油氣回收技術發展現狀概述

王 旭

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司，山東 濟南 250101)

專論與綜述

油氣回收技術發展現狀概述

王 旭

(中國石油化工股份有限公司濟南分公司，山東 濟南 250101)

隨著環保要求的日益嚴格，各大煉化企業、油庫、碼頭、加油站都在積極實施、探索油氣回收技術，目前主要的油氣回收技術有：吸收法、吸附法、冷凝法、膜分離法、催化氧化法，在現實應用中一般是這幾種方法的單獨使用或結合使用。本文將對這幾種方法進行闡述，并分析最新的應用現狀及前景。

油氣回收;吸收法;吸附法;膜分離法;催化氧化法

隨著環保要求的日益嚴格、環保形勢的日益嚴峻，近幾年，國家環保局先后頒布并實施了《石油煉制工業污染物排放標準》(GB 31570-2015)和《石油化學工業污染物排放標準》(GB 31571-2015)，該標準對有機廢氣排放口非甲烷總烴去除效率以及有機廢氣收集處理裝置排放口不同污染物排放濃度進行了規定。為了達到嚴格的排放要求，探索并實施最適合本單位的油氣回收技術迫在眉睫，本文將對國內外應用最廣的幾種油氣回收技術進行闡述，并分析最新的應用現狀及前景。

1 油氣回收技術介紹

1.1 吸收技術

吸收技術是利用處理氣中某些成分在吸收劑中溶解的物理作用或與吸收劑接觸發生化學反應作用的方法，分別稱為物理吸收和化學吸收。

煉化企業大多采用柴油、汽油等做吸收劑，目前也有專門的有機溶劑做吸收劑，其吸收劑可以再生。吸收技術一般的工藝過程是將吸收劑從吸收塔塔頂向下淋噴，而處理氣由吸收塔塔底向上移動，使處理氣與吸收劑進行逆流接觸，由于吸收劑對處理氣中的烴類組分進行選擇性吸收，所以未被吸收的氣體直接排放或進入下一個處理步驟，而富吸收劑則進入解吸、循環步驟，或直接送回儲罐或某套裝置。這種技術工藝簡單，投資成本較低，但效率低下，單獨使用已無法滿足要求。

1.2 吸附技術

吸附技術是利用吸附劑對處理氣中某一組份選擇吸附的作用，使其富集在吸附劑上的方法，吸附的類型可分為物理吸附、化學吸附和交換吸附。最常見的就是活性炭吸附法。

吸附技術是目前市場應用最廣、最成熟的油氣回收技術，并且具有低能耗、占地空間小和回收率高等優勢，目前中石化銷售公司 95% 以上油庫均采用吸附法油氣回收技術。

1.3 冷凝技術

冷凝技術是根據各氣態物質在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸汽壓的原理，在降低溫度或提高壓力的工況下，將某些氣態物質凝結出來，以達到凈化回收目的的方法。目前，冷凝技術普遍應用在處理量較小而可凝物質的濃度相對較高的情況下。冷凝技術工藝原理簡單，安全性高，但很難單獨使用，并且針對不同的組分，需要確定不同的工藝參數和設備結構，較普遍的應用方式為多級冷凝或與其他方法結合使用。

1.4 膜分離技術

膜分離技術是新一代的氣體分離技術，其原理是在壓力驅動下，借助氣體中各組分在高分子膜表面上的吸附能力以及在膜內溶解-擴散上的差異，即滲透速率差來進行分離的。通常是使油氣分子優先透過高分子膜，而空氣組分則被截留排放，富集的油氣輸送回油罐或用其他方法液化收集。膜分離技術工藝簡單，技術先進，節能環保，但是投資較大，且高分子膜需定期更換，價格昂貴。

1.5 催化氧化技術

催化氧化是指在一定壓力和溫度條件下,以金屬材料如Pt、Pd、Ni、Cu等為催化劑與氧化劑如空氣、氧氣、臭氧等進行的氧化反應，包括"加氧"和"去氫"兩方面。一般情況下，進入催化氧化系統的氣體濃度遠低于爆炸極限的下限值水平，從而使其處于安全狀態，所以催化氧化通常是與其他方法聯用，并作為最后一道工藝流程使用。這種技術工藝復雜，但是排放濃度極低，完全可以達到排放標準。

2 國內外油氣回收技術發展現狀

2.1 國外發展現狀

在20世紀70年代初，歐洲和北美各國及已經建立了完善的油氣回收行業。目前，美國、歐洲、日本等國的油氣回收行業已經很成熟，基礎理論研究也基本完善。在各大煉廠、碼頭、油庫、加油站等油氣排放量大的地方都安裝了油氣回收設施，油氣排放都在毫克級別，大部分的油氣都被回收，油氣的損耗量很低，既保護了環境，又產生了很好的經濟效益。

國外油氣回收裝置比較成熟公司主要有美國 Edwards 公司的直接冷凝法油氣回收工藝，德國GKSS 開發的膜法油氣回收工藝，美國Jordan 公司的“吸附 + 吸收”法油氣回收工藝。其中，“吸附 + 吸收”法是應用最廣泛、運行最穩定的工藝[1]。

2.2 國內最新技術應用現狀

2.2.1 吸收加吸附技術

陜西延安某擬建項目，根據其罐區存儲介質的性質及混合油氣的特點采用了吸收+吸附油氣回收工藝。

圖1 吸收+吸附油氣回收工藝流程圖

當油氣管線的壓力超過設定值時，設備自動運行。混合油氣在引風機的作用下，進入吸收塔，吸收塔內采用工業級乙二醇為吸收劑，混合油氣的大部分有機組分被吸收劑吸收，吸收塔底部富吸收劑返回吸收劑儲罐，其他含微量有機氣體的氣體從塔頂排出，進入吸附裝置吸附罐，兩個吸附罐根據吸附時間自動切換吸附及解吸運行狀態，解吸氣體通過真空泵送到吸收塔入口再次吸收，經吸附達到排放標準的氣體高空排放。當主進氣管線上的壓力低于設定值時，回收系統自動停止運轉[2]。

2.2.2 多級吸附技術

中石化青島安工院研究發現，單純的吸附技術存在諸多問題，他們提出了多級交接吸附油氣回收工藝，為吸附法油氣回收工藝提供可能的改進途徑。

圖2 多級交接吸附油氣回收工藝流程

該工藝流程主要由 3 個吸附罐依次串、并聯吸附構成吸附系統，通過程序自動判斷控制閥門開關，吸附罐之間可實現逐級串聯與并聯共同存在的形式。兩個吸附罐 A、B 在串聯吸附的同時，吸附罐 C 進入解吸再生或待吸附狀態。隨后，吸附罐 B 作為第一級吸附罐，吸附罐 C 作為第二級吸附罐組成串聯吸附模塊進行吸附流程，吸附罐 A 進入解吸狀態，依次流程逐步轉換，使其始終處于兩級吸附，一級解吸再生( 或待吸附) 的工作狀態[3]。

2.2.3 膜分離技術

某石化企業兩套膜分離法油氣回收裝置采用的是以膜技術為核心的有機蒸汽回收技術，設計處理能力分別為250 m3/ h 和 880 m3/ h，吸收處理苯、石腦油、汽油等充裝過程中揮發的油氣。

混合油氣以微負壓進入油氣回收系統，經液環壓縮機進入噴淋塔中部，吸收塔內的吸收劑為柴油，混合油氣由下向上流經填料層與自上而下噴淋的柴油對流接觸，柴油會將大部分油氣吸收，形成富集的柴油。富集的柴油經回液泵送往加氫裝置，剩余的油氣經塔頂流出后進入膜分離器。

真空泵在膜的滲透側產生真空，以提高膜分離的效率。膜分離器將油氣分成兩股——含有少量烴類的截留物流和富集烴類的滲透物流。滲透物流循環至裝置入口，與收集的油氣相混合，進行循環。凈化的截留物中烴類的質量濃度低于 25 g/m3，苯的質量濃度低于 12 mg/m3，滿足排放標準，可以直接排入大氣[4]。

圖3 膜分離技術流程圖

3 結論及展望

由于各大企業的排放介質、排放量和排放濃度不用，每家企業都在尋找適合自己的油氣回收技術，隨著各種油氣回收技術的不斷創新和發展，越來越安全、高效、可靠的回收技術也在不斷推陳出新。積極實施油氣回收技術可以回收絕大部分的VOCs油氣，不僅可以取得較好的經濟效益，也可有效地改善環境質量，實現社會效益，同時也能達到國家安全環保要求，展現企業的良好形象。

[1] 于 輝，尹樹孟，宮中昊，等.新型規整填料在油氣回收技術中的應用及發展[J].環境工程， 2016，34(s1):429-430.

[2] 董立華. 吸收+吸附油氣回收法在液體儲運罐區的應用[J].廣州化工, 2017 , 45 (10) :147-149.

[3] 尹樹孟,牟小冬,宮中昊, 等. 多級吸附法油氣回收技術在煉制企業廢氣治理中的應用[J].環境工程,2015 ,33(s1):354-357.

[4] 李紅偉,鄧 迪,史宇科,等. 膜分離法油氣回收現狀分析與對策[J].石油化工腐蝕與防護,2017 ,34(2):25-29.

PresentSituationofOilandGasRecoveryTechnologyDevelopment

WangXu

(China Petroleum & Chemical Corporation Jinan Branch,Jinan 250101，China)

With the increasingly stringent environmental requirements, the major refining enterprises, oil depots, terminals, gas stations are actively implemented to explore oil and gas recovery technology, the current oil and gas recovery technology are absorption, adsorption, condensation, membrane separation , Catalytic oxidation.These methods are generally used alone or in combination. This article will elaborate on these methods, and analyze the latest application status and prospects.

oil and gas recovery;absorption method;adsorption method, membrane separation method;catalytic oxidation method

2017-07-13

王 旭(1987—)，山東濟南人，碩士學歷，主要從事油氣儲運工程研究。

X74

A

1008-021X(2017)18-0055-02

(本文文獻格式王旭.油氣回收技術發展現狀概述[J].山東化工，2017，46(18)：55-56，58.)