李鳳

【摘 要】揮發(fā)性很強(qiáng)的石油產(chǎn)品在裝卸過程中會產(chǎn)生大量的油氣蒸發(fā)，造成油品的蒸發(fā)損耗，進(jìn)而帶來了油品數(shù)量減少、經(jīng)濟(jì)損失、環(huán)境污染、影響人類健康和安全等一系列危害。本文即重點(diǎn)探討了石油產(chǎn)品裝卸過程中的油氣回收的意義及重點(diǎn)回收技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】石油產(chǎn)品；裝卸；油氣回收；吸收法；冷凝法

前言

從原理上看，防止（控制）油品蒸發(fā)損耗可采取以下三種方案：一是抑制油品蒸發(fā)排放，如采用浮頂罐；二是焚燒油品蒸發(fā)排放氣；三是油氣回收。顯然，第一種方法對大量車船裝卸作業(yè)及固定頂罐的收發(fā)作業(yè)就很難有所作為；第二種方法雖可降低油氣對大氣環(huán)境的污染，但存在著能源浪費(fèi)，是不經(jīng)濟(jì)的方法；而第三種方法被公認(rèn)為是一種最經(jīng)濟(jì)、最有效的回收方法。可見，在能源日益緊張、油品收發(fā)作業(yè)（車、船、罐等）日益頻繁情況下，國家節(jié)能減排政策和石油石化系統(tǒng)全面實(shí)施HSE 一體化管理引導(dǎo)下，大力開展蒸發(fā)油氣回收技術(shù)意義重大。

一、油氣回收的意義

油氣的回收有著非常重要的意義，首先，油氣回收有利于節(jié)約資源。石油是不可再生資源，用完之后就會枯竭。

其次，油氣回收可以減少對環(huán)境的污染。汽油的儲運(yùn)和裝卸及加油過程中，油罐或汽車油箱會因壓力波動而產(chǎn)生大量的油氣，因而導(dǎo)致大量的油氣排放。油氣主要成分為丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，它們大多屬致癌物質(zhì)。有數(shù)據(jù)顯示：溫度每升高1℃，汽油會排出體積分?jǐn)?shù)0.21%的油氣，儲存天數(shù)越多，罐內(nèi)油氣與油液體積比越大，排放的油氣就越多。如果200萬t油存放在利用率為50%的油罐內(nèi)300天，平均每天氣溫變化10℃，就會有55萬多m3油氣排放到大氣中，對環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，通過油氣回收，可減少油氣排向空氣中。

再次，有益人們身體健康。油氣中含有苯等有毒有害物質(zhì)，人吸入油氣會大大增加患癌癥的危險(xiǎn)。油氣被紫外線照射以后，會與空氣中其他有害氣體發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，形成毒性更大的污染物，受污染的空氣和水會通過呼吸、皮膚接觸、飲用水等危害到人體健康。因此，油氣回收減少了空氣中苯等有害物質(zhì)的含量，對廣大群眾的身體健康起到了保護(hù)作用。

最后，油氣回收有利于消除安全隱患。雖然加油站因油氣揮發(fā)而造成的火災(zāi)案例并不多見，但仍然存在著非常危險(xiǎn)的安全隱患。由于加油站的汽油儲罐大多采用通氣管高空排放方式，當(dāng)槽車往油罐內(nèi)卸油時(shí)，產(chǎn)生的大量飽和度很高的汽油蒸氣會通過呼吸閥排出，呼吸閥上方聚集的高飽和汽油蒸氣若遇到任何一點(diǎn)火星或靜電就會發(fā)生爆炸。因此，實(shí)施油氣回收，可消除可能導(dǎo)致爆炸、燃燒等的安全隱患，有利于保證人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、石油產(chǎn)品裝卸過程中的油氣回收技術(shù)

目前常用的油氣回收處理方法包括：吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離方法。

（一）吸收法

吸收分離過程是通過混合氣與適當(dāng)?shù)奈談┙佑|，氣體中的一種或幾種組分便溶解于該液體內(nèi)形成溶液，不能溶解的組分則保留在氣相中，于是原混合氣體中的各組分得以分離。工藝流程圖見圖1。

油品裝卸產(chǎn)生的油氣進(jìn)入吸收塔，80%～90%的油氣被吸收，貧油空氣由排放口排出；吸收液再經(jīng)過解吸過程，解吸后的吸收液循環(huán)使用，解吸氣進(jìn)入回收塔，利用成品汽油進(jìn)行回收，尾氣再返回吸收塔重復(fù)上述吸收過程。油氣回收裝置主要用來回收商業(yè)銷售油庫、中轉(zhuǎn)供應(yīng)油庫、煉油廠、加油站、油碼頭及真空泵輔助卸油等場所中固定頂輕油罐、裝運(yùn)設(shè)備等固定排放源蒸發(fā)排放的高濃度油氣。

目前有兩種典型的油氣吸收回收方法：常壓常溫吸收法和常壓低溫吸收法。

1、常壓常溫吸收法

常壓常溫吸收法是在常壓常溫下，利用吸收劑使其與排放的氣體接觸以吸收油蒸氣的一種方法。吸收裝置是利用填料塔使蒸氣與從上部流下的吸收液（汽油、輕柴油、特制有機(jī)溶劑等）進(jìn)行對流接觸，或者使吸收液從垂直填充有金屬網(wǎng)的箱子的上部噴霧，使蒸氣從流下的液膜中穿過。這種方法主要要求氣液接觸吸收率高、壓力損失小和在噴霧部分等處不產(chǎn)生靜電及吸收液不發(fā)泡等。

2、常壓低溫吸收法

常壓低溫吸收法是使用冷凍機(jī)將吸收液冷卻到低溫，然后送到吸收塔對混合氣進(jìn)行噴淋吸收。吸收液一般用產(chǎn)品汽油來直接回收油氣。

為了達(dá)到較高回收率，吸收液（汽油）的冷卻溫度要控制在約-30℃以下，此時(shí)，系統(tǒng)需要制冷系統(tǒng)、低溫鋼材及保溫處理，投資及運(yùn)行費(fèi)用較高。

（二）吸附法

吸附法利用吸附介質(zhì)（孔隙率較大的物質(zhì)）與油氣分子的親合作用吸附油氣分子，不吸附空氣，從而達(dá)到油氣回收的目的?，F(xiàn)使用較多的吸附介質(zhì)是活性炭，主要是利用活性碳吸附油氣，實(shí)現(xiàn)與空氣的分離，它的特點(diǎn)是合適的吸附劑對各組分的吸附有很高的選擇性。

油氣收集裝置收集到的油氣首先進(jìn)入變壓吸附單元進(jìn)行油氣的吸附，其中絕大部分輕烴被吸附在活性碳的微孔中，當(dāng)達(dá)到一定的飽和度時(shí)該吸附罐自動轉(zhuǎn)入真空解吸狀態(tài)進(jìn)行脫附，脫附的油氣進(jìn)入吸收塔被吸收液吸收。吸附法回收效率高，但裝置占地面積相對較大，吸附塔要進(jìn)行頻繁的吸附-脫附自動循環(huán)切換，操作頻繁，而且活性炭壽命短，所以操作維護(hù)起來比較困難，另外活性炭廢料很難處理，容易造成二次污染。

（三）直接冷凝法

直接冷凝法是利用制冷劑通過熱交換器對油氣進(jìn)行冷凝并采用多級連續(xù)冷卻方式降低揮發(fā)油氣的溫度，使油氣中的油品成分凝聚為液體，而排出潔凈空氣的一種回收方法。

油氣經(jīng)過預(yù)冷器溫度降到4 ℃左右，油氣中的大部分水汽凝結(jié)為水排出，油氣進(jìn)入二級冷卻器冷卻到約-40 ℃左右，再進(jìn)入三級冷卻器冷卻到約- 110 ℃以下，經(jīng)過一、二級冷卻可以使大部分揮發(fā)性有機(jī)化合物冷凝成為液體回收，排放的油氣濃度能夠達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

冷凝法回收裝置的冷凝溫度一般按預(yù)冷、機(jī)械制冷、液氮制冷步驟來實(shí)現(xiàn)，具有安全性好、油氣回收率高、符合環(huán)保要求、設(shè)備成套裝配、安裝簡單、運(yùn)行過程自動化、使用維護(hù)簡便、投資回收期短等特點(diǎn)，但如果要求排放的油氣濃度更低，則需要對油氣進(jìn)行更高級的冷卻，所需要的能耗也隨之增高。

（四）膜分離法

膜分離技術(shù)的基本原理是利用高分子膜對油氣中汽油組分優(yōu)先透過性的特點(diǎn)，讓汽油組分/空氣的混合氣在一定的壓差推動下利用膜的選擇性透過的特性使混合氣中的汽油組分優(yōu)先透過膜得以回收，而空氣則被選擇性的截留。

油氣首先經(jīng)過液環(huán)式壓縮機(jī)升壓到2～6atm，壓縮后的油氣進(jìn)人到吸收塔，與罐區(qū)來的汽油逆向接觸，塔底吸收了油氣的富油返回罐區(qū)，塔頂?shù)挠蜌庠龠M(jìn)入膜分離單元，進(jìn)一步分離油氣。膜的滲透側(cè)采用真空操作，這樣在膜兩側(cè)分壓差的推動下，汽油組分優(yōu)先滲透通過高分子膜，在膜的滲透側(cè)富集，經(jīng)過真空泵返回到壓縮機(jī)的入口，進(jìn)一步回收。而空氣則被選擇性的截留在尾氣側(cè)。經(jīng)過一級回收排放的油氣濃度一般為5～109/m。如果要求油氣的濃度更低，則需要加人二級回收變壓吸附（PSA）單元，利用變壓吸附（PSA）單元吸附回收殘留的油氣，可以使排放油氣的濃度小于150mg/m，滿足最嚴(yán)格的環(huán)保要求。

三、油氣產(chǎn)品裝卸過程中油氣回收技術(shù)比較

通過上表對四種主要油氣回收技術(shù)的比較得知，四種油氣回收技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，選擇什么樣的油氣回收方法，要根據(jù)儲運(yùn)規(guī)模，交通運(yùn)輸情況、當(dāng)?shù)貧庀笄闆r、現(xiàn)有公用工程的情況，從設(shè)備投資、效益、操作、使用壽命等方面進(jìn)行綜合考慮。并且隨著我國對環(huán)境保護(hù)的日益重視，發(fā)展單一的油氣回收方法已不能較好地解決油氣回收問題，所以應(yīng)當(dāng)根據(jù)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，這將是今后油氣回收應(yīng)注重研究的方向。

四、結(jié)語

綜上，油氣回收技術(shù)是一項(xiàng)惠國惠民的技術(shù)，與人們的日常生活密切相關(guān)。我們必須要積極推廣和開發(fā)油氣回收技術(shù)，吸收國外先進(jìn)的技術(shù)，開發(fā)國產(chǎn)的先進(jìn)的油氣回收裝置，加強(qiáng)油氣回收的管理，促進(jìn)我國油氣回收行業(yè)快速的發(fā)展。

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