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1、浅谈降低加油站蒸发损耗方法研究浅谈降低加油站蒸发损耗方法研究摘摘 要要：加油站蒸发损耗是在加油站在收油操作或加油过程中，由于密封不严实，大 量的油蒸汽排放到大气中，而造成的油品损耗。而降低加油站的蒸发损耗是近年来 油气.储运专业人员在降低油品损耗方面的一个新的研究领域。本文通过对油品损耗 的原因及加油站油气挥发的特点的分析，提出了降低加油站蒸发损耗的几种方法。 论文主要内容如下： 首先，分析了油品引起蒸发损耗的原因及类型，针对加油站油气挥发的特点和发 生挥发的重点部位，提出了通过收集蒸发的油品蒸汽来降低加油站的蒸发损耗。并 提出了针对加油站油气挥发重点部位的油气收集系统。 其次，针对收集油气的
2、处理，提出了油气回收的方法。具体介绍几种油气回收的 方法及简单的工艺流程，并针对加油站适用情况，对几种回收方法进行综合比较。 另外还介绍了油气回收在国内外的应用情况和今后油气回收技术的发展趋势。 最后，利用冷凝回收法设计了一套试验设备，并进行了实验。通过实验得到的数 据进行分析，提出了冷凝法在油气回收中的规律。关键词：关键词：加油站；蒸发；损耗；油气回收Reduces The Gas Station Evaporation Loss Method ResearchAbstract :The gas station Evaporation loss is in receives the oil
3、operation in the gas station or refuels in the process, because the seal is not solid, the massive oil steam discharges in the atmosphere, but creates losses of petroleum products. In recent years, reduced the gas station Evaporation loss is a new research area for oil gas storage and transport spec
4、ialist in reducing the losses of petroleum products aspect. This article through to the losses of petroleum products reason and the gas station oil gas volatility characteristic analysis, proposed several methods about reduces evaporation loss of gas station. The paper primary coverage is as follows
5、: Firstly, analyzed the oil evaporation loss reason and the type, and had the volatility key spot in view of the gas station oil gas volatility characteristic, proposed through the collection oil steam to reduce the gas station evaporation loss .And proposed some oil evaporation; loss; oil需要额外而较难 以控
6、制的干燥与冷却系统;炭层经过循环洗床吸附剂损耗大,投资成本及操作费用都 较大。现在多采用真空或真空辅以加热等处理手段脱附。另外变压吸附(PSA)也是一 种发展较快的吸附分离过程。变压吸附自 1936 年由 C.W.Skarstrom 开发以后,经过 不断改进日益得到广泛应用和工业化。4.2.2 吸收法吸收法吸收分离过程是通过混合气与适当的液体(吸收剂)接触,气体中的一个或几个组 分便溶解于该液体内形成溶液,不能溶解的组分则保留在气相中,于是原混合气体中 的各组分得以分离。其工艺流程见图 42。图图 4 42 2 吸收法油气回收工艺流程示意图吸收法油气回收工艺流程示意图油品装卸产生的油气进入吸收
7、塔,80%90%的汽油被吸收,贫油空气由排放口排出,吸 收液送至解吸塔进行真空解吸,解吸后的吸收液循环使用,解吸气进入回收塔利用成 品汽油进行回收,尾气再返回吸收塔重复上述吸收过程。这种方法对吸收剂的要求也 相当严格,吸收剂性能的优劣往往成为吸收操作是否可行有效的关键。吸收液通常是 煤油!柴油或专用吸收液。目前吸收过程有两种典型的方法,即常压常温吸收法和常 压冷却吸收法。4.2.2.1 常温常压吸收法 该方法是在常温常压下,利用吸收剂使其与排放的气体接触以吸收油蒸汽的一种 方法。吸收装置是利用填料塔使混合油气与从上部流下的吸收液进行对流接触,从而 达到吸收的效果,这种方法主要要求气液接触吸收率
8、高、压力损失小、而且吸收剂在 向下流动过程中要防止产生静电以及吸收剂发泡。常压常温吸收法有两种油气回收 类型,一是富吸收剂可以再生,吸收分离装置可视为独立完整的一个系统,使用的范围 广,但对吸收剂的性能要求严格,如果能够筛选或开发出性能良好易于再生的吸收剂, 这种方法就可以得到推广。另一回收类型是富气吸收剂回炼油厂装置加工处理,也就 是说吸收了油气的吸收剂只能使用一次,因此限制了使用范围,但对于炼油厂内部生 产过程中,我们可以直接使用与油气相适应的成品油作为吸收剂,吸收剂在吸收了油 气后直接返回装置进行回炼,工艺简单,不需要特殊的设备,因此可在炼油厂的成品灌 区、原料灌区、装油栈桥等区域广泛应
9、用。4.2.2.2 常压冷却吸收法 该方法是利用制冷设备将吸收剂冷却到低温,然后送到吸收塔对混合油气进行喷 淋,由于吸收剂温度较低可省略吸收的轻组分的气提操作,因此作为吸收剂一般可直 接使用产品汽油。但是为了达到良好的回收效果,吸收剂的温度要控制在-30e 左右, 所需要的制冷系统较复杂,吸收装置的设备也要有特殊的要求,因此装置的投资大,推 广应用较难“该方法应注意的问题:一是防止产生静电;二是防止由于空气的水份因低 温而使吸收装置冻结。所用的防冻液有甲醇、乙二醇、氯化钙盐水等。常用盐水作 为蒸气的防冻液和冷媒,盐水与吸收液一起向吸收塔内喷雾,盐水因其导电性好还有 助于防止静电的蓄积。此时必须
10、注意装置的防腐、维修和保养。该装置与常温常压的吸收装置相比较,这种冷却吸收装置的成本和操作费用较高。文献5中介绍了用 煤油作为吸收液的回收过程。国内还建成一套用低温汽油作吸收剂的汽油装火车罐 车蒸发油气回收装置。 常温常压吸收法回收技术及装置具有成本及运行费用较低、操作简单、适用范 围广等优点,可作为油气吸收回收技术的重点方向来研究开发,其中筛选和开发研制 性能良好的吸收液是当前研究的重点。4.2.34.2.3 冷凝法冷凝法冷凝法回收油气是利用冷凝剂通过热交换器冷凝油气,该方法优点是可直接回收 到油品,原理较简单。工艺流程见图 43。图图 4 43 3 冷凝法油气回收工艺流程示意图冷凝法油气回
11、收工艺流程示意图 该工艺采用多级连续冷却方法，降低油气温度并使之液化以达到油气回收的目 的。油气经过预冷器,温度降到 4左右,使油气中的大部分水汽凝结为水而除去(使 进入低温冷却器的气体状态稳定,减少装置的运行能耗),然后油气进入一级冷却器冷 却到约-40,再进入二级冷却器冷却到约-73，经过一、二级冷却可以使大部分挥 发性有机化合物冷凝成液体回收,排放的贫油空气中的油气浓度能够达到 35mg/L(每 装 1L 油所排放的挥发性有机化合物为 35mg)的标准。如果要求排放的贫油空气中的 油气浓度更低,如 20mg/L 或 10mg/L,则需要对油气进行三级冷却。三级冷却采用液 氮制冷,使油气温
12、度降到-184e,在此温度下 99%的挥发性有机化合物可以得到回收。 冷凝下来的油水混合物经过分离罐分离,油品通过泵送回储罐,污水排入污水处理系 统。 由于一级、二级和三级冷却器的工作温度都在 0以下,油气中含有的水将在换 热器表面凝霜,因而需要定期除霜,除霜时间约 12h。通常设置两套冷凝系统交替 工作。另一种冷凝油气回收工艺是利用感应式发电机组代替液氮冷却系统,油气经过 预冷、一级和二级冷却回收 85%90%,其余的 10%15%用于发电,产生的电能等于或 略大于冷凝设备所需的电量。但其设备造价比深冷工艺高 10%15%。此外， 该装置需要一个缓冲罐，以储存装卸高峰时的大量油气，保证供给油
13、气平稳，避免 发电机频繁启动和停机。该装置排放的尾气中油气含量低于 1mg/L。 冷凝法油气回收装置在工艺上已经比较成熟,其发展的关键在于怎样降低成本和 国产化。4.2.44.2.4 膜分离法膜分离法油蒸气与空气混合气的膜分离是根据不同的气体在不同的速度下,由于扩散率与溶解度之间的差异,使空气渗透过薄膜从高压区到低压区而得到分离。其工艺流程示 意见图 44。图图 4 44 4 膜分离法油气回收工艺流程示意图膜分离法油气回收工艺流程示意图生产操作中产生的油气与空气混合气体,经过压缩机压缩至 0.3900.686MPa,同 时经过换热,然后混合油气进入吸收塔,进入吸收塔的油气温度在 520之间，油
14、 气在吸收塔内与成品汽油传质，约 70%的烃蒸气在这一过程中被回收。吸收塔的尾 气再经过薄膜将烃蒸气与空气分离，分离后的油气返回压缩机入口与装卸产生的油 气一起重复上述工艺过程，空气排入大气。膜分离法回收率可以达到 95%。 分离效率受膜材料、气体组成、压差、分离系数以及温度等因素的影响,是一 种典型的动力学分离过程。可用于各类混合气分离的膜的种类从材料来看有无机材 料膜和高分子膜两类,前者包括金属膜、陶瓷膜、多孔玻璃膜、分子筛膜等,后者是 由高分子材料制成的聚合物膜,如各种纤维素酯、脂肪族和芳香族聚酰胺、聚砜、聚 丙烯腈、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶等,可以根据分离过程与分离对象的不同 选
15、择合适的膜材料。目前对膜材料仍在进行大量的研究“对膜材料的要求有分辨率高、 压降小、难老化、价廉易得等,但尚无较成熟的用于油气分离的膜材料的报道。 膜分离法回收油蒸气由于具有设计简单,可不用动力,与油品蒸发损耗过程相匹 配等优点,因此是很有发展前途的一个研究方向,研究的重点应放在膜材料的选择和 开发研制上。另外,膜分离技术具有过程无相变、能耗低,适于热敏性物质和难分离 物质分离等特点,所以大力开发膜法与其他分离方法联合的集成分离方法也是一个发 展方向。4.3 油气回收技术（装置）综合比较油气回收技术（装置）综合比较目前世界上较普遍采用的是吸收法、吸附法和冷凝法，膜分离法应用比较少， 仅在德国等
16、少数地区有应用。 常压常温吸收法回收系统为国内开发、立足于国内设备和材料制造、技术较为 成熟的回收系统，投资少，综合性能较好，但吸收效果有待进一步改善。 吸附法与吸收法在工艺上十分相似，其不同点仅是采用活性炭代替了吸收液。吸附 法工艺也较简单，对于分子量在 40130 范围内的烃类气体回收率高，其尾气排放 可以达到较高标准（10mg/L）。活性炭的使用寿命可达 5 年以上，其寿命长短取决 于填装技术、解析技术和活性炭质量等因素。吸附塔频繁的吸附-解吸自动循环、程 控阀频繁切换以及真空泵的长期运转，将导致设备维护量增加，另外，报废的活性 炭需要妥善处理，否则会污染环境。 冷凝法油气回收工艺相对于其他工艺复杂一些，单纯的制冷剂冷却，能使排放的尾气浓度达到 35mg/L，如果要达到 10mg/L 的环保水平，则需要液氮冷却或采用 尾气发电装置，使运行及维修费用大幅增加。冷凝法油气回收装置运行时，会产生 一定量的含油污水需要处理，环境温度的高低也会影响装置的运行费用。 膜分离法油气回收工艺
