加油站三次油气回收工艺技术探讨

加油站三次油气回收工艺技术探讨

王宜静

身份证：142701198501280025

摘要：2022年末我国加油站数量就已经达到11.9万座，每年加油站的油品挥发损失量约为20多万吨，不仅造成环境污染、加大站内安全隐患，同时形成了能源浪费。2014年至今，加油站先后进行了油气一、二次回改造，虽然目前环保意识不断增强、环保压力不断增大，但三次油气回收技术尚不成熟，回收量小，改造成本、回收运行较大导致三次油气回收推行缓慢。

关键词：加油站  三次油气回收   呼吸阀

加油站正常作业中的油气主要产生于两个环节：一是接卸储存环节，二是加油环节。当液态汽油从储罐输出时，油罐内因压力下降而产生真空，将周围空气引入；当液态汽油注入储罐时，会造成内压上升而迫使上层油气排放至大气中。对此，加油站油气回收的工艺是按照气液平衡原理，抑制油罐内油气的进一步挥发。加油站一次油气回收即油罐车密闭式卸油，二次回收即车辆加油作业油气回收。

一、三次回收原理及简介

1.1冷凝法：是指油气在不同温度、不同压力下有着不同的饱和压，通过增加压力、降低温度的技术，将油气从气态冷凝到液态，通常采用多级、连续降温进行冷却的方法回收油气。

1.2 膜分离法：膜分离是一门与现代工业紧密相连的技术，其原理是指使用膜分离的方法回收油气。此方法的重点在于膜材料的研制、应用及开发，如陶瓷膜复合膜的制造和应用，以及新工艺分离的开发。

1.3 吸收法：是指利用油气中不同成分在液体中呈现有不同浓解度的特性，利用特殊材料来分离分子状态污染物的一种净化方法。

1.4吸附法：是指在一定的条件下，利用多孔固体吸附剂(常用的是活性炭)对油气进行吸收，从而实现油气回收的效果。

无论是那种方法的选择，处理结果需满足《加油站大气污染物排放标准》（GB20952-2020）、《固定污染源废气 总烃、甲烷和非甲烷总烃的测定 气相色谱法》（HJ38-2017）规范的要求。

二、三次油气回收应用现状及优缺点

上述四种油气回收原理各有优、缺点，而且对于油气浓度较高、流量较大、排放要求较严格的环境，采用单一的回收方法通常不能达到规范要求。吸收法的油气回收率约90%，活性炭吸附法的油气回收率约95%，冷凝法在冷凝温度为-73℃时的油气回收率约90%、冷凝温度达到-184 C时的油气回收率约99%。2.1吸附法起初常用碳基(碳纤维、碳纳米管、石墨烯)作为吸附剂，有着维护方便、能耗较低、效率较高等优点，被广泛应用于加油站中。但该吸附材料存在容易饱、寿命短的缺点，特别是在频繁开停、异常工况下很容易导致吸附剂失效；同时，容易产生高温，存在一定安全隐患。有别于碳基吸附材料，一些新型吸附剂不仅吸附性能优于碳基吸附剂，而且还具备良好的热稳定性，解吸效率高、寿命长，并且其孔隙大小、吸附性能往往可以有针对性地调控。

（1）冷凝一吸附法处理装置综合了这两种工艺的优点，规避了各自缺点。冷凝法的安全性、吸收效率较高，但要达到排放标准需要将油气冷却到-70°C的低温，所需能耗大，运行费用高；而吸附法所需能耗较低，但吸附材料非常容易饱和、产生高温热点，存在安全隐患。冷凝一吸附法处理装置采用先冷凝再吸附的工艺，既降低了装置能耗，又避免了高温热点，消除了安全隐患。

（2）冷凝一膜分离法油气回收装置综合了这两种工艺的优点，具有装置占地面积小、操作简便、容易维护、运行安全的特点，但价格普遍较高，一台设备十几万甚至二十余万元，同时在后期膜饱和后换一次膜仍需大几万元。期待既具备良好的热稳定性、耐磨性、耐腐蚀性、高选择性以及高渗透性又具有经济性的膜材料投入工业应用，这将取得很好的效果。

三、加油站三次油气回收工艺设计原则

1、管道设计

管道是输送油、气的主要构件，在油气回收系统设计中，排放处理装置使用撬装设备，而该种装置本身设有进、回气和排放通道。因而，在设计期间需将进气通道和高标号油罐连接，回气通道与低标号油罐连接。净化后的空气通过尾气排放管排出。同时，在设计中，通气管的横管坡度不小于1%，以保证凝液回流到油罐中。

2、设备位置

2.1安全距离

加油站内使用的各类装置设备都有明确的规定，避免在运营期间发生安全事故。但就当前的设备位置规定仍缺少对回收装置的位置设定，相应的安全间距未给出明确规定。因而，在进行设计期间，需根据设备本身的特点开展全面设计，将安全性作为设计的第一原则。近年来，对于回收装置的位置设计一般会根据其他工艺的合理建设方式加以确定。比如，按照此类建设工程使用的技术原则，该装置的位置应以通气管的位置为标尺。部分加油站在进行此类设计时，为避免出现安全事故，采取相对保守的设计方式，直接将此类装置布置在与该站围墙以及可用地界间隔大于3m的位置[1]。

2.2节约

从节约投资、减少工期的角度选择布置方位。宜选择处理装置的进气管、回气管和尾气排放管管道长度较短、地面开挖较少的方案。

2.3美观、易操作

根据实际操作经验，选择美观、易操作的位置。美观:处理装置的接管一侧不宜朝向加油区的方向，其正面应朝向加油区方向，易操作:处理装置的正前方不应设有遮挡物，以确保有足够的检修空间。

四、加油站三次油气回收工艺设计方案

1、新建加油站

针对新建站点，三次油气回收系统常规的工艺设计方案是将处理装置的进气管连接到高标号汽油罐的人孔盖上，回气管连接至低标号汽油罐的人孔盖上，尾气排放管通常与油罐通气管统一协调布置。回收系统常规工艺设计方案当遇到特殊情况(例如:油罐人孔盖开孔空间有限、处理装置远离罐区布置)或从减少管道安装工程量的角度考虑，处理装置的进气管可连接到高标号汽油罐通气管上，回气管连接至二次油气回收主管道上[2]。

当罐区非承重布置(采用非车行道下罐区)时，按照减小管道长度的原则考虑，处理装置宜布置在罐区附近，根据美观且易操作的原则，处理装置的正面宜面向加油区，而接管一侧面向围墙。当罐区承重布置(采用车行道下罐区)时，应将装置安设在远离行车道的区域，尽量靠近加油站的围墙。在接近围墙区域的设计时，需确保设备和相应的管道处于同一直线上，并在行车道的一侧采取防撞措施。

2、改造加油站

对于已经投入使用的加油站，为控制建设的工程量，不应使用常规的设计形式，以免延长建设周期。因而，会在现有的基础上进行处理。具体有两种改造设计方案。其一，高标号油罐管道为取气通道，低标号油罐管道连接回气通道。通气管是油罐气相空间和大气的连接通道，因而，此种设计方案，能够有效借助高标号油罐具有取气的功能，低标号油罐相同。此种改造方式工程量相对较小，且不会对加油站原本的地面造成伤害。其二在上述改造方案的基础上，回气连接低标号油罐或二次回收管道。此方案下，低标号油罐多加设二次油气回收管，量油管和装置回气管需借助焊接的方式连接。在此类建设项目中，需秉承控制管道总长度及建设工程量的设计原则，将处理装置布置在罐区通气管以及油罐附近。

结束语：

为尽量防止对周围空气造成的污染，在尾气排放管呼吸阀前端加装油气回收装置，对这部分油气的回收处理称为三次油气回收。并且在国家大力宣传及焕波法规的严格制约下，人们不断增强了安全环保意识，通过加强加油站油气回收工艺技术推广的方式来进一步防治其发挥到大气中污染环境。

参考文献：

[1]薛强.加油站三次油气回收工艺设计技术要点研究[J].中国化工贸易, 2020, 012(013):21-22.

[2]苏倩,戴仁川,王纲,等.加油站三次油气回收工艺设计技术要点分析[J].石油工程建设, 2019, 45(4):6.