加油站油气回收处理技术的研究及应用进展

　　【摘要】国外加油站油气污染问题早在80年代已基本解决。目前国内的加油站一般采用敞口卸油和加油，溢散的油气直接排放到大气中，造成加油站附近的空气严重污染。加油站油气污染的防治应该是下一阶段国内环保着重考虑解决的难题。文章介绍了国内外加油站油气回收处理技术现状及应用进展阐明丁国内开发的重点应是：密闭加油系统及设备、吸收式油气回收装置及分散吸附集中处理系统。
　　【关键词】加油站；环境污染；油气回收；应用进展
　　1．引言
　　我国近年经济快速增长，人民生活水平不断提高。汽车数量也因此而高速增长，加油站的数量也相应增多。加油站的增多为大家带来了便利，也带来一些安全隐患。汽油是一种易挥发的石油产品，在储运、收发过程中会向大气散发大量油气，据有关部门估算我国每年汽油油气损失高达数万吨。以某加油站提供数据，其每天加油量4万升，已增设油罐车密闭式卸油装置，按油气浓度60％，油气质量为1．5Kg/m3计算，其每天节省60Kg汽油挥发，一年可以节省约20吨汽油损失。如此大量油气散发到大气中去，既严重污染了环境，又浪费宝贵的能源，还对安全构成严重威胁。抑制油气挥发，限制油气扩散，回收油气再利用是我国石油化工行业的一个重要研究课。国家标准GB50156—2002《汽车加油加气站设计施工规范》第4、6点规定了油气回收的要求。
　　2．加油站油气回收处理技术
　　汽车加油站油品具有易燃、易爆、易挥发、易流失等特性。汽油在灌装过程。分子运动不断加剧，分子的平均能量加剧．从而使具有溢出液体表面能力的分子增多，液体挥发增加。油料挥发性大，极易形成爆炸性环境和对环境的污染，而且挥发带来轻质馏分的减少，不但造成数量的损失，也使油料质量变坏。因此尽量减少油蒸气挥发，就能确保油料质量不致于变坏。同时保护环境及提高安全可靠性。加油站油气回收分别由二个系统组成。第一个系统是指油罐车密闭式卸油．目的是防止卸油时溢散及挥发；第二个系统是指车辆在加油时油气回收，目的也是防止车辆在加油时挥发。文中给出的国内外一些常见的加油站油气回收和燃烧处理装置工艺流程如下：
　　图l说明了一种吸附式加油站油气回收系统，装置中包括了一个浮顶罐，两个活性炭吸附罐，一个燃烧锅炉。浮顶罐中的油气来自于加油站密闭卸油和加油系统。工作时从密闭加油系统来的油气进入浮顶罐内，当罐内压力达到一定值后，打开通往吸附柱或燃烧炉的阎门，油气进行吸附或通过鼓风机进入氧化燃烧炉，吸附或燃烧后的尾气排放到空气中。吸附饱和后关闭进气阎。启动鼓风机对吸附柱进行加热再生，再生后重新进行吸附。
　　                                     
　                                                                                           　图1吸附式加油站油气回收系统
　　图2说明了一种加油站油气污染控制系统系统由带有回气管的密闭卸油和加油系统、地下油罐、燃烧火炬组成。卸油或加油时，油气通过回气管进入储罐内，多余的袖气通过管路进入火炬排放燃烧。
　　                    
　                                                           　图2加油站密闭加油及油气火炬燃烧系统系统
　　图3给出了一种较为复杂的冷凝吸收式加油站油气回收。系统中包括了冷凝吸收塔、油储罐、浮顶罐、密闭加油系统等加油时多余的油气不外泄，直接进入浮顶罐。装置工作时，打开制冷机，先通过下部进料泵将吸收塔加入一定量的汽油，然后关闭进料泵；当浮顶罐内压力达到一定值后，启动吸收塔进料泵，塔内的汽油与浮顶罐的油气混合后进入吸收塔，油蒸气拎凝成为汽油，未冷凝的气体通过吸收塔顶排放到大气；当吸收塔内汽油液位达到一定高度后通过管路流回到地下储罐内，使装置保持平衡。
　　                         
　                                                                        　图3加油站密闭加油及油气冷凝回收系统
　　3．各种加油站油气回收处理系统的比较
　　3．1吸附法加油站油气处理装置
　　吸附法加油站油气处理装置主要有两种类型：固定式加油站油气吸附装置及油罐车携带式油气吸附处理设备。吸附法处理装置核心设备为吸附柱，其结构简单，直接操作费用不高，但因工艺过程中含有吸附剂的脱附再生过程，因此吸附和再生合在一起的装置，费用高于吸收法如果采用加油站分散吸附，吸附柱集中统一再生处理及油气回收或燃烧工艺，其操作费用相对并不昂贵，而且这种方法比较适合国内的加油站系统。吸附的效果与吸附材料的选择和吸附操作条件直接相关，吸附后排放气体可达到国家规定的标准。工业应用的吸附剂一般应满足吸附能力强、选择性好、容易再生和再利用、机械强度高、化学稳定性好、价格便宜等要求。吸附法处理油蒸气一般选用活性炭吸附材料。有文献介绍在适宜的条件下活性炭的吸附能力可达到：0.25～0.31kg油蒸气／lkg活性炭。
　　3．2吸收法加油站油气回收装置
　　吸收法加油站油气回收装置一般有两类：常温吸收法和低温吸收法油气回收装置吸收法处理装置结构相对简单，其主要设备为吸收塔，单套装置相对投资少，但如果每个加油站都建立一套装置，其费用也较高。吸收后的气体达标后排放，吸收后的富油直接使用（油气与吸收剂相同时）或进行分离处理（油气与吸收剂不同时）。吸收法的效果与吸收剂的选用有关，目前使用的吸收剂有汽油、柴油和配制的专用吸收禳。国内对吸收法研究较多，而且就大型油库实际使用操作来看效果不错。
　　3．3冷冻法加油站油气回收装置
　　冷冻法油气回收装置原理很简单，它利用冷凝剂通过热交换器间接冷凝油气．可直接回收到油品但由于间接传热，制冷温度要求较低（一70～80℃）才可保证有较高的回收率，相应装置较复杂，目前，国产设备要达到工业化应用程度成本太高，因此很难在国内推广。
　　3．4氧化燃烧法油气处理装置
　　利用催化氧化燃烧法直接处理油气是一种操作费用较低的方法，但因为涉及到油气燃烧和空气污染，以及考虑到加油站安全问题和环境保护，每个加油站建一套这种处理装置比较困难。如果采用加油站分散吸收、统一氧化燃烧处理，是可以考虑的一种较好办法。从操作费用和燃烧热能再利用来看，其成本与吸收法差不多，能否保证安全操作是此种方法的主要问题。
　　4．加油站油气回收处理技术应用进展
　　4．1加油站密闭加油系统技术和产品
　　在进加油站卸油时，油气流量最大可达800L／min，连续发生时间在0.3～0.7h；而在给车辆加油时，最小油气流量只有40L／min或更少。最大油气浓度可达90％左右，最小时只有5％～10％，甚至更低。油气排放浓度虽然随季节、气温变化而变化，但地下油罐出气口总是排放浓度最大、最集中的固定点。而每支加油枪都是一个油气发生点源，其油气浓度也不稳定，所以加油站油气散发点既多也分散。将不同状态下油气收集后进行回收处理的常用方法是降温、过滤、吸收、吸附。这方面的侧重点应该是汽车加油站卸油和加油过程中相关设备研究和开发，包括带回气管的加油枪的设计制造、密闭收油和加油工艺系统、多余油气的排放装置等。
　　4．2油气回收处理系统技术及产品
　　在吸附法、吸收法、冷冻法和氧化燃烧法四种油气处理系统中吸收法和吸附法相对成本较低，这方面的研究开发应该是国内下一步实用型加油站油气回收技术的重点尤其是分散吸附、集中再生处理回收油气系统更符合国内的实际情况。另外利用先进的膜分离方法回收油气是未来技术发展的方向；这种方法设计简单、操作方便、成本低廉，是一个非常有前景的研究领域。
　　4．3降温加吸收的技术
　　油气回收处理的有效方法是采用降温加吸收的技术。吸收设备在环保工程中的应用已相当广泛。目前已经开发研制了专用于汽油油气吸收的装置。降温加吸收的回收技术不受加油站环境温度的影响，也不受气液比的限制，是回收效率较高的有效方法。油气吸收形式有多种，其根本差别在于气液的接触方式和接触条件的不同。气液接触方式可分为雾滴和液膜2种，接触条件也可分为湍流和层流2种，其主要目的是要解决气液的有效接触面积和效果。吸收器无论是塔式、桶式、箱式，吸收材料（即填料）、吸收剂、气液流向方式的选择仍是提高吸收效率的关键。
　　5．结论
　　（1）加油站的油气回收是一项节能，安全、环保技术。
　　（2）采用卸油油气回收系统，汽车油罐车卸油时，油气被控制在密闭系统内，对环境卫生和防火安全都很有利。如新建加油站，设计采用卸油油气回收系统。按《GB50156—2002汽车加油加气站设计施工规范》，油罐、通气管口与站外建、构筑物的防火距离可减少20％。则可以减少征地，减少投资，同时也保证达到国家的排放标准和环保质量标准。卸油油气回收系统投资少，增加也容易，技术简单，是值得推广和执行的。
　　（3）采用卸油油气回收系统和车辆加油油气回收系统，车辆加油时很少向外排气（据国外资料介绍，油气回收率能达到90％以上），加油站工作环境得到改善。安全性更好。
　　（4）根据目前现有加油站状况，车辆加油油气回收系统改造需要对加油站油气管网重新铺设。改造期问造成加油站的短暂停业。同时不管采用分散式吸取真空泵还是采用中央吸取式真空泵，目前都要采用进口设备。投资相对比较多。
　　（5）我国早在20世纪80年代初就开展油气回收研究工作，由于存在种种问题未能推广应用。随着城市加油站的增多，环保、安全工作日益受到政府的重视，治理油气污染已提到议事日程。政府有关部门要求各加油站应对储油罐和加油枪进行治理，保证达到国家的排放标准和环保质量标准。
　　
　　
　　参考文献
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　　2黄维秋．油品蒸气排放污染的防治．石油化工环境保护．1994．（2）
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　　4黄维秋．蒸发油气回收技术的研究．油气储运．1999，8
　　5长岭炼油厂汽油轻烃回收装置投用．石油炼制．1986+1
　　6万永福．SOVUR法油气回收装置的应用．石油库与加油站．1999，1