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石油庫油氣回收技術(shù)研究

文檔作者：宋義偉陳雪松熊新強王全占楊智超周立賢文檔來源： (1．中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司 3．中國石油天然氣股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月19日
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第42卷第6期
2013年11月
石油化工設(shè)備
PETRO-CHEMICAL EQUIPMENT
Vo1．42 No．6
Nov．2O13
文章編號：1000-7466(2O13)O6—0081一O4
石油庫油氣回收技術(shù)研究
宋義偉 ， 陳雪松 ，熊新強 ，王全占。，楊智超 ，周立賢
(1．中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司華北分公司，河北任丘062552；
2．中國石油集團工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司，北京 100083；
3．中國石油天然氣股份有限公司銷售分公司，北京 100007)
摘要：油氣回收對環(huán)境保護和資源綜合利用具有重大意義，近年來得到廣泛關(guān)注。介紹了不同油
氣回收方案，對油氣回收技術(shù)的規(guī)模和經(jīng)濟效益進行了論證。指出應(yīng)根據(jù)實際情況選擇油氣回收
裝置，避免造成有害氣體的轉(zhuǎn)移排放。
關(guān)鍵詞：油氣回收；石油庫；效益；環(huán)境保護
中圖分類號：TQO5O；TE8 文獻標(biāo)志碼：B doi：10．3969／j．issn．1000-7466．2013．06．020
Study on Oil and Gas Recovery Technology of Oil Storage
SONG Yi—wei ，CHEN Xue-song ，XIONG Xin—qiang ，WANG Quan—zhan ，
YANG Zhi—chao ．ZHOU Li—xian
(1．North China Company，China Petroleum Engineering Co．Ltd．of CNPC，
Renqiu 062552，China；2．Beijing Company，China Petroleum Engineering Co．Ltd．
of CNPC，Beijing 100083，China；3．Sale Company of PetroChina，Beijing 100007，China)
Abstract： Oil recovery due to environmental protection and comprehensive utilization of re—
sources is of great significance，in recent years wide attention has been paid．The different oil re—
covery technology was introduced，and the scale and economic benefit of oil recovery technology
are discussed．It is recommended that the application of oil and gas recovery unit should choose
according to actual condition．
Key words：oil recovery；oil depot；benefit；environmental protection
近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，成品油
消費量不斷增加。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年成品油生
產(chǎn)總量合計達到2．66億t，其中汽油8 141萬t[1]。
而汽油從煉油廠出廠到最終用戶，至少要經(jīng)過煉油
廠、油庫、加油站3次裝卸，整個過程會產(chǎn)生大量油
氣損耗。根據(jù)GB l1O85—89《散裝液態(tài)石油產(chǎn)品損
耗》[2]，油品整個輸轉(zhuǎn)過程中的損耗在1 以上，則
2011年就有8O多萬t油氣揮發(fā)到空氣中。大量的
油氣揮發(fā)使環(huán)境進一步惡化，同時也造成極大的經(jīng)
濟損失。根據(jù)文獻E23，裝車過程中汽油的平均揮發(fā)
量為裝車量的1‰ ，則2011年僅汽油一次裝車就揮
發(fā)損耗8．14萬t汽油，按9 000元／t計算，此項損
失達7．33億元。
為了減少油氣揮發(fā)造成的能源浪費、環(huán)境污染
和經(jīng)濟損失，各國都在研究成品油庫和加油站油氣
回收技術(shù)。文中對目前國內(nèi)外油氣回收技術(shù)的研究
收稿日期：2013-06—10
作者簡介：宋義偉(1977一)，男，河北黃驊人，工程師，碩士研究生，主要從事油氣集輸及儲運研究和設(shè)計工作。
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· 82 · 石油化工設(shè)備 2013年第42卷
進展進行了綜述，對油氣回收中存在的問題進行了
分析，并且提出了油氣回收設(shè)施設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意的
相關(guān)問題。
1 國內(nèi)外對油氣排放標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定
美國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每裝1 L汽油，從油氣收集和處
理裝置排出的總有機化合物質(zhì)量不得超過10 mg。
在氣液比為1．1：1的情況下，美國標(biāo)準(zhǔn)的10 mg／L
汽油相當(dāng)于13．7 g／m。汽油。歐盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，從油
氣收集和處理裝置排出的總有機化合物濃度不超過
35 g／m 。
GB 16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)
準(zhǔn)》 中非甲烷總烴的排放標(biāo)準(zhǔn)是120 mg／m。，該標(biāo)
準(zhǔn)明顯過于嚴苛，從1996年發(fā)布以來一直沒有被認
真執(zhí)行。2007年國家環(huán)保總局發(fā)布了油品儲運領(lǐng)
域的3個國家標(biāo)準(zhǔn)，其中GB 20950-2007／(儲油庫
大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[4 規(guī)定，油氣回收處理裝置凈
化效率不低于95 ，排放濃度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不大于
25 g／m。。北京市對油氣回收建立了地方標(biāo)準(zhǔn)，DB
11／206-2010((儲油庫油氣排放控制和限值規(guī)定》 ]
規(guī)定油氣回收處理裝置凈化效率不低于98 ，排放
濃度在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下不大于25 g／m。，這是一個雙重
標(biāo)準(zhǔn)。
目前，國內(nèi)成品油庫設(shè)計主要遵循文獻[4]的相
關(guān)要求，北京市的成品油庫設(shè)計則主要遵循文獻Es]
的相關(guān)規(guī)定。
2 油氣回收方案簡介
目前實際中采用的油氣處理的技術(shù)主要包括燃
燒法、吸收法、吸附法、冷凝法和膜分離法[6 ]，由于
燃燒法不能回收利用油氣，文中只對其余4種方法
進行介紹。
2．1 吸收法
本方法包括常壓常溫吸收法與常壓低溫吸收
法。常壓常溫吸收法是在常壓常溫下，利用餾吸收
劑在吸收塔內(nèi)與混合氣噴淋接觸以溶解吸收其中的
油氣。常壓低溫吸收法是使用冷凍機將吸收液冷卻
到低溫，然后送到吸收塔對混合氣進行噴淋吸收。
一般采用產(chǎn)品汽油作為吸收液來直接回收油氣，為
了達到較高回收率，吸收液(汽油)的冷卻溫度要控
制在一30℃以下。
吸收法存在嚴重缺陷，現(xiàn)在已經(jīng)很少單獨使用。
歐美地區(qū)極少見到吸收法油氣回收設(shè)備的應(yīng)用。從
已經(jīng)在用的吸收法油氣回收裝置運行效果來看，在
幾種主要油氣回收技術(shù)中，吸收法的回收率最低。
隨著文獻[4]的施行，采用吸收法的油氣回收裝置很
難達標(biāo)排放。該方法僅適于油氣排放控制要求不高
的地區(qū)。
2．2 吸附法
吸附法油氣回收裝置是利用活性炭或著其它孔
隙率較大的物質(zhì)作為吸附劑，由此達到使油氣與空
氣分離的目的。吸附法油氣回收裝置一般包括變壓
吸附單元、分離罐和吸收塔3個單元。油氣收集設(shè)
備收集到的油氣通過密閉管線首先進入變壓吸附單
元，在變壓吸附單元完成油氣的吸附和脫附，脫附的
油氣經(jīng)過分離塔進入吸收塔，吸收液自塔的頂部噴
淋下來，與自下而上的純烴氣混合，由此實現(xiàn)烴在吸
收液中的吸收。
目前，吸附法油氣回收裝置以美國喬丹公司和
丹麥庫索深公司的產(chǎn)品為代表，主要采用活性炭吸
附，如喬丹公司于1995年開始將油氣回收系統(tǒng)投入
市場并申請了相關(guān)專利 ]。日本系統(tǒng)工程服務(wù)株式
會社的硅膠+活性炭吸附裝置和硅膠吸附裝置也有
少量的應(yīng)用。日本國東京都條例規(guī)定，當(dāng)油氣的體
積分數(shù)大于等于1 時，禁止使用可燃性活性炭吸
附劑。
由于填裝技術(shù)、解吸技術(shù)以及活性炭本身質(zhì)量
等方面存在的諸多問題，活性炭使用壽命一般在5
～ 15 a。同時，吸附法油氣回收裝置中的轉(zhuǎn)動設(shè)備
比較多，炭床需要進行頻繁解吸，因此其維修量要大
于其它工藝方法。當(dāng)環(huán)境濕度過大時，其吸附能力
會有一定程度的降低。
目前國內(nèi)吸附法油氣回收裝置主要采用的是進
口設(shè)備，因為國產(chǎn)設(shè)備很難在活性炭的壽命方面滿
足要求。
2．3 冷凝法
冷凝法是最早出現(xiàn)的油氣回收技術(shù)，利用冷凝
劑通過熱交換器冷凝油氣，當(dāng)冷凝氣的溫度低于其
露點溫度時將發(fā)生冷凝，由于易揮發(fā)性有機化合物
的露點溫度高于空氣的露點溫度，故對油氣蒸氣和
空氣的混合物進行冷凝時，大部分油蒸氣會被冷凝
成液態(tài)，而空氣則可以通過通風(fēng)口被排出，從而達到
分離的目的。
冷凝法原理簡單，可以直接回收到油品，而且操
作安全可靠，回收的烴類液體不含雜質(zhì)，但是投資
高、操作費用高。美國EDWARDS公司的直接冷凝
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第6期 宋義偉，等：石油庫油氣回收技術(shù)研究
法油氣回收裝置在世界范圍內(nèi)應(yīng)用較多，并且申請
過專利 ]。中石化曾引進過該公司的油氣回收裝
置，目前該裝置在鎮(zhèn)海石化公司使用，回收效率超過
9O 。
2．4 膜分離法
膜分離法工藝相對簡單，但是初期的投資費用
高。液環(huán)壓縮機和膜組件是該技術(shù)的核心設(shè)備。壓
縮機防爆性能要求極高，只有德國和美國的少數(shù)公
司能夠生產(chǎn)。壓縮過程壓力在350 kPa，存在著安
全隱患。
膜分離法操作簡單，適用范圍廣，不存在環(huán)境二
次污染，但能耗高、價格高、投資大，經(jīng)濟性遠不如其
他幾種方法。
2．5 分析比較
上述4種油氣回收工藝中，目前世界上采用較
普遍的是碳吸附法和冷凝法，吸收法在日本應(yīng)用較
多，膜分離法目前應(yīng)用較少。
隨著文獻E4]等的實施，要求抽庫油氣回收處理
裝置油氣排放濃度更低(不大于25 mg／L)。若采用
冷凝法，要達到該標(biāo)準(zhǔn)冷凝溫度需低于一ll0℃ ，對
設(shè)備材料要求較高，操作費用也相應(yīng)提高，因此建議
采用吸附法油氣回收裝置。
3 油氣回收裝置處理規(guī)模確定
采用式(1)來確定成品油油庫的油氣回收裝置
規(guī)模：
Q=KΣq GLR (1)
式中，Q為油氣回收裝置規(guī)模，Σq為所有汽油發(fā)油
鶴管排氣量總和，m。／h；K 為汽油發(fā)油臺同時工作
的系數(shù)，公路發(fā)油一般取0．6；GLR為氣液比系數(shù)，
通常選1．0～1．2。
在進行汽車發(fā)油區(qū)設(shè)計時，很多汽車發(fā)油臺是
設(shè)置2個甚至3個汽車發(fā)油鶴管。而實際運行中，
進行加油的油罐車可能是單艙、雙艙或者三艙裝汽
油，當(dāng)單艙車在具有2個或3個汽油裝車鶴管的發(fā)
油臺裝油時，會有1～2個發(fā)油鶴管閑置，據(jù)此計算
出的油氣回收處理裝置規(guī)模會偏大。因此，建議在
設(shè)計油氣回收處理裝置規(guī)模時，應(yīng)考慮當(dāng)?shù)赜凸捃?
汽油單雙艙設(shè)置的比例，避免裝置規(guī)模選型過大造
成浪費。
經(jīng)過修正后的計算公式為：
其中
Q 一KΣ 口平GLR (2)
q平一Σ qf
式中，q平為每個裝車臺的平均裝車流量，q 為該艙
數(shù)油罐車裝油時的流量，m。／h；f 為在該裝車島裝
車的某種汽油艙數(shù)油罐車占罐車總數(shù)的比例。如在
一個具有2個汽油鶴管的裝車島中，單艙汽油罐車
和雙艙汽油罐車的比例分別為50 ，則該裝車島的
平均裝車流量q平一0．5× 100+ 0．5 X 200—
150(m。／h)。
在一個油庫內(nèi)，2個或者3個鶴管較多的情況
下，采用式(2)計算的油氣回收裝置規(guī)模較式(1)計
算的規(guī)模會小很多。如某油庫共11個裝車島，其中
7個設(shè)有汽油裝油鶴管，共12個汽油裝車鶴管。該
油庫汽油油罐車單雙艙的比例分別為7O 和3O ，
則按照式(1)和式(2)計算，油氣回收裝置規(guī)模分別
為792 m。／h和594 m。／h，裝置規(guī)模相差200 m。／h，
投資相差約100萬元。
4 效益分析
4．1 經(jīng)濟效益
根據(jù)文獻[4]要求，周轉(zhuǎn)量20萬t／a以上的油
庫需安裝油氣回收裝置。按汽油一次裝車油氣損失
率1．0‰ 、油氣回收裝置油氣回收率95 、汽油價格
9 000元／t計算得到的安裝油氣回收裝置的收入見
表1。
表1 不同周轉(zhuǎn)量油庫經(jīng)濟效益
油氣回收裝置的主要成本包括裝置費用、安裝
費用、人工成本、運行費用和維檢修費用，不同油品
周轉(zhuǎn)量情況下油氣回收裝置的處理量、各項成本費
用及回收期見表2。
從表2可看出，當(dāng)周轉(zhuǎn)量為2O萬t／a時，設(shè)置
200 m。／h油氣回收裝置的投資回收期約為7．2 a；
而當(dāng)周轉(zhuǎn)量增加為3O萬t／a時，設(shè)置300 m。／h油
氣回收裝置的投資回收期僅為3．3 a。
4．2 社會效益
油氣回收對環(huán)境保護極為有益，可極大降低裝
車作業(yè)區(qū)的油氣濃度，有效防止裝車過程中揮發(fā)出
來的油氣向周圍擴散，保護裝車現(xiàn)場的環(huán)境，有利
于裝車作業(yè)人員的身體健康和安全。
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· 84 · 石油化工設(shè)備 2013年第42卷
表2 不同周轉(zhuǎn)量油庫回收期計算
5 結(jié)語
(1)推廣油氣回收技術(shù)符合國家的環(huán)保要求和
日益加強的環(huán)保意識，該技術(shù)的推廣使用具有明顯
的社會效益、環(huán)境生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。
(2)應(yīng)根據(jù)鶴管數(shù)量及當(dāng)?shù)赜凸捃嚨膶嶋H情況
設(shè)置油氣回收裝置的規(guī)模，不能僅根據(jù)鶴管總數(shù)進
行設(shè)置。設(shè)計前應(yīng)進行詳細的調(diào)研，避免規(guī)模選用
過大而造成不必要的經(jīng)濟損失。
(3)建議對不同成品油周轉(zhuǎn)量的油庫是否需要
設(shè)置油氣回收裝置進行詳細的論證，避免造成有害
氣體排放的轉(zhuǎn)移。
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(張編)

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