油氣回收裝置一、概述經濟的高速增長和汽車保有量的快速攀升，中國的石油能源供給日趨緊張，對國外原油進口的依賴性日益增大。據統計，中國的原油進口已到達1億噸/年，僅次于美國。國際形勢的變化將直接影響國內的石油供給，甚至導致油價的大幅上漲。另外，醞釀中的費改稅改革可能會導致油價的大幅上漲。有資料顯示，2003年全國消耗汽油5000萬噸，在運、轉、銷過程中至少排放2.8億立方米油氣，每立方米油氣中至少含有1.2千克汽油。據統計，2003年我國僅油氣揮發一項造成的經濟損失就高達13億人民幣[2.8億立方米×1.2千克/立方米×4000元/噸〔汽油單價〕=13.44億人民幣]；據不完全統計，2004年我國因油氣揮發造成的經濟損失高達20億人民幣。以一個年加油量為6000噸的加油站為例，一年的油氣揮發率為千分之六以上，即36噸汽油被白白揮發掉。按照目前汽油5000元另外油氣揮發造成油品質量下降。油品蒸發損耗的是其較輕的組分，隨著輕鎦分蒸發，汽油的初餾點升高，蒸氣壓下降，啟動性能變差，辛烷值降低。據有關資料介紹，航空汽油在其損耗率到達1.2%時，起初餾點升高3℃，蒸氣壓下降20%，辛烷值下降0.5在油站的卸油和加油過程中，會導致大量的油氣排放。油氣主要成分有丁烷、戊烷、苯、二甲苯、乙基苯等，多屬致癌物質，平均的油氣濃度在10～35vol.％。油氣對人體造成的危害也不能無視。油氣被紫外線照射以后，會與空氣中其他氣體發生一系列光化學反響，形成毒性更大的污染物，這對在加油站的操作人員的身體危害非常嚴重，也影響進入加油站的客戶的身體健康。同時對油站周邊的大氣環境造成嚴重的污染，這在鬧市區尤其如此。在北京，城區內的加油站已被全部要求加裝油氣回收系統，以適應北京2008年綠色環保奧運的要求。國外加油站油氣污染問題早在80年代已根本解決，主要采用密閉卸油和加油系統、油氣燃燒處理系統或油氣回收系統。目前國內的加油站一般采用敞口卸油和加油，溢散的油氣直接排放到大氣中，造成加油站附近的空氣嚴重污染。國家環境保護總局、國家質量監督檢驗檢疫總局最近新制定的污染物排放標準要求：煉油廠、石油公司油庫的原油、汽油周轉量等于或大于10萬M3都必須裝設油氣回收裝置。根據《石油煉制工業污染物排放標準》、《石油及成品油儲運銷售業污染物排放標準》，對于新源油氣回收裝置回收率控制標準和排放限值，按以下執行：非甲烷總烴回收率%95以上排放限值g/m3小于25根據GB11085-89《散裝液態石油產品損耗》顯示：加油站零售汽油損耗率為0.29%，實際上很多加油站的油品損耗率遠高于上述數值。隨著國家對城市環境提出更新、更高的要求，油氣排放問題尤其是處于城市內的加油站的油氣揮發問題應該受到關注。二、油氣回收技術簡介目前國內外對揮發性油氣的治理大致有6類方法：冷凝法、吸收法、吸附法、膜別離法、生物法和燃燒〔其中包括催化燃燒〕法。在儲運過程中，前四種方法是主要方法。冷凝法：是利用油氣在不同溫度和壓力下具有不同的飽和蒸氣壓，通過降低溫度或增加壓力，使油氣首先凝結出來。冷凝法在理論上可到達很高的凈化程度，但是當其濃度低于較低時時，需采取深度冷凍，這將使運行本錢大大提高。該工藝采用多級連續冷卻方法，降低油氣溫度并使之液化以到達油氣回收的目的。典型的油氣回收率在90～95%。根據凈化氣體中烴含量要求不同，冷凝溫度通常在-70℃~-180℃之間。采用冷至－73℃，排放的貧油空氣中的油氣濃度可以到達35g/m3。如果要求排放氣體油氣濃度更低，比方10g吸收法：是通過油氣和吸收劑(輕柴油、低溫汽油、有機溶劑)的逆流接觸，利用油氣中各組分在吸收劑中溶解度的不同而進行別離。主要優點是設計彈性大，操作方便，吸收、解吸、再吸收過程同步操作。缺點是排入空氣中的汽油組分的濃度高(>35g/m3)，不利于間歇操作，占地面積大，對吸收劑和吸收設備要求較高，而且吸收劑需要定期更換，過程較復雜，費用較高，目前已經逐漸被其他方法取代。膜別離法：在壓力驅動下，借助氣體各組分在高分子膜外表的吸附能力以及在膜內滲透速率的差異進行別離。采用膜別離技術處理油氣,具有流程簡單、運行費用低；設備占地面積小、重量輕、便于安裝；易放大、和其他技術兼容性好；回收率高、能耗低、無二次污染等優點。近年來,隨著膜材料和膜技術的進一步開展,國外已有許多成功應用的范例，日東電工、GKSS和MTR公司等已經開發出多套用于VOCs回收的氣體別離膜。吸附法：是利用油氣中各組分與吸附劑(活性炭、活性炭纖維、硅膠、分子篩等)間結合力不同，實現難吸附組分與易吸附組分的別離。傳統的吸附方法主要采用活性炭作為吸附劑，這是因為其價廉易得、較大的外表積、較好的微孔結構、多樣的吸附效果、較高的吸附容量和高度的外表反響性等特征，所以應用最為廣泛。活性炭吸附法的主要優點是汽油組分的回收率高，尾氣排放濃度低(小于10g/m3)；一次性投資費用低，可回收有用成分、設備簡單、操作方便等。目前采用的吸附劑主要有顆粒活性炭及活性炭纖維。吸附法是目前治理回收有機廢氣、并使其資源化的常用方法。吸附法可采用活性炭、分子篩、吸附樹脂、硅膠等做有機廢氣的吸附劑，而活性炭以其吸附容量大、脫附效果好而最常用。用于氣體吸附的活性炭有普通的顆粒活性炭和活性炭纖維。針對不同的有機物采用不同的吸附材料，對不易“中毒”且排放氣有機物濃度要求比擬苛刻的場所，采用較高吸附率的活性碳纖維作為吸附材料，在對有機物回收率要求不高，處理組成比擬復雜的場所，宜采用活性碳顆粒作為吸附材料，對于汽油儲運過程中汽油油氣的回收，我們采用顆粒汽油吸附活性碳與活性炭纖維相結合的工藝來進行處理。三、大連理工大學油氣油氣回收裝置簡介大連理工大學在借鑒國外技術的根底上，經過十幾年的努力，開發出了一套技術先進的工業有機廢氣自動化回收裝置。由于我國以前對芳烴油氣揮發有嚴格的要求，所以，我們所設計的裝置主要用于芳烴類油氣的回收。先后在齊魯石化儲運廠、南通農藥廠、揚子石化—巴斯夫有限責任公司等單位設計了油氣回收裝置，實際運行結果遠好于設計值，經過長期運轉，裝置完全正常。尤其為揚子石化—巴斯夫有限責任公司設計的五床回收工藝，對苯的吸附效果非常好，處理后，尾氣中苯的濃度低于2mg/m3，遠遠低于國家規定的12mg/m3的排放標準，到達世界領先水平。此外，我們還將吸附技術應用于其他有機氣體的回收及氣體別離過程。我們開發的變壓吸附富氧、富氮技術及系列產品曾屢次獲得省部級獎勵，被列為國家產學研重點推廣工程。我們開發的變壓吸附回收CO2技術也到達了國內領先水平。此外，還為大慶石化總廠開發過回收乙烯的吸附劑及工藝包，為齊魯石化塑料廠設計過火炬氣回收工藝包。在吸附法回收氣體方面具有深厚的理論根底及豐富的實踐經驗。四、經濟效益分析〔僅供參考〕1.年回收汽油價值估算：〔300立方米/小時〕a.年回收汽油〔按2‰揮發率，回收率為90%，每年裝置運行2000小時〕300×2000×0.659×2‰×98.1％＝=300*2000*659*0.002*0.981/1000775.775噸/年b.年回收汽油價值〔按市價0.55萬元/噸〕775.775×0.55＝=775.775*0.55426.676萬元2.運行費用：a.水蒸氣〔價格：100元/噸，脫附1噸汽油耗蒸汽3噸〕：3×100×258＝=3*100*258/100007.74萬元/年b.循環冷卻水〔40噸/小時，0.1元/噸〕40×0.1×2000＝=40*0.1*2000/100000.8萬元/年c.電力〔48.5kw，0.4元/kwh〕48.5×2000×0.4＝=48.5*2000*0.4/100003.88萬元/年e.設備折舊〔設備按10年凈殘值10%計〕［360－〔360×10%〕］×10%＝=(360-(360*0.1))*0.132.4萬元/年f.運行費用總計：7.74+0.8+3.88+32.4＝=7.74+0.8+3.88+4.8+32.444.82萬元/年3、年收益：426.676－44.82＝381.856萬元/年由上面可以知道，2年內就可以收回本錢。不但可以防止環境污染，改善了工人的工作環境，同時還可以回收資源，產生可觀的經濟效益。五、應用實例序號應用單位名稱工程性質采用工藝凈化率設計完成時間合同要求實際到達1齊魯石化公司儲運廠苯系列產品裝車排氣吸附雙吸附流程90%98%1996年2武漢有機實業空分甲苯廢氣吸附雙吸附器流程90%98%1998年3南通農藥廠苯、甲苯廢氣吸附雙吸附器流程90%98%2001年4揚子石化-巴斯夫有限責任公司苯、甲苯、二甲苯廢氣吸附五吸附器流程5m