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摘 要：针对储油库储存量大但收发量小的特点，结合常用油气回收技术的优劣比较，提出以零发油系统为主，建立“冷凝+吸附”油气回收系统模式，具有更高的经济技术适用性。
关键词：储油库；油气回收；适用性
当前，随着人们环保意识的逐步增强和科学技术的日益成熟，在石油的开采、炼制、储运、销售及应用的各个环节，油气回收技术得到了较为广泛的应用。然而，就储油库自身的特点而言，储油条件好，储油量大，但收发量相对较小，且以零星发油为主，普通的油气回收技术或者说全面的油气回收系统是否经济适用，是一个值得分析研究和亟待解决的问题。
1、油气回收的意义
1.1有效节约资源
我国是石油资源较少的国家，所需原油主要依靠进口，而据相关资料显示，在对油气损耗基本未采取控制措施的情况下，油气损耗占原油量的比例高达0.6%左右，汽油从炼油至生产出来到达最终用户手中，一般要经过4次装卸，每次装卸都有0.18%的挥发损失，4次装卸的损失即为0.72%，我国年消耗汽油上千万吨。如此高比例的损耗，将造成巨大的资源浪费。而经过最高回收率达99%的油气回收设备回收，大部分损耗被回收，将节约大量的能源。
1.2减少环境污染
油气是气相烃类有毒物质，密度大于空气而漂浮于地面上，从而加剧了对环境的影响；油气不仅作为一次污染物对环境产生直接危害，还是产生光化学烟雾的主要反应物，作为二次污染物对环境造成损坏。油品含大量的烃类气体挥发到空气中，对人体的危害较大，例如苯蒸汽会影响人的中枢神经系统和其它系统，引起头晕、目眩、精神错乱、麻醉等。长期接触浓度为2050ppm的苯蒸汽会使血液异变，诱发白血病、染色体失常和造血机能异常等症。据调查装车站台四周大气中苯含量高达38840mg/m3，超出我国工业卫生设计标准200多倍，长期工作在这种环境中，对人体的损害可想而知。
1.3消除潜在危险
由于轻质油品大部分属于挥发性易燃易爆物质，易聚积，与空气形成爆炸性混合气体后沉聚积于洼地或管沟之中，达到油气爆炸极限，遇明火或恶劣天气极易发生爆炸或火灾事故，将对人身安全和国家财产造成巨大损失。同时轻质馏分的挥发，一定程度的改变了油品的质量，对油料储存和装备的使用带来一定的影响，特别是长期存在的油品问题会更加突出。
2、储油库油料损耗的产生原因及损耗量
正常的油料损耗主要由以下几种原因产生：“小呼吸”损耗、“大呼吸”损耗及灌装损耗[1]。
2.1“小呼吸”损耗
在油罐油品静止储存情况下，由于环境温度发生变化，油罐会产生一种“呼吸作用”，当环境温度升高时，油罐内压力相对增大，油蒸气通过呼吸阀排出油罐；当环境温度下降时，油罐内压力会相对减小，外界新鲜的空气通过呼吸阀进入油罐，这样就增加了油品的挥发。影响“小呼吸”损耗的因素很多，主要有：昼夜温差、大气压、油罐装满程度及油品性质等，不同的因素，损耗量也不尽相同。以南方某油库一座1000m3地上拱顶金属油罐为例，储存汽油一年，“小呼吸”损耗达11.7t，比例高达1.63%。
2.2“大呼吸”损耗
当油罐在收进或发出油品时，随着液相的油进入油罐，油罐内液体体积的增加，将气相的油蒸气置换，使油蒸气排放到大气中；随着液相的油排出油罐（或汽车油箱中油料逐渐使用减少），新鲜空气进入油罐，降低油蒸气浓度，促使油品液面进一步蒸发，重新达到饱和。即使油罐发完油，罐内油蒸气依然存在，因为液油减少、空气补进的过程中，油分子继续蒸发、浓度逐渐饱和。在下一次进油时，空容器内的油蒸气还会重复“呼出”而进入大气环境。影响“大呼吸”损耗的因素主要有：油罐周转次数、油品性质、温度及油罐压力等级等，据生产管理和科研试验的计量实测数据显示，在收发汽油时，油罐“大呼吸”损耗为1.08-1.65kg/（t·次），最大可达2.45kg/（t·次）。
2.3灌装损耗
油品从油罐经装油鹤管（胶管或输油臂）装入罐车（油船或油桶），由于流速、压力等因素，油品发生冲击、喷溅、搅动，会有大量油气逸出损耗。据相关资料介绍，汽油低位液下装车损耗为0.4-0.8kg/t，煤油低位液下装车损耗为0.21-0.24kg/t，柴油低位液下装车损耗为0.03-0.06kg/t。
3、常用油气回收技术的介绍
油品蒸发排放出的是油气和空气的混合气。要实现油气回收，关键技术在于怎样分离油气和空气。油气与空气的分离回收方法有吸附法、吸收法、冷凝法及膜分离法等[2][3]。
3.1吸附法
吸附分离过程是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力的不同使油气与空气分离的过程。这主要利用了混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱差别的原理。合适的吸附剂对各组分的吸附有很高的选择性。油气中的烃分子与吸附剂接触并渗于吸附剂的孔隙中。一旦烃分子渗入吸附剂的孔隙之中就被吸附于其表面，而空气不能被吸附从而实现油气与空气的分离。通过解吸及吸收达到回收油气的目的。
3.2吸收法
吸收是有机化合物从富气进入液体吸收剂（又称贫液）之中的传质过程。传质的推动力为气液两相之间的浓度差，吸收率取决于气液两相之间待吸收有机化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差值。在吸收分离过程中通过油气和空气的混合气体与适当的液体接触，混合气体中的一个或几个组分便溶解于该液体内而形成溶液，不能溶解的组分则在气相中，于是原混合气体的组分得以分离。吸收剂的性质对吸收过程的影响很大，吸收剂的性能成为影响油气吸收法回收技术的关键，目前研制出性能好的吸收剂已经成为此项技术发展的关键。
3.3冷凝法
在维持一定的压力、降低烃蒸汽的温度或在一定温度下、增加烃蒸汽的压力在冷凝器内使得烃蒸汽冷凝得以回收烃类化合物。一般利用制冷剂或冷凝剂借助热交换器进行传热冷凝回收。常用的热交换器为列管式换热器，烃类蒸汽走壳程，制冷系统的载冷剂走管程，通过热交换使得烃类蒸汽温度降低而冷凝下来。这种装置可直接回收到油品，原理简单，但由于间接传热，制冷温度要求较低（-70℃以下）才能保证有较高的回收率（90%），相应的装置复杂（主要是制冷系统）、成本较高。冷凝法的最大优点就是回收的烃类液体不含杂质（活性碳吸附法回收的烃含有碳，吸收法回收的烃含有吸收剂）。缺点就是，必须在很低的温度下才能达到较高的回收率，能耗高。冷凝法适用于高浓度烃蒸气的回收。 3.4膜分离法
膜分离法主要是利用气体组分分子大小不同及在薄膜内的扩散能力的不同即渗透速率的不同来实现烃分子与空气的分离。膜分离法是利用了高分子膜对油气的优先透过性的特点，让油气和空气的混合气在一定的压差推动下经膜的“过滤作用”使混合气中的油气优先透过膜得以“脱除”回收，而空气则被选择性的截留。膜分离法的回收效率跟烃蒸气的浓度、预压缩的压力、膜的结构及其材料的选择性能有关。膜分离法具有流程简单、回收率高、能耗低，运行费用低、无二次污染、占地面积小及操作简便等诸多优点，但投资过高。
4、不同油气回收方法的优劣比较与选择
各种油气回收方法的比较见表1，各种油气回收技术的优缺点见表2。
对于储油库而言，油气回收主要集中在零发油系统，具有时间不定、作业量不定的特点，吸收法不利于间歇操作，明显不适用；而膜分离法的投资过高，性价比过低，也不适用。单纯的吸附法，要想达到一定的回收比，对温度必须严格控制，同样，单纯的冷凝法能耗高，需要相对稳定的流动及浓度，设备温度必须控制在较低水平，对设备的技术要求较高。
由此可见，针对储油库的特点，冷凝法在油气回收的初期更加适用，相当于预处理，技术要求不必太高，温度不需要控制太低，投资成本相对较低。在此基础上，在进行活性炭吸附，回收效率将大大提高，活性炭吸附过程放热更利于控制，也不会出现进料气中含有固体颗粒的情况。
5、结论
本文主要针对储油罐储存量大但收发量小的特点，结合常用油气回收技术的优劣比较，提出适用于储油罐的“冷凝+吸附”油气回收系统设计模式。针对不同类型的油库，常用的油气回收技术不一定适用，需要个别情况个别对待，特别是要考虑到油库的储罐形式、地理环境、地形地貌以及现有的设备设施状况，综合分析研究，找出更加经济适用的系统模式。
参考文献：
[1]董红亮，王力文.《储油库油气回收技术设施探讨》[J].江西化工，2009，（4）：31-32.
[2]李荣强，刘国荣，周季乾，孙亭.《油气回收技术的研究现状》[J].过滤与分离，2009，19（3）：45-48.
[3]夏景华.《炼厂油气回收技术及经济效益》[J].当代石油石化，2009，17（12）：28-32.
[4]陈慎意.《油库的油气回收技术与经济分析》[J].石油库与加油站，2010，（4）：42-44.
关键词：储油库；油气回收；适用性
当前，随着人们环保意识的逐步增强和科学技术的日益成熟，在石油的开采、炼制、储运、销售及应用的各个环节，油气回收技术得到了较为广泛的应用。然而，就储油库自身的特点而言，储油条件好，储油量大，但收发量相对较小，且以零星发油为主，普通的油气回收技术或者说全面的油气回收系统是否经济适用，是一个值得分析研究和亟待解决的问题。
1、油气回收的意义
1.1有效节约资源
我国是石油资源较少的国家，所需原油主要依靠进口，而据相关资料显示，在对油气损耗基本未采取控制措施的情况下，油气损耗占原油量的比例高达0.6%左右，汽油从炼油至生产出来到达最终用户手中，一般要经过4次装卸，每次装卸都有0.18%的挥发损失，4次装卸的损失即为0.72%，我国年消耗汽油上千万吨。如此高比例的损耗，将造成巨大的资源浪费。而经过最高回收率达99%的油气回收设备回收，大部分损耗被回收，将节约大量的能源。
1.2减少环境污染
油气是气相烃类有毒物质，密度大于空气而漂浮于地面上，从而加剧了对环境的影响；油气不仅作为一次污染物对环境产生直接危害，还是产生光化学烟雾的主要反应物，作为二次污染物对环境造成损坏。油品含大量的烃类气体挥发到空气中，对人体的危害较大，例如苯蒸汽会影响人的中枢神经系统和其它系统，引起头晕、目眩、精神错乱、麻醉等。长期接触浓度为2050ppm的苯蒸汽会使血液异变，诱发白血病、染色体失常和造血机能异常等症。据调查装车站台四周大气中苯含量高达38840mg/m3，超出我国工业卫生设计标准200多倍，长期工作在这种环境中，对人体的损害可想而知。
1.3消除潜在危险
由于轻质油品大部分属于挥发性易燃易爆物质，易聚积，与空气形成爆炸性混合气体后沉聚积于洼地或管沟之中，达到油气爆炸极限，遇明火或恶劣天气极易发生爆炸或火灾事故，将对人身安全和国家财产造成巨大损失。同时轻质馏分的挥发，一定程度的改变了油品的质量，对油料储存和装备的使用带来一定的影响，特别是长期存在的油品问题会更加突出。
2、储油库油料损耗的产生原因及损耗量
正常的油料损耗主要由以下几种原因产生：“小呼吸”损耗、“大呼吸”损耗及灌装损耗[1]。
2.1“小呼吸”损耗
在油罐油品静止储存情况下，由于环境温度发生变化，油罐会产生一种“呼吸作用”，当环境温度升高时，油罐内压力相对增大，油蒸气通过呼吸阀排出油罐；当环境温度下降时，油罐内压力会相对减小，外界新鲜的空气通过呼吸阀进入油罐，这样就增加了油品的挥发。影响“小呼吸”损耗的因素很多，主要有：昼夜温差、大气压、油罐装满程度及油品性质等，不同的因素，损耗量也不尽相同。以南方某油库一座1000m3地上拱顶金属油罐为例，储存汽油一年，“小呼吸”损耗达11.7t，比例高达1.63%。
2.2“大呼吸”损耗
当油罐在收进或发出油品时，随着液相的油进入油罐，油罐内液体体积的增加，将气相的油蒸气置换，使油蒸气排放到大气中；随着液相的油排出油罐（或汽车油箱中油料逐渐使用减少），新鲜空气进入油罐，降低油蒸气浓度，促使油品液面进一步蒸发，重新达到饱和。即使油罐发完油，罐内油蒸气依然存在，因为液油减少、空气补进的过程中，油分子继续蒸发、浓度逐渐饱和。在下一次进油时，空容器内的油蒸气还会重复“呼出”而进入大气环境。影响“大呼吸”损耗的因素主要有：油罐周转次数、油品性质、温度及油罐压力等级等，据生产管理和科研试验的计量实测数据显示，在收发汽油时，油罐“大呼吸”损耗为1.08-1.65kg/（t·次），最大可达2.45kg/（t·次）。
2.3灌装损耗
油品从油罐经装油鹤管（胶管或输油臂）装入罐车（油船或油桶），由于流速、压力等因素，油品发生冲击、喷溅、搅动，会有大量油气逸出损耗。据相关资料介绍，汽油低位液下装车损耗为0.4-0.8kg/t，煤油低位液下装车损耗为0.21-0.24kg/t，柴油低位液下装车损耗为0.03-0.06kg/t。
3、常用油气回收技术的介绍
油品蒸发排放出的是油气和空气的混合气。要实现油气回收，关键技术在于怎样分离油气和空气。油气与空气的分离回收方法有吸附法、吸收法、冷凝法及膜分离法等[2][3]。
3.1吸附法
吸附分离过程是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力的不同使油气与空气分离的过程。这主要利用了混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱差别的原理。合适的吸附剂对各组分的吸附有很高的选择性。油气中的烃分子与吸附剂接触并渗于吸附剂的孔隙中。一旦烃分子渗入吸附剂的孔隙之中就被吸附于其表面，而空气不能被吸附从而实现油气与空气的分离。通过解吸及吸收达到回收油气的目的。
3.2吸收法
吸收是有机化合物从富气进入液体吸收剂（又称贫液）之中的传质过程。传质的推动力为气液两相之间的浓度差，吸收率取决于气液两相之间待吸收有机化合物的实际浓度与平衡浓度之间的差值。在吸收分离过程中通过油气和空气的混合气体与适当的液体接触，混合气体中的一个或几个组分便溶解于该液体内而形成溶液，不能溶解的组分则在气相中，于是原混合气体的组分得以分离。吸收剂的性质对吸收过程的影响很大，吸收剂的性能成为影响油气吸收法回收技术的关键，目前研制出性能好的吸收剂已经成为此项技术发展的关键。
3.3冷凝法
在维持一定的压力、降低烃蒸汽的温度或在一定温度下、增加烃蒸汽的压力在冷凝器内使得烃蒸汽冷凝得以回收烃类化合物。一般利用制冷剂或冷凝剂借助热交换器进行传热冷凝回收。常用的热交换器为列管式换热器，烃类蒸汽走壳程，制冷系统的载冷剂走管程，通过热交换使得烃类蒸汽温度降低而冷凝下来。这种装置可直接回收到油品，原理简单，但由于间接传热，制冷温度要求较低（-70℃以下）才能保证有较高的回收率（90%），相应的装置复杂（主要是制冷系统）、成本较高。冷凝法的最大优点就是回收的烃类液体不含杂质（活性碳吸附法回收的烃含有碳，吸收法回收的烃含有吸收剂）。缺点就是，必须在很低的温度下才能达到较高的回收率，能耗高。冷凝法适用于高浓度烃蒸气的回收。 3.4膜分离法
膜分离法主要是利用气体组分分子大小不同及在薄膜内的扩散能力的不同即渗透速率的不同来实现烃分子与空气的分离。膜分离法是利用了高分子膜对油气的优先透过性的特点，让油气和空气的混合气在一定的压差推动下经膜的“过滤作用”使混合气中的油气优先透过膜得以“脱除”回收，而空气则被选择性的截留。膜分离法的回收效率跟烃蒸气的浓度、预压缩的压力、膜的结构及其材料的选择性能有关。膜分离法具有流程简单、回收率高、能耗低，运行费用低、无二次污染、占地面积小及操作简便等诸多优点，但投资过高。
4、不同油气回收方法的优劣比较与选择
各种油气回收方法的比较见表1，各种油气回收技术的优缺点见表2。
对于储油库而言，油气回收主要集中在零发油系统，具有时间不定、作业量不定的特点，吸收法不利于间歇操作，明显不适用；而膜分离法的投资过高，性价比过低，也不适用。单纯的吸附法，要想达到一定的回收比，对温度必须严格控制，同样，单纯的冷凝法能耗高，需要相对稳定的流动及浓度，设备温度必须控制在较低水平，对设备的技术要求较高。
由此可见，针对储油库的特点，冷凝法在油气回收的初期更加适用，相当于预处理，技术要求不必太高，温度不需要控制太低，投资成本相对较低。在此基础上，在进行活性炭吸附，回收效率将大大提高，活性炭吸附过程放热更利于控制，也不会出现进料气中含有固体颗粒的情况。
5、结论
本文主要针对储油罐储存量大但收发量小的特点，结合常用油气回收技术的优劣比较，提出适用于储油罐的“冷凝+吸附”油气回收系统设计模式。针对不同类型的油库，常用的油气回收技术不一定适用，需要个别情况个别对待，特别是要考虑到油库的储罐形式、地理环境、地形地貌以及现有的设备设施状况，综合分析研究，找出更加经济适用的系统模式。
参考文献：
[1]董红亮，王力文.《储油库油气回收技术设施探讨》[J].江西化工，2009，（4）：31-32.
[2]李荣强，刘国荣，周季乾，孙亭.《油气回收技术的研究现状》[J].过滤与分离，2009，19（3）：45-48.
[3]夏景华.《炼厂油气回收技术及经济效益》[J].当代石油石化，2009，17（12）：28-32.
[4]陈慎意.《油库的油气回收技术与经济分析》[J].石油库与加油站，2010，（4）：42-44.