應(yīng)用

1、吸附法

以美國(guó)喬丹公司和丹麥庫(kù)索深公司為代表的活性炭吸附裝置，日本系統(tǒng)工程服務(wù)株式會(huì)社的硅膠+活性炭的吸附裝置和硅膠吸附裝置。日本國(guó)東京都條例規(guī)定，油氣濃度≥1vol%，禁止使用可燃性活性炭吸附劑，日本國(guó)內(nèi)禁止使用膜分離法和活性炭吸附法油氣回收技術(shù)。

國(guó)內(nèi)建6套活性炭吸附油氣回收裝置，其中5套為進(jìn)口的產(chǎn)品，除華北某煉油廠鐵路裝車(chē)用的油氣回收裝置使用情況尚可外。有3套用于油庫(kù)的裝置因鶴管密閉和油氣收集系統(tǒng)的問(wèn)題，裝置的實(shí)際運(yùn)行效果未達(dá)到預(yù)期的效果。西北某煉油廠1套裝置建立已5年多一直閑置。僅有的1套國(guó)產(chǎn)吸附裝置投入使用時(shí)間不長(zhǎng)，由于經(jīng)常換活性炭，一換就是好幾噸，運(yùn)行成本太大，也處于停運(yùn)行狀態(tài) 。

2、吸收法

由于吸收法有著其致命的缺陷，很少單獨(dú)使用。歐美地區(qū)極少見(jiàn)到吸收法油氣回收設(shè)備的應(yīng)用。吸收法油氣回收裝置，國(guó)內(nèi)建了3套，專用吸收劑方法兩套，柴油吸收劑1套。從已經(jīng)在用裝置的運(yùn)行效果來(lái)看，在幾種油氣回收技術(shù)中，吸收法的回收率是最低的。國(guó)內(nèi)首次自主研發(fā)的油氣回收設(shè)備就是采用“吸收法” ，2004-2005年，在中石化科技部的直接領(lǐng)導(dǎo)下，江蘇工業(yè)學(xué)院的黃維秋教授帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)-----江蘇工業(yè)學(xué)院產(chǎn)學(xué)研基地，采用專用吸收劑AbsFov-97成功的研制出“吸收法”油氣回收設(shè)備，安裝在九江石化公司，運(yùn)行正常。只是，隨著國(guó)家《儲(chǔ)油庫(kù)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的施行，這套裝置已經(jīng)無(wú)法達(dá)標(biāo)。

3、冷凝法

冷凝法的優(yōu)勢(shì)非常明顯，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用也較廣泛。美國(guó)愛(ài)德華茲公司早在1997年就在世界各大石油公司安裝了400多臺(tái)“冷凝法”油氣回收設(shè)備，現(xiàn)已將專利轉(zhuǎn)讓給澳大利亞施凍威公司。我國(guó)1989年也引進(jìn)了一臺(tái)愛(ài)德華茲公司的“冷凝法”油氣回收設(shè)備，安裝在鎮(zhèn)海煉油廠，該設(shè)備還在運(yùn)行。我國(guó)臺(tái)灣24座油庫(kù)全部采用“冷凝法”油氣回收設(shè)備。

一般加油站的油氣排放裝置都采用“冷凝+吸附”比較成熟的方法。先將油氣冷凝到-40度左右，使大部分油氣液化，剩余油氣經(jīng)過(guò)吸附