陳煒 李廣 林少川

摘 要：油品蒸發(fā)損耗產(chǎn)生的環(huán)境污染、資源浪費(fèi)和安全隱患等一系列問(wèn)題已經(jīng)受到了社會(huì)各界的重視，在易發(fā)生油氣損耗的場(chǎng)合，應(yīng)當(dāng)采取適合的油氣回收技術(shù)對(duì)油氣進(jìn)行收集回收。本文介紹了油氣的主要成分、其帶來(lái)的不良影響，并針對(duì)幾種油氣回收技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：油氣；回收；吸附

石油及其產(chǎn)品是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物，其中的輕烴組分具有較強(qiáng)的揮發(fā)性，在油品開(kāi)采、煉制、儲(chǔ)運(yùn)、銷售及應(yīng)用等環(huán)節(jié)中，由于受到工藝、技術(shù)及設(shè)備的限制，不可避免地會(huì)有一部分液態(tài)輕烴組分揮發(fā)逸散，以油氣的形式進(jìn)入大氣，不僅造成嚴(yán)重的蒸發(fā)損耗，還帶來(lái)了安全隱患和環(huán)境污染等問(wèn)題。

一、油氣的主要成分

油氣是指從油品中分離出來(lái)以其泰興市存在的烴類與空氣混合形成的氣體。油氣并非一種純物質(zhì)，而是多種物質(zhì)的混合氣體。有關(guān)研究分析結(jié)果顯示，油氣的主要組成物質(zhì)超過(guò)二十種，包含了氧、氮、二氧化碳、丙烷、丙烯、丁烷、正丁烷、1-丁烯、丁烯、反式丁烯、丁二烯、乙烯、乙烷、甲烷、MTBE及其他C6、C7、C8等分子。

二、油氣帶來(lái)的不良影響

油氣的存在對(duì)煉制、儲(chǔ)存、運(yùn)輸以及使用等各個(gè)環(huán)節(jié)都有著負(fù)面的影響，主要如下：

（1）輕質(zhì)油品易揮發(fā)易聚積，與空氣形成爆炸性混合物后沉積于洼地或管夠中遇火極易發(fā)生爆炸或火災(zāi)事故，造成生命和財(cái)產(chǎn)損失，危及石油生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)的各環(huán)節(jié)安全；

（2）油氣是氣相烴類有毒物質(zhì)，其中的烯烴類碳?xì)漕惢衔锖偷趸锇l(fā)生光化反應(yīng)而產(chǎn)生光化學(xué)煙霧，是以臭氧為主體的多種氧化性化合物，是現(xiàn)代工業(yè)化社會(huì)的主要污染物之一，能對(duì)農(nóng)作物和森林產(chǎn)生嚴(yán)重破；

（3）會(huì)對(duì)人的身體造成不同從程度的傷害，輕則頭暈乏力，嚴(yán)重者出現(xiàn)慢性或急性中毒導(dǎo)致生命危險(xiǎn)；

（4）導(dǎo)致油品質(zhì)量降低，使用性能下降，造成許多麻煩；

（5）浪費(fèi)能源，損失巨大。

三、油氣回收技術(shù)

油品蒸發(fā)損耗帶來(lái)的危害極大，不論從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)環(huán)境哪個(gè)角度出發(fā)，通過(guò)相應(yīng)技術(shù)對(duì)油氣進(jìn)行回收都是十分必要的。

（一）油氣回收的三個(gè)階段

在成品油的市場(chǎng)領(lǐng)域，油氣回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)到其中的三個(gè)環(huán)節(jié)：（1）油庫(kù)發(fā)油；（2）成品油運(yùn)輸；（3）加油站進(jìn)油、儲(chǔ)存和銷售。因此，也將油氣回收體系分為相應(yīng)的三個(gè)階段：一次油氣回收系統(tǒng)，指將汽油從油罐車卸下時(shí)產(chǎn)生的油氣通過(guò)密閉方式收集進(jìn)入油罐車罐內(nèi)的系統(tǒng)；二次油氣回收系統(tǒng)，指將在向汽油油箱加油時(shí)產(chǎn)生的油氣，通過(guò)密閉方式收集進(jìn)入埋地油罐的系統(tǒng)；三次油氣回收系統(tǒng)，指通過(guò)常用的油氣回收技術(shù)將來(lái)自地下儲(chǔ)油罐和加油槍的回氣管路的油氣進(jìn)行回收的裝置。

（二）油氣回收的四種方法

（1）吸附法

吸附法的原理是利用活性炭、硅膠或活性纖維等吸附劑對(duì)油氣的油分子和空氣吸附力存在大差異而實(shí)現(xiàn)油氣和空氣的分離。油氣通過(guò)活性炭等吸附劑，油氣組分吸附在吸附劑的表面上，然后再經(jīng)過(guò)減壓脫附，富集的油氣用真空泵抽吸到油罐或用其他方法液化；活性炭等吸附劑對(duì)空氣的吸附力十分小，不會(huì)被吸附，尾氣經(jīng)過(guò)排氣管排放。

在活性炭吸附回收系統(tǒng)工藝中，油氣通過(guò)包含活性炭的吸附罐被吸附到一種特殊活性炭的表面，而已凈化的空氣或惰性氣體則通過(guò)吸附器的頂端排放到大氣中。每張?zhí)看舶创笮∥揭?guī)定數(shù)量的油氣，在使用的活性炭床達(dá)到飽和之前，通過(guò)相應(yīng)手段，更換另一個(gè)吸附塔的活性炭床吸收油氣，再利用高真空的方式抽走油氣，使飽和的活性炭床重新利用。被分離后的高濃度油氣進(jìn)入吸收塔，塔上端向下噴淋成品油與之接觸，約70%的油氣被汽油吸收，尾氣再導(dǎo)入吸附罐重復(fù)工藝流程。

活性炭油氣回收法優(yōu)點(diǎn)突出，能夠達(dá)到較高的處理效率，其排放濃度可以降到非常低的值。缺點(diǎn)是：1.工藝流程較復(fù)雜，需要二次處理；2.吸附床易產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)，存在安全隱患；3.油氣中存在易使活性炭失活導(dǎo)致產(chǎn)生二次污染的物質(zhì)；4.活性炭的使用壽命較短，約為兩年，更換成本較高。

（2）冷凝法

冷凝法油氣回收技術(shù)是指采用冷卻方法降低揮發(fā)油氣的溫度，使油氣中的輕油成分凝聚為液體而排出潔凈空氣的一種回收方法。該方法適用于油氣濃度較高的回收情況。它是利用烴類物質(zhì)在不同溫度下的蒸汽壓差異，通過(guò)降溫使油氣中一些烴類達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)，過(guò)飽和蒸汽冷凝成液態(tài)的回收油氣法，一般采用多級(jí)連續(xù)冷卻方法降低油氣的溫度，使之凝聚為液體回收，是根據(jù)揮發(fā)氣的成分以及要求的回收率、最終排放尾氣的有機(jī)化合物濃度限值來(lái)確定冷凝裝置的最低溫度。

冷凝法回收裝置的冷凝溫度一般按預(yù)冷、機(jī)械制冷、液氮制冷等步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)要求采取制冷裝置工作，單級(jí)機(jī)械制冷裝置的工作溫度范圍為-35～10℃，串級(jí)機(jī)械制冷裝置壓縮由淺冷（高溫級(jí)）和深冷（低溫）級(jí)組成，其工作溫度為-73～40℃，有液氮制冷的深冷裝置工作溫度可達(dá)到-184℃。

冷凝法的優(yōu)點(diǎn)是工藝原理簡(jiǎn)單，可直觀地看到液態(tài)的油品回收，安全性高，水平高；其缺點(diǎn)是對(duì)制冷設(shè)備及裝置選用的制造材料要求嚴(yán)格、操作要求以及投資都較高。

（3）膜分離法

該技術(shù)的基本原理是利用高分子膜對(duì)油氣的優(yōu)先透過(guò)性的特點(diǎn)，讓油氣與空氣的混合氣在一定的壓差推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)膜的過(guò)濾作用使混合氣中的油氣優(yōu)先過(guò)膜得以脫出回收，空氣則被選擇性截留，直接排入大氣。

膜分離法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單；其回收率高，排放的濃度低。缺點(diǎn)是投資大，膜的價(jià)格高昂，壽命短未能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化；對(duì)于膜分離裝置的操作要求高；并且在特殊情況下，膜會(huì)產(chǎn)生放電層，有一定的安全隱患。

（4）組合工藝

單一來(lái)說(shuō)，以上幾種油氣回收技術(shù)都存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，但是將它們合理的組合起來(lái)后就能取得不錯(cuò)的效果。以下簡(jiǎn)要做出說(shuō)明：

1）冷凝法與吸附法組合法

經(jīng)過(guò)冷凝法處理的油氣，溫度較低，能夠避免活性炭床產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)的情況，降低了安全隱患，同時(shí)能夠一定程度延長(zhǎng)活性炭床的使用壽命。

2）吸收法和吸附法組合法

先吸收后吸附的組合法同樣能夠有效防止活性炭吸附床產(chǎn)生高溫?zé)狳c(diǎn)的問(wèn)題，避免了能耗過(guò)大；先吸附后吸收的組合法能夠有利于降低吸收的負(fù)荷。

3）吸收-膜分離-變壓吸附組合法

吸收-膜分離-變壓吸附組合法是目前應(yīng)用最廣的工藝技術(shù)。油氣首先經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)升壓，而后進(jìn)入吸收塔與塔底罐區(qū)汽油逆向接觸進(jìn)行油氣吸收過(guò)程，接著塔頂?shù)挠蜌庠龠M(jìn)入膜分離單元，進(jìn)一步分離油氣。汽油組分優(yōu)先滲透通過(guò)高分子膜，再滲透?jìng)?cè)富集，經(jīng)過(guò)真空泵返回壓縮機(jī)入口，進(jìn)一步回收?？諝庖约吧俨糠制徒M分被選擇性截留在尾氣側(cè)，若需要更高要求的油氣回收率，則要采用變壓吸附單元吸附殘留油氣。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是流程簡(jiǎn)單，可采用自動(dòng)化實(shí)施，環(huán)保節(jié)能，安全可靠。但由于壓縮機(jī)的存在，其耗能相比去其他方法要高。

參考文獻(xiàn)

[1] 林蕾.膜法油氣回收裝置吸收效果[D].天津：天津大學(xué)，2012.

[2] 楊葉.冷凝式油氣回收系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究田].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2012

作者簡(jiǎn)介

陳煒（1993.10-）男，福建龍巖，中國(guó)人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院，二大隊(duì)八隊(duì)學(xué)員，專業(yè)：油料管線指揮。

李廣（1996.06-）男，重慶璧山，中國(guó)人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院，二大隊(duì)八隊(duì)學(xué)員，專業(yè)：油料管線指揮。

林少川（1993.04-）男，福建漳州，中國(guó)人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院，二大隊(duì)八隊(duì)學(xué)員，專業(yè)：油料管線指揮。

（作者單位：中國(guó)人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院）