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油氣回收的技術(shù)
1概述
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油氣回收,，是指在裝卸汽油和給車輛加油的過程中,，將揮發(fā)的汽油油氣收集起來，通過吸收,、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*,，運(yùn)用油氣回收技術(shù)回收油品在儲運(yùn),、裝卸過程中排放的油氣，防止油氣揮發(fā)造成的大氣污染,，消除安全隱患,，通過提高對能源的利用率，減小經(jīng)濟(jì)損失,，從而得到可觀的效益回報(bào),。目前常見的方法有吸附法、吸收法,、冷凝法和膜分離法,。
2幾種油氣回收技術(shù)介紹
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1、吸附法
利用活性炭,、硅膠或活性纖維等吸附劑對油氣/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)：工藝復(fù)雜，需要二次處理,；
吸附床容易產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn),，存在安全隱患；
三苯易使活性炭失活,，活性炭失活后存在二次污染問題,；
國產(chǎn)活性炭吸附力一般只有7%左右，而且壽命不長,，一般2年左右要換一次,，換一次活性炭成本很高。
目前只有日本系統(tǒng)工程服務(wù)株式會社（SES)所設(shè)計(jì)生產(chǎn)的吸附法設(shè)備,，不僅能夠達(dá)到新規(guī)定的高回收率,，還能超過規(guī)定所要求的排放標(biāo)準(zhǔn)。此公司使用了特殊的疏水性硅膠,，及中孔石炭活性炭作為吸附材料,，大大提高了回收率，而且這些吸附材料的使用壽命分別在10年和5年以上,。 該公司的設(shè)備設(shè)計(jì)合理,，操作時(shí)常溫常壓，吸附材料不產(chǎn)生高溫,，也不產(chǎn)生靜電,，安全性能很高。是目前上的油氣回收技術(shù),。
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噴的吸收劑進(jìn)行逆流接觸，吸收劑對烴類組分進(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,，無法達(dá)到現(xiàn)行國家標(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,，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,，通過降溫使油氣中一些烴類蒸汽壓達(dá)到過飽和狀態(tài),，過飽和蒸汽冷凝成液態(tài)，回收油氣的方法,。一般采用多級連續(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,、要求的回收率及后排放到大氣中的尾氣中有機(jī)化合物濃度限值,，來確定冷凝裝置的低溫度。
一般按預(yù)冷,、機(jī)械制冷等步驟來實(shí)現(xiàn),。預(yù)冷器是一單級冷卻裝置，為減少回收裝置的運(yùn)行能耗,，現(xiàn)已開發(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,。氣體離開預(yù)冷器后進(jìn)入淺冷級,。可將氣體溫度冷卻至－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)。離開淺冷的油氣進(jìn)入深冷級，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)：工藝原理簡單；
可直觀的看到液態(tài)的回收油品,；
安全性高,；
自動化水平高 。
缺點(diǎn)：單一冷凝法要達(dá)標(biāo)需要降到很低的溫度 ,。
4,、直接燃燒法
這種方法是將儲運(yùn)過程中產(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,，也沒有經(jīng)濟(jì)效益,。
5、膜分離法
利用特殊高分子膜對烴類有優(yōu)先透過性的特點(diǎn),，讓油氣和空氣混合氣在一定壓力的推動下 ,，使油氣分子優(yōu)先透過高分子膜，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)*，工藝相對簡單,；
排放濃度低,，回收率高。
缺點(diǎn)：投資大,；
膜尚未能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,，價(jià)格昂貴，而且膜壽命短,；
膜分離裝置要求穩(wěn)流,、穩(wěn)壓氣體，操作要求高,；
膜在油氣濃度低,、空氣量大的情況下，易產(chǎn)生放電層,，有安全隱患,。
3油氣回收技術(shù)現(xiàn)狀
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1、吸附法
以美國喬丹公司和丹麥庫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)株式會社的硅膠＋活性炭的吸附裝置和硅膠吸附裝置,。日本國東京都條例規(guī)定，油氣濃度≥1vol%，禁止使用可燃性活性炭吸附劑,，日本國內(nèi)禁止使用膜分離法和活性炭吸附法油氣回收技術(shù),。
目前國內(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用的油氣回收裝置使用情況尚可外,。有3套用于油庫的裝置因鶴管密閉和油氣收集系統(tǒng)的問題，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年多至今閑置,。僅有的1套國產(chǎn)吸附裝置投入使用時(shí)間不長，由于經(jīng)常換活性炭,，一換就是好幾噸,，運(yùn)行成本太大，現(xiàn)在也處于停運(yùn)行狀態(tài) ,。
2,、吸收法
由于吸收法有著其致命的缺陷，現(xiàn)在很少單獨(dú)使用,。歐美地區(qū)極少見到吸收法油氣回收設(shè)備的應(yīng)用,。吸收法油氣回收裝置，國內(nèi)建了3套,，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)行效果來看,，在幾種油氣回收技術(shù)中,，吸收法的回收率是低的,。國內(nèi)*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，隨著國家《儲油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》的施行,，這套裝置已經(jīng)無法達(dá)標(biāo),。
3、冷凝法
冷凝法的優(yōu)勢非常明顯,，在世界范圍內(nèi)應(yīng)用也較廣泛,。美國愛德華茲公司早在1997年就在世界各大石油公司安裝了400多臺“冷凝法”油氣回收設(shè)備，現(xiàn)已將轉(zhuǎn)讓給澳大利亞施凍威公司。我國1989年也引進(jìn)了一臺愛德華茲公司的“冷凝法”油氣回收設(shè)備,，安裝在鎮(zhèn)海煉油廠,，該設(shè)備現(xiàn)在還在運(yùn)行。我國中國臺灣24座油庫全部采用“冷凝法”油氣回收設(shè)備,。
國內(nèi),，對冷凝法的研究也比較多，江蘇工業(yè)學(xué)院黃維秋,、中石化撫順研究院的孫永琳對“冷凝法”也進(jìn)行了深入的研究,。國產(chǎn)化冷凝法裝置的銷售價(jià)格約為活性炭吸附法的二分之一。國產(chǎn)化300m3/h的冷凝式油氣回收裝置也在廣東黃埔油庫安裝投用,，國產(chǎn)化處理能力為30m3/h的加油站冷凝式油氣回收設(shè)備已經(jīng)在西安,、銀川、蘇州等地的加油站安裝示范,，冷凝溫度為－45℃回收率80％左右,，冷凝溫度為－70℃回收率大于90％。
現(xiàn)在,，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)過吸附罐進(jìn)行吸附,，由于吸附可以達(dá)到很高的回收率，排放濃度也低,，可以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),。另外，經(jīng)過冷凝的低溫油氣也有效的防止了活性碳吸附床容易產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)的問題,。同時(shí)避免了,，深冷能耗太大的問題。
江蘇工業(yè)學(xué)院的產(chǎn)學(xué)研基地----江蘇惠利特公司已經(jīng)生產(chǎn)出成熟的400m3/h處理量的“冷凝+吸附”式油氣回收設(shè)備,，并在中海油惠州煉油廠投入運(yùn)行,。
4、直接燃燒法
氧化焚燒法由于其不能回收有價(jià)值烴類組分而被淘汰,。
5,、膜分離法
工藝相對簡單，但初期投資費(fèi)用高,。液環(huán)壓縮機(jī)和膜組件是該技術(shù)的核心設(shè)備,。壓縮機(jī)防爆性能要求*，只有德國和美國的少數(shù)公司能夠生產(chǎn),。壓縮過程壓力在3.5bar,，存在著安全隱患,。國內(nèi)尚未建立用于油庫、煉油廠油氣回收的工業(yè)裝置,，在烯烴等回收方面有工業(yè)裝置的應(yīng)用,。僅在加油站有很小型的膜分離裝置的示范試驗(yàn)，作為油氣排放處理裝置,。
4回收比較及綜合互補(bǔ)
編輯 ?
目前油氣回收的方法主要有吸附法,、吸收法、冷凝法,、氧化焚燒法等,，在油氣回收的早期階段上述幾種方法都有應(yīng)用。隨著人們對油氣回收技術(shù)認(rèn)識的加深,，吸收法由于其尾氣排放濃度高和氧化焚燒法由于其不能回收有價(jià)值烴類組分而被淘汰,。80 年代，吸附法和冷凝法成為油氣回收的主流技術(shù),。吸附法和冷凝法兩種技術(shù)的投資對比基本相當(dāng),，但在合理的投資和能耗范圍內(nèi)，如果冷凝法尾氣排放濃度要達(dá)到低于25mg/l 的標(biāo)準(zhǔn),，投資和運(yùn)行費(fèi)用都將顯著增加,。而吸附法很容易滿足低于10mg/l 的排放指標(biāo)，但也存在著安全隱患,。
目前的幾種油氣回收工藝都有著各自的優(yōu)缺點(diǎn),，單一的方法，不管是冷凝法還是吸附發(fā)都很難稱的上完美,，只有幾種工藝相結(jié)合,，各取優(yōu)勢互補(bǔ)，才能更好的發(fā)揮各種工藝的優(yōu)勢,。
冷凝法和吸附法相結(jié)合目前是比較流行的方法,，也能得到大多數(shù)人的認(rèn)可。一般,，先采用二級冷凝將油氣冷凝到-40度至-50度,，通過二級冷凝后85%以上的油氣都液化了,，未冷凝為液態(tài)的濃度較低的油氣再通過一個(gè)吸附系統(tǒng),，對油氣進(jìn)行富集，使油氣濃度大大提高,，同時(shí)體積大大減小了（經(jīng)過吸附系統(tǒng)分離出來的達(dá)標(biāo)尾氣已經(jīng)排放了）,，這時(shí)富集的油氣再進(jìn)入三級冷凝系統(tǒng)深度冷凝，此時(shí)三級冷凝器的功率就大大的減小了,。此工藝的優(yōu)點(diǎn)：（1）有效的結(jié)合了冷凝法和吸附法的優(yōu)點(diǎn),；（2）由于用吸附系統(tǒng)對油氣進(jìn)行了富集,，三級冷凝要處理的油氣就大大的降低了，能耗也降低了,；（3）經(jīng)過二級冷凝的油氣是中低溫油氣,，活性炭床的不會產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)，吸附系統(tǒng)也克服了安全隱患,。
5詞條圖冊
油氣回收