油罐呼吸损耗

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4 油气回收技术研究

随着国家经济的发展，特别是出于国家石油战略储备的需要，储油库的建设数量及建设规模越来越大。由于油品具有挥发性，在储油库中油品在储存与输转的过程中总会产生一定的损耗， 不仅造成了能源浪费， 而且埋下了安全隐患， 还造成了巨大的环境污染。储油库油气回收技术正是在这一背景下进行开发应用的，它不仅具有显著的经济效益，同时也具有突出的社会、环境效益[11]。

原油加工及成品油蒸发产生的烃类损失出现在从油田至炼厂、销售部门及用户的整个储运过程，油气挥发造成的油品损耗量约占原油总量的3%，其中油品生产、储运过程最为突出，造成严重的安全隐患、环境污染、资源浪费及经济损失。环保部已于2007年6月22日颁布了GB20950—2007《储油库大气污染物排放标准》、GB20951—2007《汽油运输大气污染物排放标准》、GB20952—2007《加油站大气污染物排放标准》等3 项污染物排放控制标准，要求对储油库、加油站等油品大周转量场合产生的油气进行回收处理，回收处理装置应同时符合油气排放质量浓度≤25mg/L 和处理效率≥95%。油气回收是国内外油品储运和环境保护工作迫切需要解决的问题。

目前，国内外治理各种有机废气的方案包括资源不可回收型和回收型，前者如直接燃烧、催化燃烧、光催化、纳米材料自催化，后者如吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等回收技术。虽然利用浮顶罐储存油品具有良好的降耗效果，但由于浮顶罐的造价普遍较高，且不能完全适用于所有场合，因此，经济、高效的油气回收技术成为控制其蒸发损耗的主要措施。在能源日益紧张、油品收发作业(车、船、罐等)日益频繁情况下，国家节能减排政策和石油石化系统全面实施HSE 一体化管理引导下，大力开展蒸发油气回收技术意义重大。

4.1 油气回收概念

油气回收是节能环保型的高新技术，运用油气回收技术回收油品在储运、装卸过程中排放的油气，防止油气挥发造成的大气污染，消除安全隐患，通过提高对能源的利用率，减小经济损失，从而得到可观的效益回报。

油气回收是指将收集起来的油气，吸附或吸收或冷凝等方法加以处理，使油气从气态变成液态，还原成汽油，能够重新使用。

4.2 油气回收方法

油气的回收包括一次回收系统、二次回收系统和三次回收系统。 （一）、一次回收系统

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一次回收系统，即卸油油气回收系统。国家环保总局《加油站大气污染物排放标准》定义为“将油罐汽车卸汽油时产生的油气，通过密闭方式收集进入油罐汽车罐内的系统”。一次回收，是针对油罐汽车的改造。采取密闭措施，用一根软管将加油站油罐上的呼吸阀和油罐汽车相连接，形成一个回气管路。油罐车通过卸油管路卸油的同时，加油站油罐中的油气通过回气管路回到油罐车。达到油气回收的目的。油罐车将油气带回油库进行处理。但是，现有的油罐车基本上都存在不密闭的问题，一般在回油库的路上就漏光了；而且绝大部分油库都未安装油气回收处理装置，一般都是白白的放掉。基于现状一次回收基本无法达到节能减排的效果。 (二)、二次回收系

二次回收系统，即加油油气回收系统。国家环保总局《加油站大气污染物排放标准》定义为“将给汽车油箱加汽油时产生的油气，通过密闭方式收集进入埋地油罐的系统”。

二次回收，是针对加油机加油枪的改造。采用带回气管的加油枪，在给汽车加油的同时，用真空泵将汽车油箱中的油气抽吸回加油站油罐。《加油站大气污染物排放标准》规定二次回收系统的气液比为1～1.2:1，有的加油枪不密闭会抽吸大量的空气到油罐中。这部分多余的气体就需要三次油气回收系统来处理。

(三)、三次回收系统

三次回收系统，即是指油气排放处理装置。处理的是带有回收油气功能的加油枪在气液比大于1时多收集并从排气管路排放的油气，还有埋地油罐随大气压和气温变化产生正压时排放的油气。三次回收一般有吸收、吸附、冷凝、膜分离四种方法。

油气排放处理装置，国家环保总局《加油站大气污染物排放标准》定义为“针对加油油气回收系统部分排放的油气，通过采用吸收、吸附、冷凝、膜分离等方法对这部分排放的油气进行回收处理的装置”。

油气回收技术的最关键问题是实现油气和空气分离。目前，油气与空气的分离方法有吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等，各具优缺点及适用范围[12]。 4.2.1 吸收法

吸收分离过程是通过混合气与适当的吸收剂接触，气体中的一种或几种组分便溶解于该液体内形成溶液，不能溶解的组分则保留在气相中，于是原混合气体中的各组分得以分离。工艺流程图见图4-1。

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图4-1 吸收法油气回收工艺流程

油品装卸产生的油气进入吸收塔，80%～90%的油气被吸收，贫油空气由排

放口排出；吸收液再经过解吸过程，解吸后的吸收液循环使用，解吸气进入回收塔，利用成品汽油进行回收，尾气再返回吸收塔重复上述吸收过程。油气回收装置主要用来回收商业销售油库、中转供应油库、炼油厂、加油站、油码头及真空泵辅助卸油等场所中固定顶轻油罐、装运设备等固定排放源蒸发排放的高浓度油气。

目前有两种典型的油气吸收回收方法：常压常温吸收法和常压低温吸收法。 （1）常压常温吸收法

常压常温吸收法是在常压常温下，利用吸收剂使其与排放的气体接触以吸收油蒸气的一种方法。吸收装置是利用填料塔使蒸气与从上部流下的吸收液(汽油、轻柴油、特制有机溶剂等)进行对流接触，或者使吸收液从垂直填充有金属网的箱子的上部喷雾，使蒸气从流下的液膜中穿过。这种方法主要要求气液接触吸收率高、压力损失小和在喷雾部分等处不产生静电及吸收液不发泡等。

常压常温吸收法有两种回收类型，一种是富吸收液可以再生，装置可视为独立完整的一个系统，适用范围广，但吸收液性能要求严格，多采用专用的吸收液；采用自主研发的油气回收专用吸收剂AbsFOV-97，立足于国内常规设备，开发出常压常温吸收法油气回收工业化装置，已被成功应用，回收效果明显，效益显著。另一种是将富吸收液送回炼油厂装置加工处理。由于富吸收液解吸较难， 吸收液只能作为一次性使用产品，因此限制了其使用范围。这类回收装置尤其适用于炼油厂内部回收油蒸气。中石化济南分公司建成了用直馏柴油作为吸收剂，采用常压常温吸收法的油气回收装置。 （2）常压低温吸收法

常压低温吸收法是使用冷冻机将吸收液冷却到低温，然后送到吸收塔对混合

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气进行喷淋吸收。吸收液一般用产品汽油来直接回收油气。为了达到较高回收率，吸收液(汽油)的冷却温度要控制在约-30℃以下，此时，系统需要制冷系统、低温钢材及保温处理，投资及运行费用较高。该方法还应防止静电和装置冻结。如果使用其它高效吸收剂，可适当提高操作温度，但要增加解吸、回收工艺，加上制冷环节，投资巨增[13]。 4.2.2 吸附法

吸附法是利用混合物中各组分与吸附剂之间结合力强弱的差别，即在吸附剂与流体相间分配不同的性质，使混合物中难吸附与易吸附组分实现分离。它的特点是合适的吸附剂对各组分的吸附有很高的选择性。吸附法油气回收装置由吸附、脱附、干燥和冷却四个阶段组成。吸附分离技术是一种传统而重要的气体分离技术，常用活性炭吸附回收低浓度油气，并实现尾气微排放。但若进口油气浓度较大，吸附热效应明显，吸附床层温度剧增，将直接影响活性炭的吸附能力，甚至带来安全问题。

气体吸附分离成功与否，极大程度上依赖于吸附剂的性能，吸附剂应具有以下性能：①高度的选择性；②巨大的内表面积；③可再生性；④较低的水分吸附量；⑤具有一定的机械强度和物理性能；⑥吸附颗粒大小均匀；⑦良好的化学稳定性；⑧价格合适，原料充足。目前吸附剂一般选用活性炭，新鲜活性炭20℃时饱和油气吸附率为34%，30℃时为30%。吸附分离的优点是可以使尾气浓度控制在很小的指标内，但缺点为进口浓度难以达到很大（从而影响处理量），否则吸附热效应将很明显[14]。

吸附法是油气回收行业的主要工艺流程之一， 在20世纪70年代的美国开始应用，现已在世界范围内广泛应用，该流程相对简单并且回收效率很高，适用于汽油油气的回收。工艺流程图见图4-2。

图4-2 吸附法油气回收工艺流程

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