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【摘要】分析了大慶石化成品罐区火车装车设施的油气回收系统的工艺过程，重点讨论了回收工艺和技术特点。结果表明：该油气回收系统的工艺设计合理，油气回收能力满足实际需求。
【关键词】油气回收 冷凝 吸附 活性炭
1 概述
随着大庆石化1200kt/a乙烯工程的建设和投产，2012年大庆石化公司对储运中心成品装车栈桥进行了改造，新上了一套油气回收系统，将苯、MTBE、丁醇、辛醇和异丁醇等液体产品在火车装车过程中产生的油气进行回收，使油气回收处理后排放的尾气达到国家环保指标要求。
2 回收系统
2.1 回收工艺
行业内较常采用的油气回收方法有吸附法和冷凝法。冷凝法可以使油气含量达到排放标准，但低于-40℃的深冷加工会增加其它能源的消耗与浪费。通过吸附处理也可以使油气含量达到排放标准，但用活性炭吸附浓度太高的油气，不仅可导致活性炭失活而增加运行成本，而且会使吸附体出现高温、高热现象。因此“冷凝+吸附”技术比较成熟和稳定，该技术是将油气冷凝至-40℃左右，使大部分油气液化，然后将剩余油气经过活性炭吸附罐进行吸附，可以满足我国的油气排放标准[1]。因此，本系统采用冷凝和活性炭吸收的联合的方法进行回收。
2.2 系统组成
油气回收系统主要由油气收集管线、冷凝装置、活性炭吸附装置以及控制部分组成。其中回收系统的原理图如流程图所示。装置内控制吸附的电磁阀（F1、F2、F4、F5）均采用常开式电磁阀，当出现供电故障时，该部分电磁阀处于全开状态，保证油气经过滤后正常安全排放。
2.3 工艺叙述
2.3.1 主要工艺参数及控制方案
本回收系统主要由两套装置组成，混合油气首先通入冷凝装置、经过预冷后分离，其余气体成分进入到活性炭吸附装置净化。
（1）冷凝装置：装车过程中产生的油气，经过密闭收集装置进入到双冷凝多级换热器中，首先由常温冷凝到5℃，液态成分进入集液器，气态成分进入下一级冷凝换热器继续进行冷凝到-35℃。经气液分离器，液体流入集液器内，并最终流到储油罐内储存，尚未冷凝下来的气体则由排放口进入活性炭吸附装置（其工作流程见2所述），经过再次处理，达到回收的目的。考虑到苯有结晶现象发生，故采用双冷凝换热器结构，两个冷凝器交替使用（一台工作，一台除霜，联锁控制），保证工作的连续性。
（2）活性炭吸附装置：由冷凝器排放口排出的油气（只含有少量有机气体）进入到活性炭炭罐进行吸附，排空气体中苯的含量达到12mg/m3以内，非甲烷总烃：120mg/ m3。在整个过程中，两个活性炭炭罐交替进行吸附、脱附工作，以实现装置连续工作。2.3.2 控制水平
控制电脑：在中控室内电脑配有控制软件用来监视装置的运行并记录数据。2.3.3 工艺流程图
2.4 系统的工艺技术特点
2.4.1 冷凝部分
（1）自身安全性高
油气始终在低温下运行，不会产生高温燃烧；油气组分始终不与其它可燃、易燃物质接触，没有遇明火爆炸的可能性；所有电气、仪表、元器件及控制系统均按国家石化行业相关标准进行防爆设计、选型，确保在易燃易爆气体危险环境下安全运行。
（2）工艺简单可靠
从工艺的复杂程度来看，冷凝法是最简单的工艺，只要通过压缩机制冷，在蒸发器内冷媒换热，将油气温度降低到设定的温度，再经优质活性碳吸附，就可达到回收油气的预期效果。油气经过冷凝处理后再经活性碳吸附，可延长活性碳使用寿命，减少二次投入。
（3）回收物直观、洁净
从回收的产品来看，冷凝法是唯一可直接见到回收产物的方法，便于对装置的运行情况进行评价。不需要吸附剂或吸收剂，油气及回收的液体成分只与金属材料接触，洁净无污染。
2.4.2 活性炭吸附部分
（1）吸附装置具有“三低一高”的特点：
①设备投资额低
②能耗低
③生产操作维护费用低
④生产回收效率高：可回收98%-99.9%的挥发性有机化合物
（2）活性炭吸附真空再造装置
真空控制采用先进的设计，活性炭吸附真空再造装置的真空系统在设计上考虑了高效，低吸气端压降的特点，以确保系统在抽真空和再生阶段的最大吸气量，从而降低能耗。
（3）合理的吸附罐设计
在活性炭容器里，在炭床顶部有一套压环可以在压力恢复阶段防止活性炭颗粒的运动，从而最大限度地减少因颗粒之间的摩擦而产生的粉尘，也避免了活性炭床层上形成“V”字形凹陷。该设计的优点是：将来如果需要增大装置处理量时，可以直接从容器顶部的人孔里加入活性炭即可。
（4）先进的流程控制，简单的用户操作
活性炭吸附真空再造装置的生产操作使用计算机系统来完成。装置在运行过程中产生的报警和运行信息会自动存储60天，用来监督管理各种生产运营故障。此外，还可借助专业公司对本装置进行远程诊断。
（5）先进的安全操作保护
活性炭吸附真空再造装置考虑使用了防火失效保护型气动开关阀来控制油气的进入和流出。这种阀门不依靠二级设备就可启动操作，避免了因使用电动阀门可能带来的断电失效和溢流等安全管路问题。并且，活性炭吸附真空再造装置在设计上也考虑了系统内部爆炸可能造成的承压安全保护。
（6）高性能的活性炭
活性炭吸附真空再造装置采用优质高效的活性炭。这种活性炭的脱附性能非常好，从而有效地保证系统的再生效果。此外，与普通活性炭相比，这种毛细孔面积很大的活性炭使用寿命很长。活性炭吸附真空再造装置使用自然耐温高达450℃的煤基活性炭，经最新DSC方法测试具有工业应用的最佳安全性，从而提高了活性炭的使用寿命。
2.4.3 回收装置的安全性高
该回收装置的安全设计理念体现被动安全和主动安全。
被动安全保护：装置内控制吸附的电磁阀（F1、F2、F4、F5）均采用常开式电磁阀，当出现供电故障时，该部分电磁阀处于全开状态，保证油气经过滤后正常安全排放。另外，尽管装置的所有容器的实际工作状态是常压，但系统却是按照压力容器进行设计，从而保证了良好的被动安全性能。
主动安全保护：储油罐装设有液位报警系统。当储油罐内液体液位达到安全高度时，报警系统启动，确保液体不会冒顶。
3 结论
该油气回收系统采用了冷凝+活性炭吸收的技术对油气进行回收，处理油气的能力达到600m3/h，其中苯油气200m3/h、MTBE油气100m3/h、丁醇油气100m3/h、异丁醇油气100m3/h、辛醇油气100m3/h，操作弹性为0～110%，满足了实际的需求。回收的液体成分储存在储油罐内统一处理。排空口排出的气体尾气排放指标为苯：12mg/ m3；非甲烷总烃：120mg/ m3。满足了《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996 要求。综上所述，油气回收系统设计合理，满足了实际需求，实现了油气回收和安全环保的目标。
参考文献
[1] 陈红.通过油气回收解决汽油储存损耗[J].油气储运，2010，29（11）：874-876
【关键词】油气回收 冷凝 吸附 活性炭
1 概述
随着大庆石化1200kt/a乙烯工程的建设和投产，2012年大庆石化公司对储运中心成品装车栈桥进行了改造，新上了一套油气回收系统，将苯、MTBE、丁醇、辛醇和异丁醇等液体产品在火车装车过程中产生的油气进行回收，使油气回收处理后排放的尾气达到国家环保指标要求。
2 回收系统
2.1 回收工艺
行业内较常采用的油气回收方法有吸附法和冷凝法。冷凝法可以使油气含量达到排放标准，但低于-40℃的深冷加工会增加其它能源的消耗与浪费。通过吸附处理也可以使油气含量达到排放标准，但用活性炭吸附浓度太高的油气，不仅可导致活性炭失活而增加运行成本，而且会使吸附体出现高温、高热现象。因此“冷凝+吸附”技术比较成熟和稳定，该技术是将油气冷凝至-40℃左右，使大部分油气液化，然后将剩余油气经过活性炭吸附罐进行吸附，可以满足我国的油气排放标准[1]。因此，本系统采用冷凝和活性炭吸收的联合的方法进行回收。
2.2 系统组成
油气回收系统主要由油气收集管线、冷凝装置、活性炭吸附装置以及控制部分组成。其中回收系统的原理图如流程图所示。装置内控制吸附的电磁阀（F1、F2、F4、F5）均采用常开式电磁阀，当出现供电故障时，该部分电磁阀处于全开状态，保证油气经过滤后正常安全排放。
2.3 工艺叙述
2.3.1 主要工艺参数及控制方案
本回收系统主要由两套装置组成，混合油气首先通入冷凝装置、经过预冷后分离，其余气体成分进入到活性炭吸附装置净化。
（1）冷凝装置：装车过程中产生的油气，经过密闭收集装置进入到双冷凝多级换热器中，首先由常温冷凝到5℃，液态成分进入集液器，气态成分进入下一级冷凝换热器继续进行冷凝到-35℃。经气液分离器，液体流入集液器内，并最终流到储油罐内储存，尚未冷凝下来的气体则由排放口进入活性炭吸附装置（其工作流程见2所述），经过再次处理，达到回收的目的。考虑到苯有结晶现象发生，故采用双冷凝换热器结构，两个冷凝器交替使用（一台工作，一台除霜，联锁控制），保证工作的连续性。
（2）活性炭吸附装置：由冷凝器排放口排出的油气（只含有少量有机气体）进入到活性炭炭罐进行吸附，排空气体中苯的含量达到12mg/m3以内，非甲烷总烃：120mg/ m3。在整个过程中，两个活性炭炭罐交替进行吸附、脱附工作，以实现装置连续工作。2.3.2 控制水平
控制电脑：在中控室内电脑配有控制软件用来监视装置的运行并记录数据。2.3.3 工艺流程图
2.4 系统的工艺技术特点
2.4.1 冷凝部分
（1）自身安全性高
油气始终在低温下运行，不会产生高温燃烧；油气组分始终不与其它可燃、易燃物质接触，没有遇明火爆炸的可能性；所有电气、仪表、元器件及控制系统均按国家石化行业相关标准进行防爆设计、选型，确保在易燃易爆气体危险环境下安全运行。
（2）工艺简单可靠
从工艺的复杂程度来看，冷凝法是最简单的工艺，只要通过压缩机制冷，在蒸发器内冷媒换热，将油气温度降低到设定的温度，再经优质活性碳吸附，就可达到回收油气的预期效果。油气经过冷凝处理后再经活性碳吸附，可延长活性碳使用寿命，减少二次投入。
（3）回收物直观、洁净
从回收的产品来看，冷凝法是唯一可直接见到回收产物的方法，便于对装置的运行情况进行评价。不需要吸附剂或吸收剂，油气及回收的液体成分只与金属材料接触，洁净无污染。
2.4.2 活性炭吸附部分
（1）吸附装置具有“三低一高”的特点：
①设备投资额低
②能耗低
③生产操作维护费用低
④生产回收效率高：可回收98%-99.9%的挥发性有机化合物
（2）活性炭吸附真空再造装置
真空控制采用先进的设计，活性炭吸附真空再造装置的真空系统在设计上考虑了高效，低吸气端压降的特点，以确保系统在抽真空和再生阶段的最大吸气量，从而降低能耗。
（3）合理的吸附罐设计
在活性炭容器里，在炭床顶部有一套压环可以在压力恢复阶段防止活性炭颗粒的运动，从而最大限度地减少因颗粒之间的摩擦而产生的粉尘，也避免了活性炭床层上形成“V”字形凹陷。该设计的优点是：将来如果需要增大装置处理量时，可以直接从容器顶部的人孔里加入活性炭即可。
（4）先进的流程控制，简单的用户操作
活性炭吸附真空再造装置的生产操作使用计算机系统来完成。装置在运行过程中产生的报警和运行信息会自动存储60天，用来监督管理各种生产运营故障。此外，还可借助专业公司对本装置进行远程诊断。
（5）先进的安全操作保护
活性炭吸附真空再造装置考虑使用了防火失效保护型气动开关阀来控制油气的进入和流出。这种阀门不依靠二级设备就可启动操作，避免了因使用电动阀门可能带来的断电失效和溢流等安全管路问题。并且，活性炭吸附真空再造装置在设计上也考虑了系统内部爆炸可能造成的承压安全保护。
（6）高性能的活性炭
活性炭吸附真空再造装置采用优质高效的活性炭。这种活性炭的脱附性能非常好，从而有效地保证系统的再生效果。此外，与普通活性炭相比，这种毛细孔面积很大的活性炭使用寿命很长。活性炭吸附真空再造装置使用自然耐温高达450℃的煤基活性炭，经最新DSC方法测试具有工业应用的最佳安全性，从而提高了活性炭的使用寿命。
2.4.3 回收装置的安全性高
该回收装置的安全设计理念体现被动安全和主动安全。
被动安全保护：装置内控制吸附的电磁阀（F1、F2、F4、F5）均采用常开式电磁阀，当出现供电故障时，该部分电磁阀处于全开状态，保证油气经过滤后正常安全排放。另外，尽管装置的所有容器的实际工作状态是常压，但系统却是按照压力容器进行设计，从而保证了良好的被动安全性能。
主动安全保护：储油罐装设有液位报警系统。当储油罐内液体液位达到安全高度时，报警系统启动，确保液体不会冒顶。
3 结论
该油气回收系统采用了冷凝+活性炭吸收的技术对油气进行回收，处理油气的能力达到600m3/h，其中苯油气200m3/h、MTBE油气100m3/h、丁醇油气100m3/h、异丁醇油气100m3/h、辛醇油气100m3/h，操作弹性为0～110%，满足了实际的需求。回收的液体成分储存在储油罐内统一处理。排空口排出的气体尾气排放指标为苯：12mg/ m3；非甲烷总烃：120mg/ m3。满足了《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996 要求。综上所述，油气回收系统设计合理，满足了实际需求，实现了油气回收和安全环保的目标。
参考文献
[1] 陈红.通过油气回收解决汽油储存损耗[J].油气储运，2010，29（11）：874-876