油氣回收技術(shù)特點(diǎn)總結(jié)

摘要：對(duì)不同的油氣回收技術(shù)進(jìn)行了介紹、總結(jié)和對(duì)比。詳細(xì)分析了吸收法、膜分離法、冷凝法、吸附法等各類(lèi)油氣回收技術(shù)的特點(diǎn)。認(rèn)為在今后的技術(shù)趨勢(shì)中壓縮+吸收+膜組合工藝、膜+活性炭吸附的組合工藝等各類(lèi)復(fù)合工藝將獲得良好的分離效果和較低的運(yùn)行成本。

關(guān)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(shuō)的油氣回收指的是油庫(kù)油氣回收和加油站油氣回收。油庫(kù)油氣回收指鶴管裝車(chē)揮發(fā)的油氣和油庫(kù)揮發(fā)的油氣通過(guò)管道收集起來(lái)之后，采用吸附、吸收或冷凝等工藝，使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)汽油，達(dá)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(guò)程中，采用吸附、吸收或冷凝等工藝，使油氣從氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)汽油，達(dá)到回收利用的目的。

1.2 油氣回收意義

揮發(fā)出來(lái)的油氣不僅造成石油資源的浪費(fèi)，同時(shí)也給環(huán)境帶來(lái)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(duì)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(lèi)污染物質(zhì)，對(duì)大氣會(huì)產(chǎn)生污染。在油氣裝卸和儲(chǔ)運(yùn)等過(guò)程中，油箱、油罐等會(huì)因壓力的波動(dòng)產(chǎn)生大量的油氣，從而導(dǎo)致大量的油氣排放。數(shù)據(jù)顯示，儲(chǔ)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(guò)油氣回收，可以減少油氣對(duì)大氣的污染。

2）有利于消除安全隱患

加油站的汽油儲(chǔ)罐一般采用高空管道的方式排放油氣，當(dāng)槽車(chē)往油罐內(nèi)卸油時(shí)，呼吸閥會(huì)排放大量的汽油蒸汽，當(dāng)排放的汽油蒸汽遇到靜電或火星時(shí)，就會(huì)發(fā)生爆炸。因此，通過(guò)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(fèi)

采用相應(yīng)的油氣回收技術(shù)，把油氣回收回來(lái)就等于節(jié)約了資源。數(shù)據(jù)表明，油氣損耗占原油總產(chǎn)量的1.9%，我國(guó)2010年石油消耗量4億噸，油氣資源損耗約為76萬(wàn)噸。如果進(jìn)行回收利用，等于減少了資源的浪費(fèi)，同時(shí)向大氣中少排放了76萬(wàn)噸碳?xì)浠衔铩?/p>

2 現(xiàn)階段油氣回收技術(shù)

2.1 吸收法油氣回收技術(shù)

吸收法回收油氣基本流程為：油氣進(jìn)入吸收塔，被從塔頂噴淋的吸收劑吸收。在真空解吸罐，通過(guò)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(lái)的貧油（汽油）吸收，未被吸收的少量油氣進(jìn)吸收塔循環(huán)吸收。

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

2.2 膜分離法油氣回收技術(shù)

膜分離油氣回收技術(shù)屬于溶解擴(kuò)散機(jī)理新型氣體分離技術(shù)，其分離的推動(dòng)力為氣體各組分在膜兩側(cè)的分壓差，通過(guò)氣體各組分通過(guò)膜時(shí)的滲透速率不同來(lái)進(jìn)行氣體分離。

在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，油氣混合氣體首先進(jìn)入吸收塔，經(jīng)輕質(zhì)油吸收后的油氣再進(jìn)入膜分離系統(tǒng)。富含VOCs的滲透氣流膜截留側(cè)的氣體中VOCs濃度最低可到5～10g/m3。在這個(gè)過(guò)程中，實(shí)際上等于是吸收+膜分離的組合工藝。因?yàn)槟し蛛x需要對(duì)油氣加壓，所以系統(tǒng)中需要增加一個(gè)液環(huán)壓縮機(jī)。

2.3 冷凝法油氣回收技術(shù)

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

冷凝法油氣回收技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)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?jī)H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?xì)浠衔镏亟M分和空氣中攜帶的水，降低在以后階段的結(jié)霜可能性。第二級(jí)制冷，油氣進(jìn)一步冷卻到-65～-50℃，然后通過(guò)第三級(jí)制冷冷卻到-120～-100℃。經(jīng)三級(jí)制冷冷凝后的干凈冷空氣被加熱到10℃或者更高，熱源來(lái)自于制冷系統(tǒng)中回收熱。當(dāng)系統(tǒng)24h連續(xù)運(yùn)行時(shí)，需要兩臺(tái)油氣冷凝器，其中一臺(tái)除霜，另一臺(tái)繼續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行除霜和切換。

2.4 吸附法油氣回收技術(shù)

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

主要工藝單元包括油氣收集、吸附過(guò)程、再生過(guò)程、壓縮過(guò)程、吸收過(guò)程、換熱和密封。吸附法的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以通過(guò)改變吸附和再生運(yùn)行的工作條件來(lái)控制出口氣體中油氣的濃度。缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜、吸附床層易產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)。

裝車(chē)時(shí)產(chǎn)生的油氣，經(jīng)過(guò)阻火器和過(guò)濾器進(jìn)入吸附罐，自下而上通過(guò)活性炭床層，油氣分子被活性炭吸附，凈化氣體經(jīng)過(guò)檢測(cè)后排放。主體裝置采用兩個(gè)吸附罐并聯(lián)工作相互切換，當(dāng)一個(gè)罐吸附飽和時(shí)，切換到另一吸附罐進(jìn)行吸附，同時(shí)吸附飽和的吸附罐開(kāi)始解吸。

解吸時(shí)真空泵開(kāi)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(lái)送入吸收塔，解吸后期通過(guò)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(lái)，同時(shí)完成活性炭床層再生。

解吸下來(lái)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(lái)的貧油逆向接觸變成液態(tài)汽油，少量未吸收的油氣通過(guò)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(chǔ)罐。整個(gè)過(guò)程在PLC控制下連續(xù)自動(dòng)運(yùn)行。

2.5油氣回收集成技術(shù)

以上各類(lèi)傳統(tǒng)油氣回收方法各有優(yōu)點(diǎn)，各有瓶頸，實(shí)際應(yīng)用中一般將多種技術(shù)進(jìn)行合理搭配，以獲得良好的分離效果和較低的運(yùn)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(jī)把可能處在爆炸極限范圍內(nèi)的油氣增壓到2.0～4.0bar（1bar=100kPa）（表壓），同時(shí)使全部氣體濃度超過(guò)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(lái)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(lái)的未被吸收的含油氣的混合氣進(jìn)入膜組件進(jìn)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(jī)入口，尾氣達(dá)標(biāo)排放。

2）膜+活性炭吸附的組合工藝

采用膜技術(shù)作為預(yù)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(fù)荷，從而降低活性炭吸附設(shè)備的投資和運(yùn)行成本;同時(shí)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(jìn)口的油氣濃度的波動(dòng)，使系統(tǒng)操作平穩(wěn)，尾氣排放更容易達(dá)標(biāo)。

3 總結(jié)

從以上各類(lèi)油氣回收技術(shù)可以看出，隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)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(wèn)題，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的場(chǎng)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(jià)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(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：

屠夢(mèng)波，男，（1985.7—），學(xué)歷：碩士研究生，職稱(chēng)：工程師。