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[摘 要]油品蒸发损耗不仅污染环境，影响人体健康，也是能源的浪费。目前，已投入使用的油气回收技术主要有吸附法、吸收法、膜分离法、冷凝法四种，而油气回收集成技术是油气回收装置的发展趋势。本篇论文介绍了吸收+吸附法、吸收+膜法、冷凝+吸附法、冷凝+膜法等油气回收集成技术在国内的应用情况。吸附法在国内外应用较多，可与冷凝法或吸收法相结合，达到高回收率、低能耗和高的吸附剂使用寿命。冷凝吸附法有效解决了能耗和吸附剂寿命问题，同时提高了油气回收率，实现了冷凝吸附低能耗集成工艺的优化；可根据油气性质对冷凝终温进行优化。膜分离法具有占地少、回收效果好、安全性和稳定性较高的特点，但投资偏高，随着膜技术的进步和膜的国产化，吸收+膜法和冷凝+膜法的集成工艺将有较多的应用。油气收集系统对油气回收装置至关重要，油气收集系统必须密封性好、系统阻力小、安全性高、自动化程度高。油气回收集成技术的投资与单一技术相近，运行费用低，回收效率高，能耗小。
[关键词]油气回收；集成工艺；应用浅析
中图分类号：X984 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0064-01
石化、石油，化工等行业在生产活动中经常排放大量挥发性有机气体，其中油品生产、储运过程最为突出，造成严重的安全隐患、环境污染、资源浪费及经济损失。目前，国内外治理各种有机废气的方案包括資源不可回收型和回收型，前者如直接燃烧、催化燃烧、光催化、纳米材料自催化，后者如吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等回收技术。虽然利用浮顶罐储存油品具有良好的降耗效果，但由于浮顶罐的造价普遍较高，且不能完全适用于所有场合，因此，经济、高效的油气回收技术成为控制其蒸发损耗的主要措施。在当今油品收发作业日益频繁、油品使用量日益增多、能源供给日益紧张、环保要求日益严格的情况下，相关研究及技术提升具有深远的现实意义。
一.油气回收技术
目前，已投入使用的油气回收技术主要有吸附法、吸收法、膜分离法、冷凝法4种。
1.吸附法
吸附法是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别，即各组分在吸附剂与流体相间分配不同的性质使混合物中难吸附于易吸附组分分离的技术。其特点是合适的吸附剂对各组分的吸附可以有很高的选择性[2]；然而，在实际应用中，由于直接吸附浓度大的油气时吸附材料会很快饱和并存在温升等问题，对于吸附设备的使用周期、脱附解吸条件、使用安全性、脱吸后活性炭需二次处理提出新的难题。
2.吸收法
吸收法是一种通过特殊的吸收溶剂，将收集到的挥发油气进行吸附，油气中的空气随这吸附过程而与油气分离，之后吸收溶剂再将溶解的油气脱除的过程。由于在整个吸收过程中，油气在吸收剂中只停留一段时间，因此，吸收剂只作为中间媒介，可以重复利用；然而，也正是源于此，整个过程要经历吸收、解吸的过程，流程因此相对复杂。
3.冷凝法
冷凝法油气回收技术，是基于物质的热力学特性，通过对油气混合物进行冷凝，不同的组分在不同的冷凝温度下冷却过饱和，从而形成液相从混合物中分离出来。
4.膜分离法
膜分离法是基于气体的“溶解-扩散”理论。被加压后的油气混合物到达分离膜，由于分离膜具有选择性，混合物中的油首先被膜吸附，然后由于膜两侧的油浓差作用而不断在膜中扩散，并最终在低压区释放，而混合物中的空气则被阻滞在膜的高压侧，从而实现了油与空气的分离。
二.油气回收集成工艺
单一的油气回收方法有着自身难以克服的弱点，只有将几种工艺结合使用，优势互补，才能更地发挥油气回收装置的优势。国外现在主要研究趋势是油气回收装置的组合工艺，即同时使用上述方法中的2种以上，集成到一套装置中，形成优势互补。主要的组合工艺有：预冷凝+膜分离、吸收+膜分离+变压吸附、低温冷却吸收+蓄热氧化、吸收+吸附、冷凝+吸附、冷凝+生物过滤，并有成熟的装置投入使用。例如，欧洲新上市的油气回收装置采用了压缩/冷凝、吸收、膜分离、变压吸附等工艺，充分发挥了各个工艺流程的优点。美国MTR公司采用压缩、冷凝与气体膜分离的集成油气回收装置。
吸附法和膜法有利于控制尾气中油气浓度在很低的水平，但两者都需要采取喷淋吸收二次工艺来处理富集的油气，且在回收高浓度油气时，吸附法存在着高吸附热等问题，膜法存在着投资大的问题；而吸收法对于处理高浓度、中流量的油气有明显的优势，可以形成吸收+吸附法[3]或吸收+膜法的集成工艺，在提高回收率、降低尾气浓度的同时，投资基本持平，综合效益较明显。吸收法和吸附法联合运用时，对于高浓度油气可先进行吸收然后再吸附，这样有利于提高活性炭的寿命和安全生产，对于间歇操作的低浓度油气，可以先进行吸附然后再吸收，这样有利于降低运行能耗及吸收的负荷。吸收+吸附集成工艺油气回收装置，根据其技术特点，要可用来回收大型油库、炼油厂、加油站、油码头及真空泵辅助卸油等场所中蒸发排放的高浓度油气，并可保证尾气排放浓度低于设定值。
冷凝法工艺的特点是简明直接，不需二次工艺处理，且关键设备压缩机和节流机构已实现国产化，投资和运行成本较低。采用冷凝法时，当制冷温度在-70～-80时，回收率可达到90%左右。如要满足更严格的环保要求，需增加深冷部分，存在能耗偏高、制冷系统复杂的问题。改进措施是采取冷凝+膜法或冷凝+吸附法的组合工艺，通过冷凝法处理90%左右的油气，剩余的10%左右的油气通过吸附或膜分离法进行处理，从而达到95%以上的油气回收率，而且去掉了冷凝最耗电能的深冷部分，不仅使油气回收既符合排放要求，又能确保良好的经济效益，同时，经过冷凝的低温油气能有效防止活性炭吸附床容易产生高温热点的问题。
国内油气回收工艺比较单一，国产油气回收装置主要以冷凝法和吸收法为主，油气排放的浓度较。21世纪以来，通过引进或国内开发，陆续有部分油气回收集成工艺的应用。
四.结语
油品蒸发排放出的是油气和空气的混合气。实现油气回收，关键技术在于怎样分离油气和空气。目前在石化领域内广泛应用的技术主要有吸附法、吸收法、冷凝法及膜分离法等。
本文对油气集成技术吸收+吸附法、吸收+膜法、冷凝+吸附法、冷凝+膜法在国内的应用进行了介绍。油气回收集成技术的回收效率更高，能耗更小，综合效益较好。对于各炼厂、油库、加油站、码头等具体采用何种油气回收技术，应根据油气处理量、处理介质性质、间歇还是连续操作、需直接回收油品与否、目的指标（排放标准、技术经济效益）等进行综合分析，并在综合调研后确定实施组合方案。
参考资料
[1] 黄维秋，钟秦.非稳态油品蒸发的数值分析I[J].石油学报石油工2014，19（6）：58-63.
[2] 黄维秋，钟秦.车船装油过程油品蒸发损耗影响因素分析[J].油气储运，2014，23（8）：44-47.
[3] 黄维秋，钟秦.非稳态油品蒸发的数值分析Ⅱ数值分析及应用实例[J].石油学报（石油加工），2004，20（1）：52-57.
[4] 北川浩，铃木谦一郎.吸附的基础与设计[M].鹿政理，译.北京：化学工业出版社，2015：175-184.
[关键词]油气回收；集成工艺；应用浅析
中图分类号：X984 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）04-0064-01
石化、石油，化工等行业在生产活动中经常排放大量挥发性有机气体，其中油品生产、储运过程最为突出，造成严重的安全隐患、环境污染、资源浪费及经济损失。目前，国内外治理各种有机废气的方案包括資源不可回收型和回收型，前者如直接燃烧、催化燃烧、光催化、纳米材料自催化，后者如吸收法、吸附法、冷凝法及膜法等回收技术。虽然利用浮顶罐储存油品具有良好的降耗效果，但由于浮顶罐的造价普遍较高，且不能完全适用于所有场合，因此，经济、高效的油气回收技术成为控制其蒸发损耗的主要措施。在当今油品收发作业日益频繁、油品使用量日益增多、能源供给日益紧张、环保要求日益严格的情况下，相关研究及技术提升具有深远的现实意义。
一.油气回收技术
目前，已投入使用的油气回收技术主要有吸附法、吸收法、膜分离法、冷凝法4种。
1.吸附法
吸附法是利用混合物中各组分与吸附剂间结合力强弱的差别，即各组分在吸附剂与流体相间分配不同的性质使混合物中难吸附于易吸附组分分离的技术。其特点是合适的吸附剂对各组分的吸附可以有很高的选择性[2]；然而，在实际应用中，由于直接吸附浓度大的油气时吸附材料会很快饱和并存在温升等问题，对于吸附设备的使用周期、脱附解吸条件、使用安全性、脱吸后活性炭需二次处理提出新的难题。
2.吸收法
吸收法是一种通过特殊的吸收溶剂，将收集到的挥发油气进行吸附，油气中的空气随这吸附过程而与油气分离，之后吸收溶剂再将溶解的油气脱除的过程。由于在整个吸收过程中，油气在吸收剂中只停留一段时间，因此，吸收剂只作为中间媒介，可以重复利用；然而，也正是源于此，整个过程要经历吸收、解吸的过程，流程因此相对复杂。
3.冷凝法
冷凝法油气回收技术，是基于物质的热力学特性，通过对油气混合物进行冷凝，不同的组分在不同的冷凝温度下冷却过饱和，从而形成液相从混合物中分离出来。
4.膜分离法
膜分离法是基于气体的“溶解-扩散”理论。被加压后的油气混合物到达分离膜，由于分离膜具有选择性，混合物中的油首先被膜吸附，然后由于膜两侧的油浓差作用而不断在膜中扩散，并最终在低压区释放，而混合物中的空气则被阻滞在膜的高压侧，从而实现了油与空气的分离。
二.油气回收集成工艺
单一的油气回收方法有着自身难以克服的弱点，只有将几种工艺结合使用，优势互补，才能更地发挥油气回收装置的优势。国外现在主要研究趋势是油气回收装置的组合工艺，即同时使用上述方法中的2种以上，集成到一套装置中，形成优势互补。主要的组合工艺有：预冷凝+膜分离、吸收+膜分离+变压吸附、低温冷却吸收+蓄热氧化、吸收+吸附、冷凝+吸附、冷凝+生物过滤，并有成熟的装置投入使用。例如，欧洲新上市的油气回收装置采用了压缩/冷凝、吸收、膜分离、变压吸附等工艺，充分发挥了各个工艺流程的优点。美国MTR公司采用压缩、冷凝与气体膜分离的集成油气回收装置。
吸附法和膜法有利于控制尾气中油气浓度在很低的水平，但两者都需要采取喷淋吸收二次工艺来处理富集的油气，且在回收高浓度油气时，吸附法存在着高吸附热等问题，膜法存在着投资大的问题；而吸收法对于处理高浓度、中流量的油气有明显的优势，可以形成吸收+吸附法[3]或吸收+膜法的集成工艺，在提高回收率、降低尾气浓度的同时，投资基本持平，综合效益较明显。吸收法和吸附法联合运用时，对于高浓度油气可先进行吸收然后再吸附，这样有利于提高活性炭的寿命和安全生产，对于间歇操作的低浓度油气，可以先进行吸附然后再吸收，这样有利于降低运行能耗及吸收的负荷。吸收+吸附集成工艺油气回收装置，根据其技术特点，要可用来回收大型油库、炼油厂、加油站、油码头及真空泵辅助卸油等场所中蒸发排放的高浓度油气，并可保证尾气排放浓度低于设定值。
冷凝法工艺的特点是简明直接，不需二次工艺处理，且关键设备压缩机和节流机构已实现国产化，投资和运行成本较低。采用冷凝法时，当制冷温度在-70～-80时，回收率可达到90%左右。如要满足更严格的环保要求，需增加深冷部分，存在能耗偏高、制冷系统复杂的问题。改进措施是采取冷凝+膜法或冷凝+吸附法的组合工艺，通过冷凝法处理90%左右的油气，剩余的10%左右的油气通过吸附或膜分离法进行处理，从而达到95%以上的油气回收率，而且去掉了冷凝最耗电能的深冷部分，不仅使油气回收既符合排放要求，又能确保良好的经济效益，同时，经过冷凝的低温油气能有效防止活性炭吸附床容易产生高温热点的问题。
国内油气回收工艺比较单一，国产油气回收装置主要以冷凝法和吸收法为主，油气排放的浓度较。21世纪以来，通过引进或国内开发，陆续有部分油气回收集成工艺的应用。
四.结语
油品蒸发排放出的是油气和空气的混合气。实现油气回收，关键技术在于怎样分离油气和空气。目前在石化领域内广泛应用的技术主要有吸附法、吸收法、冷凝法及膜分离法等。
本文对油气集成技术吸收+吸附法、吸收+膜法、冷凝+吸附法、冷凝+膜法在国内的应用进行了介绍。油气回收集成技术的回收效率更高，能耗更小，综合效益较好。对于各炼厂、油库、加油站、码头等具体采用何种油气回收技术，应根据油气处理量、处理介质性质、间歇还是连续操作、需直接回收油品与否、目的指标（排放标准、技术经济效益）等进行综合分析，并在综合调研后确定实施组合方案。
参考资料
[1] 黄维秋，钟秦.非稳态油品蒸发的数值分析I[J].石油学报石油工2014，19（6）：58-63.
[2] 黄维秋，钟秦.车船装油过程油品蒸发损耗影响因素分析[J].油气储运，2014，23（8）：44-47.
[3] 黄维秋，钟秦.非稳态油品蒸发的数值分析Ⅱ数值分析及应用实例[J].石油学报（石油加工），2004，20（1）：52-57.
[4] 北川浩，铃木谦一郎.吸附的基础与设计[M].鹿政理，译.北京：化学工业出版社，2015：175-184.