油品储罐油气收集处理工艺探讨

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摘要：油品在储存、运输、生成過程中不可避免的会发生油气挥发的情况，挥发的油气不仅会引发燃烧、爆炸等安全事故，还会危害到员工生理健康，降低企业经济效益。在油气收集处理工艺技术中，常用到的技术有吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法等，本文对以上几种工艺技术进行归纳比较。
关键词：油气回收;膜分离;冷凝回收;吸附回收;吸收回收
1 前言
在原油储存区、成品油储存库、炼油厂生产装置的中间储油罐、汽车加油站、港口燃料油装卸码头等工作场所中，油品的蒸发损耗是造成能源消耗、生产安全事故、职业健康生理危害以及环境污染的重要因素之一。在国家出台的《工业“三废”排放实行标准》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《石油炼制工业污染物排放标准》、《石油化学工业污染物排放标准》等政策法规中，都明确要求了生产区或者储藏区的排风口所排放的气体中非甲烷总烃处理效率要高于97%。此外，实现油气的收集回收，可以提高资源利用率，实现企业的降本增效。所以说，油品储罐油气收集处理技术的应用，与企业的经济效益、环境保护、安全生产等密切相关，受到了各个科研院所、高校和相关企业的广泛关注。因此，本文对油品储罐油气收集回收的工艺技术进行归纳总结。
2 油气收集回收的意义
安全生产要求：各类燃料油在储存过程中，受到储罐压力及温度变化的影响，一些轻质油品和燃料油中溶解的C1-C4气体不可避免的发生挥发，以气体的相态进入到大气中。而如果空气中这些易燃、易爆的烃类气体浓度达到爆炸极限值，在遇到明火的情况下就会发生爆炸事故。
环境保护需求：挥发到大气环境中的烃类气体不仅会对现场工作人员的生理健康造成危害，还会发生光化学反应，形成光化学烟雾。同时，类似于甲烷的烃类气体挥发，也会进一步恶化全球温室效应。
企业降本增效去求：据统计，我国成品油在储藏、转运、装卸以及销售等过程中造成的能源损失占到成品油总量的0.6%～1.1%，直接经济损失达到几十亿人民币。以某加油站研究为例，通过实验分析及数学模型建立，该加油站油品贮存过程中油品最大损耗率取0.01%;油品卸车过程中汽油最大损耗率取0.23%，柴油最大损耗率取0.05%;油品零售过程中汽油最大损耗率取0.29%，柴油最大损耗率取0.08%。
3 油气收集回收技术的应用对比
我国目前对于油气收集回收工艺技术的开发与应用主要集中在吸附法、吸收法、冷凝法、膜分离法等，其中对于一些特殊要求生产，会使用两种或两种以上的回收工艺。
1、吸附法
吸附法指的是大气中的油气和空气在活性炭或者碳纤维材料等吸附剂表面的吸附能力强弱而实现对油气的回收。具体吸附过程为：在浓度梯度的推动力下，油气通过外扩散和内扩散进入到活性炭的内表面中，通过物理吸附或者化学吸附的作用吸附在吸附剂表面，当油气的吸附量达到饱和量后，在通过蒸汽脱附或者减压脱附的作用实现油气的液化富集。在此过程中，由于空气在吸附剂表面的吸附作用力很弱，因此绝大部分的空气经过排气管道返回到大气中。
这种技术工艺的优点是处理效率高。缺点是：（1）工艺复杂;（2）由于油气的吸附工程属于放热行为，如果吸附剂床层传热效果不好，极易发生高温热点，引发安全事故;（3）活性炭失活后存在二次污染问题;（4）活性炭寿命、使用活性与其成本相关，经济成本高;
2、吸收法
吸收法是基于大气中的油气和空气在有机溶剂中的溶解度大小的不同实现对油气的回收。一般来说常用的有机溶剂有低温石脑油、轻质柴油、航空煤油或者特种有机溶剂等。气体烃类的吸收过程在吸收塔反应器内实现，溶解气体烃类的吸收液既可以通过真空解析实现吸收液的循环使用，也可直接输送至炼油厂的加工系统进行后续加工。
这种技术工艺的优点是工艺简单，投资成本低，炼厂可以直接中现有装置进行改造使用。缺点是：（1）回收率低，只能达到排放标准的80%;（2）能耗高;（3）设备空间占地面积大。
3 冷凝法
冷凝法是利用空气与烃类气体在不同的温度下蒸汽压的差异，在相同的温度下，油气中的有机烃类气体更容易达到过饱和状态，实现油气组分从气体相变为液体。为了提高烃类冷凝液体的回收率，该工艺技术多采用多级连续冷却的方式来降低冷凝塔的温度。根据冷凝塔工作温度区间的不同可以划分为浅冷级（-35～-70℃）和深冷级（-70～-110℃）
这种技术工艺的优点是安全性高、自动化程度高。缺点是：投资成本高;运行时能耗高;
4、膜分离法
设计、制备高分子材料膜，在一定温度和压力条件下，油气气体可以选择性的透过高分子膜，而空气截留在选择性高分子膜的前端，进而实现对油气分子的富集、收集和回收。
这种技术工艺的优点是技术先进、工艺简单、油气回收率高、操作简单可靠、运行成本低、占地面积小、设备可模块化安装等。缺点是投资成本高、选择性透过膜寿命短。
除了上述几种方法以外，为了提高油气回收率、降低投资成本和运行成本等，吸附法+吸收法、冷凝法+吸附法、吸附法+吸收法+催化氧化法等组合工艺技术也得到了开发与应用。其中，吸附法+吸收法目前较为成熟的油气收集回收工艺技术，具有油气回收率高、运行成本低、投资少、安全稳定好等特点，具有较高的技术性价比。而吸附法+吸收法+催化氧化法技术先进性高，但是仍存在一些技术难题，制约其大范围推广使用。冷凝法+吸附法各项指标也较好，但是日常维护复杂，人工成本高。
4 结语
随着市场竞争压力和环境保护压力的增加，在进行油气运输、储存和生产过程中的油气回收技术的开发与应用将受到广泛的关注。企业应用先进的油气收集回收技术可以有效的实现企业降本增加，改善企业履行社会责任的良好形象。
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作者简介：卢方起（1981.12-），男，江苏省连云港市人，学历：专科，毕业于山东胜利职业学院，现有职称：初级工程师，研究方向：油气储运技术/消防工程。