油氣回收處理研究

于軍

摘 要：油氣回收系統(tǒng)可依來源區(qū)分為加油站（油罐車）卸油、油庫（油罐車灌裝）及加油站（加油槍）加油等三部分來規(guī)劃，油罐車在加油站卸油時產(chǎn)生油氣的回收方式為「密閉式卸油」，如第一階段油氣回收系統(tǒng)。而各油庫汽油儲存，多采用浮頂式油槽。加油站加油時，則使用油氣回收專用油槍。有關加油站油庫油氣回收設備，依其處理方法分類，有冷凝、活性碳吸附-再生、直火燃燒等三種方式。

關鍵詞：油氣 回收 處理 研究

中圖分類號：TE89 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03 （A）-0000-00

油罐車排放的油氣在常壓下，先經(jīng)預至34℉（1℃），使油氣凝后去除大部份水份及小部份油份。其后再經(jīng)第二段冷卻至-90℉（-68℃），可冷凝大部份油份，最后再冷卻至-120℉（一84.44℃），將輕分子油凝回收。而冷凝后的油料，常含有部份水份，故須先經(jīng)油水分離罐（decanter）匯集并分離出水份，再泵回儲油槽回收。由于系統(tǒng)是利用常壓下直接冷凍原理，通常每天至少須有1至2小時的除霜時間（通常設定為1.5小時）。由于油庫作業(yè)時間一般并不超過十小時，因此有充份時間用以除霜而不影響油庫作業(yè)。

1 活性碳吸附-再生部份

1.1 DYNA-3系統(tǒng)

主要是利用兩各活性碳床的吸附及再生交替使用，而達油氣回收的目的，整各操作過程分為：（1）吸附過程，（2）再生過程，（3）干燥過程。

其中較特別的再生過程是將水自動注入待再生的活性床內(nèi)，由液面控制器控制水位至淹蓋碳床后即自動循環(huán)，同時低壓蒸汽亦進入碳床內(nèi)以提高水溫而使碳氫化合物因溫度上升而逐漸蒸發(fā)，當碳床內(nèi)水溫達100℃時，即表示完成再生過程（由于揮發(fā)性有機化合物的沸點較水為低，故在100℃時，揮發(fā)性有機化合物已完全蒸發(fā)）。其后經(jīng)干燥過程以熱空氣干燥活性碳床殘留的水分，并經(jīng)冷卻后即可再提供吸附油氣之用。

DYNA-3系統(tǒng)因運轉(zhuǎn)過程較為繁雜，故需配合的設備也較多，如鍋爐（或蒸氣產(chǎn)生器）、產(chǎn)生熱空氣設備、專用油槽及專用油槽進出油管等。

1.2 McGill系統(tǒng)及JohnZink系統(tǒng)

McGill系統(tǒng)及JohnZink系統(tǒng)的油氣回收采用活性碳吸附-吸收式。操作過程可分三階段：（1）吸附過程，（2）回收過程，（3）凈化過程。

此系統(tǒng)的回收集凈化兩過程適用于活性碳的再生。在回收過程，活性碳床（已吸附碳氫化合物）通往液體真空泵的出口閥打開，液體真空泵自碳床抽取吸附于活性碳上的碳氫化合物。其中一部份重分子油氣將冷凝而浮于真空泵內(nèi)水面上，再泵回油水分離器。賃一部份則成氣態(tài)狀態(tài)，于進入吸收器時被來自油槽并分離過重的重分子汽油所吸收，亦進入油水分離器。油水分離器內(nèi)的碳氫化合物經(jīng)分離后再泵回油槽儲存。在凈化過程中，活性碳床所剩余的高沸點“重分子碳氫化合物”則利用經(jīng)由凈化、加熱處理的熱空氣所吹除并排入大氣中。

1.3 McGill的ABADAB系統(tǒng)

為了減少油氣的逸散及回收，先前有研究指出，利用薄膜及加壓冷凍吸收法等不同VRU（VaporRecoveryunit，蒸氣回收單元）來進行處理。因油氣發(fā)生逸散，也與油管設施間歇性的操作有關，倘若孔口安裝VRU來完全處理油氣逸散問題，則成本急速增加。因此，此法的使用率即變得很低。為了考慮VRU設備的大小及價格成本。即儲槽內(nèi)部安裝有可浮動的氣囊來累積油氣量，待油氣量累積為一程度，即再行處理。

由于需同時考慮油氣的回收效率與成本，考慮地球資源有限、高溫熱源對于油氣回收系統(tǒng)的危險性，近來已有越來越多的文獻探討以吸附-脫附再生及壓力吸附的方式來進行處理?？紤]油槽油氣逸散VOCs特性中含輕有機物（3個碳至7個碳，包含苯及甲苯），典型油氣濃度為30至35vol%，其中4個碳及5個碳是主要成份。而為有效回收低分子有機物，SORBATHENE單元曾被稍微修改，即于真空幫浦及冷凝設備間增加一壓縮機。利用吸附-減壓脫附結(jié)合冷凝方法來增加油氣回收的成果此裝置系統(tǒng)實驗顯示大約540kg的吸附劑，每小時可回收15～25升汽油，而經(jīng)處理過后的氣體排放至大氣的濃度約低于100ppmv。整個系統(tǒng)主要運用的PSA（pressureswingadsorption）程序包含有一個活性碳緩沖裝置及兩個PSA單元吸附床來處理從油管中逸散出的油氣。系統(tǒng)包括一個活性吸附緩沖設備：外徑80cm×高170cm、2個吸附床：外徑125cm×1.2m高、冷凝設備及真空泵（7.5kwh），每個吸附床填充硅膠及活性碳各一半。前者于床體上方，為了去除C6+S和部分C5S，而后段則為去除C4+S及部分C5S。進口端即接外徑80cm×1.8m的儲槽。進口流率保持在1300-1350Nlmin。

2 VRU操作

VRU操作分為三個步驟，在連續(xù)操作中，在步驟一中，含水氣的油氣進入活性吸附緩沖槽中去除，干凈的氣體排出至大氣。直到VOCs排放濃度達0.05至0.5vol%時，再進行步驟二：活性碳吸附槽藉低壓來進行再生，在真空下，以干凈的氣體流入。干凈氣體流量變化控制在50至200Nlmin間，氣流出口接冷凝設備以回收部份汽油，之后再進入PSA系統(tǒng)繼續(xù)處理。

PSA吸附程序分四個步驟：

1.pressurization

2.adsorption

3.vacuumregeneration

4.desorption。吸附壓力保持780mmHg，而脫附壓力為65至100mmHg間，而干凈氣體流率為30-40Nlmin。處理技術使用低沸點吸收劑進行吸收油氣的吸收法，采減壓使吸收劑蒸發(fā)，以完成回收；或者運用與吸收法截然不同的吸附法，不同處在于氣液平衡相間不互相依存。

3 結(jié)語

未處理的汽油蒸汽進入吸附塔中進行吸附，而處理過的干凈氣體從頂端排出。當吸附塔達真空負壓時，則汽油蒸汽即被脫附，再由冷凝器經(jīng)冷凝處理回收至油槽中，而無法冷凝的汽油蒸汽再回吸附塔中進行處理。

參考文獻

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