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摘要：随着油气污染控制范围的全域化及控制指标更加精细化、油气回收设备有效性的监管力度加大，油气回收技术面临新的挑战。中国石油天然气储运领域在管道运输等方面发展较快，成就明显，相对而言，油气回收技术的发展略为薄弱，在科技人才、研发经费投入、科技水平、市场化运作及技术普及等方面急需进一步提升。为此，对油气回收技术的发展历史、面临的新问题及今后发展的重点进行分析，以期加速中国油气回收技术的精细化研发及高效利用。文中笔者主要对油气回收技术在油库中的应用现状、常用油气回收技术进行了分析。
关键词：油库；油气回收技术；应用
石油在国民经济发展中占据重要地位和作用，被誉为“工业的血液、黑色的金子”。近百年来，石油促进了世界各国社会经济发展，以及人类的文明与进步。如今，我国在石油上的消耗位居世界第二，仅次于美国。石油产品包含了多种烃类化合物，在生产及储运过程由于受到温度、压力等因素变化的影响，导致石油中的轻质组分极易被挥发损耗，这些挥发的油气在带给环境污染的同时，也造成一定的能源浪费。
1 油气回收技术的研究背景
石油能源对社会经济的发展起着重要作用，当前全世界都在加快油气资源的开发，这一举动将推进诸多支柱型产业的迅速发展。据有关数据统计显示，油气在储存、运输过程中，因轻质组分挥发而损失的油气占总产量的3%。由此可知，油气在储运中的损耗之大。通过油气回收，一是减少油品中可挥发有机物质的排放，降低了空气中有害气体的含量，起到环保作用；二是随着油气浓度的降低，降低发生爆炸和火灾事故的概率，起到安全作用；三是油品回收减少了不必要的资源浪费，发挥节能作用，还能创造的较好的经济效益，可谓一举三得。
目前，石油石化行业铁路和陆路罐车装油环节已基本实现油气回收，罐区根据油品性质采用不同结构的油罐（内浮顶罐、外浮顶罐等）进行降耗治理，油气回收总体上产生了综合效益，改善了大气环境质量，减少了潜在的火灾危害。但对宽领域的VOCs排放而言，VOCs对大气环境质量尤其对雾霾天气的影响及贡献度较明显，民众要求进一步降低VOCs排放量的呼声甚高，因此VOCs排放治理及资源化（回收）任务仍十分繁重。就回收机理而言，现有的油气回收技术基本上可以推广应用于宽领域的VOCs回收处理。
2 油气回收技术的应用
2.1 吸附技术
对于吸附法，分别从物理、化学、分子动力学等角度研究吸附机理、吸附剂微孔结构及官能团对吸附效果的影响等。重点关注多组分气体吸附的动力学和热力学性能的理论分析及实验研究、含硫及不饱和烃等油气组分的差别化研究、吸附剂吸附热效应与吸附剂微孔结构、官能团的关联度及影响因素分析。尽管Aspen模拟软件中有专门的吸附模块，但尚在开发优化，且较复杂，影响了其模拟的成效性及普及性，应当多加关注。吸附剂的吸附性能及解吸效果直接影响到低排放浓度的实现。吸附剂的使用寿命也与解吸效果密切相关。目前真空解吸已经成为吸附剂再生方法的主流，但单纯的真空解吸是否满足高精度的要求，值得关注。如果真空解吸效果不好，不仅影响吸附剂的吸附率，还会影响吸附塔的排放浓度控制，因此需要研究多种解吸方法的复合（协同）效应及工程化问题。另外，活性炭具有丰富的微孔结构，有利于提升吸附量而广泛应用。但从脱附再生过程及长期使用寿命来看，活性炭的微孔结构，尤其是半封闭、曲折型的微孔，即使采用高真空解吸或高温水蒸气解吸，基于毛细孔凝聚力及浓差极化机理，都难以将微孔中的VOCs分子解吸出来，从而形成死孔或无效孔，降低活性炭吸附量，影响活性炭丰富微孔的吸附能力。在活性炭制造工艺中，由于微孔的活化构造成本较高，因此，今后非封闭型的介孔（中孔）活性炭可能成为活性炭制作及应用的重点。目前，很多新型吸附材料成为研究热点，如活性炭纤维、疏水硅胶、吸附树脂、新型纳米有机硅空心球吸附材料、金属有机骨架（MOFs）材料、新型活性炭/硅胶油气吸附复合材料。
2.2吸收法
吸收法吸收法油气回收技术其主要有两种方式，即常温常压吸收法、变温吸收法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（1）常温常压吸收法是指装有油气车在微正压的作用条件下，罐车密封盖的出气口通过外部管网进入吸收塔与吸收剂进行逆向接触，这时吸收剂将选择性的对烃类油气进行吸收，从而完成装车油气的分离工作，而没有被吸收剂所吸收的气体可通过阻火器进行排放。吸收剂借助压差的作用进入真空解吸罐，在真空中解吸所被吸收的油气，这时的吸收剂在真空解吸罐中完成了再生，从而把解吸出来的油气通过真空机组传输给吸收塔，在通过成品油的完全吸收后在传输给储油罐，以此完成油品的回收；（2）变温吸收发的原理则是通过常规的冷冻溶液作为吸收剂，采取常规冷冻浓溶液进行油气的二次吸收，通过制冷机设备出口的余热来蒸馏解吸被分离出来的油气。
2.3、冷凝法
利用制冷技术将油气的热量置换出来，实现油气组分从气相到液相的直接转换。冷凝法是利用烃类物质在不同温度下的蒸汽压差异，通过降温使油气中一些烃类蒸汽压达到过饱和状态，过饱和蒸汽冷凝成液态，回收油气的方法。一般采用多级连续冷却方法降低油气的温度，使之凝聚为液体回收，根据挥发气的成分、要求的回收率及最后排放到大气中的尾气中有机化合物浓度限值，来确定冷凝装置的最低温度。
3 在油库中的应用
以上各种方法或即使同一种方法不同厂家生产出的产品在收油效果上都有着天壤之别；并不是每一家的设备都能收到油，目前市场上90%的设备都不能正常连续工作，多只在现场对付尾气环保检测需要。
技术成熟性对比：
1、“冷凝+吸附法”
目前只有“南京都乐”公司解决了冷凝机组的深冷冰堵问题，该项技术从2009年开始在国内大量应用，投资适当、占地面积小、自动化程度高且能连续运行，所有经过调试并投入运行的设备根据每个用户每天发油量的大小，均产生了可观的经济收益，很多用户每天收油量都在0.5—1.5m3以上，可就地计量。
2、“膜分离+吸收法”技术目前应用虽多，但由于目前膜技术的局限性，大多只能环保达标，回收率低，油气量不能计量；通过膜分离出的油气大多回到油罐内通过呼吸阀排放。。
3、吸收法目前仅济南炼油厂一家成功运行，其它采用吸收法的炼化企业基本处于停止状态。环保也不能达标。
4、冷凝法由于深冷能耗大，效果与“冷凝+吸附法”相当，投资不合算。
结论：“冷凝+吸附法”，成功案例较多，技术先进、成熟，产生经济及环保效益。其它技术由于各种因素制约，尚不能达到。
油气回收效果对比：
“冷凝+吸附”法油气回收技术工艺过程安全，自动化程度高，可全天候连续作业，油气回收效果好，成品油油气的回收效率在98%以上，并且均以液体形式回收，可达到国家排放标准（GB20950-2007《储油库大气污染排放标准》和GB31571-2015 《石油化学工业污染物排放标准》）要求，可随时监控。
结论：综上，“冷凝+吸附法”技术有更高的油气回收率及可观的经济效益，同时达到国家环保法规要求。
“冷凝+吸附法”全自动控制，操作简便、可靠、安全。
参考文献：
[1]丁戈. 浅谈油气回收技术在油库中的应用[J]. 广东化工,2016,08:97-98.
[2]王炯. 冷凝与吸附组合油气回收技术在油库中的应用[J]. 石油和化工设备,2013,01:65-67.
[3]宋幽燕. 活性炭吸附法油气回收技术在油库中的应用[J]. 石油商技,2012,03:94-96.
论文作者:雷学云,夏毓
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/12
标签：油气论文; 技术论文; 微孔论文; 活性炭论文; 吸附剂论文; 油库论文; 石油论文; 《基层建设》2017年第27期论文;